監(jiān)視電路保護(hù)設(shè)備，如圖1所示的配電系統(tǒng)中的電路保護(hù)設(shè)備的示范性方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本文描述了電路保護(hù)設(shè)備、配電系統(tǒng)和監(jiān)視電路保護(hù)設(shè)備和/或配電系統(tǒng)的方法的示范性實(shí)施例。該示范性配電系統(tǒng)包括在區(qū)域選擇性聯(lián)鎖(ZSI)配置中設(shè)置在層中的電路保護(hù)設(shè)備。一種監(jiān)視系統(tǒng)持續(xù)地監(jiān)視與電路保護(hù)設(shè)備的操作關(guān)聯(lián)的變量，并在故障事件之前以及至少部分地基于所監(jiān)視的變量來(lái)確定何時(shí)該電路保護(hù)設(shè)備發(fā)生故障或可能無(wú)法操作。該監(jiān)視系統(tǒng)然后在發(fā)生故障事件時(shí)阻止該電路保護(hù)設(shè)備向上游電路保護(hù)設(shè)備輸出ZSI阻斷信號(hào)。如果未接收到阻斷信號(hào)，則上游電路保護(hù)設(shè)備將持續(xù)以其未受限狀態(tài)操作，并且將為響應(yīng)故障事件而已經(jīng)無(wú)法或可能無(wú)法正常操作的下游電路保護(hù)設(shè)備提供保護(hù)。
[0032]圖1是示范性配電系統(tǒng)100的一部分的示意框圖，其圖示多個(gè)電路保護(hù)設(shè)備102。
[0033]每個(gè)電路保護(hù)設(shè)備102配置成控制從一個(gè)或多個(gè)電功率源104向一個(gè)或多個(gè)負(fù)載106輸送電力。電功率源104可以包括例如，一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)或向負(fù)載106提供電流(以及由此的電功率)的其他設(shè)備。電流可以經(jīng)由耦合到電路保護(hù)設(shè)備102的一個(gè)或多個(gè)電力分配線路或總線108傳輸?shù)截?fù)載106。負(fù)載106可以包括但不限于僅包括，機(jī)械、電動(dòng)機(jī)、照明和/或制造或發(fā)電或配電設(shè)施的其他電設(shè)備和機(jī)械設(shè)備。
[0034]在示范實(shí)施例中，電路保護(hù)設(shè)備102是斷路器。作為備選，電路保護(hù)設(shè)備102可以是使得配電系統(tǒng)100能夠如本文描述的工作的任何其他設(shè)備。在示范實(shí)施例中，每個(gè)電路保護(hù)設(shè)備102包括操作性耦合到傳感器112的脫扣單元110和脫扣機(jī)構(gòu)114。在一個(gè)示范實(shí)施例中，脫扣單元110是電子脫扣單元(ETU)，其包括耦合到存儲(chǔ)器118的處理器116、輸入設(shè)備119和顯示設(shè)備120。脫扣單元110可以包括或可以視為計(jì)算設(shè)備。在其他一些實(shí)施例中，脫扣單元110可以是任何其他適合類(lèi)型的脫扣單元。在一些實(shí)施例中，電路保護(hù)設(shè)備102的其中一個(gè)或多個(gè)包含不同類(lèi)型的脫扣單元110和/或是與電路保護(hù)設(shè)備102的至少其中一個(gè)彼此不同的類(lèi)型的電路保護(hù)設(shè)備。
[0035]在一個(gè)示范實(shí)施例中，傳感器112是電流傳感器(如電流互感器)、羅氏線圈、霍爾效益?zhèn)鞲衅骱?或測(cè)量流經(jīng)脫扣機(jī)構(gòu)114和/或電路保護(hù)設(shè)備102的電流的分流器。作為備選，傳感器112可以包括使得配電系統(tǒng)100能夠如本文描述的工作的任何其他傳感器。在示范實(shí)施例中，每個(gè)傳感器112生成表示所測(cè)得或檢測(cè)到流經(jīng)關(guān)聯(lián)的脫扣機(jī)構(gòu)114和/或電路保護(hù)設(shè)備102的電流(下文稱(chēng)為“電流信號(hào)”)的信號(hào)。此外，每個(gè)傳感器112將電流信號(hào)傳送到與脫扣機(jī)構(gòu)114關(guān)聯(lián)或與之耦合的處理器116。每個(gè)處理器116編程為在電流信號(hào)和/或電流信號(hào)表示的電流超過(guò)電流閾值的情況下激活脫扣機(jī)構(gòu)114以中斷提供到負(fù)載106或電力分配線路或總線108的電流。
[0036]在此示例實(shí)施例中，脫扣機(jī)構(gòu)114是斷路器。脫扣機(jī)構(gòu)114包括脫扣器線圈115，有時(shí)也稱(chēng)為通量移位器。向脫扣器線圈115提供電信號(hào)以使斷路器脫扣并中斷電流流經(jīng)脫扣機(jī)構(gòu)114。在其他實(shí)施例中，脫扣機(jī)構(gòu)114包括例如，一個(gè)或多個(gè)其他斷路器設(shè)備和/或電弧抑制設(shè)備。示范性斷路器設(shè)備包括，例如電路開(kāi)關(guān)、接觸臂和/或中斷流經(jīng)斷路器設(shè)備到耦合到該斷路器設(shè)備的負(fù)載106的電路中斷器。示范性電弧抑制設(shè)備包括，例如，抑制組裝件、多個(gè)電極、等離子槍和使得等離子槍將燒蝕等離子體發(fā)射到電極之間的間隙中以便將能量從電弧或電路上檢測(cè)到的其他電故障轉(zhuǎn)移到抑制組裝件中的觸發(fā)器電路。
[0037]每個(gè)處理器116控制電路保護(hù)設(shè)備102的操作，并從與耦合到處理器116的脫扣機(jī)構(gòu)114關(guān)聯(lián)的傳感器112收集測(cè)得的操作狀況數(shù)據(jù)，如表示電流測(cè)量(本文也稱(chēng)為“電流數(shù)據(jù)”)的數(shù)據(jù)。處理器116將電流數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在耦合到處理器116的存儲(chǔ)器118中。應(yīng)該理解，術(shù)語(yǔ)“處理器” 一般是指任何可編程系統(tǒng)，包括系統(tǒng)和微控制器、精簡(jiǎn)指令集電路(RISC)、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、可編程邏輯電路和能夠執(zhí)行本文描述的功能的任何其他電路或處理器。上文示例僅是示范性的，并且因此無(wú)意以任何方式限制術(shù)語(yǔ)“處理器”的定義和/或含義。
[0038]存儲(chǔ)器118存儲(chǔ)可由處理器116執(zhí)行以便控制電路保護(hù)設(shè)備102的程序代碼和指令。存儲(chǔ)器118可以包括但不限于僅包括，非易失性RAM(NVRAM)、磁體RAM(MRAM)、鐵電體RAM (FeRAM)、只讀存儲(chǔ)器(R0M)、閃存存儲(chǔ)器和/或電可擦寫(xiě)可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPR0M)。任何其他適合的磁、光和/或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器本身或其與其他形式的存儲(chǔ)器的組合均可以包含在存儲(chǔ)器118中。存儲(chǔ)器118還可以是或包括可拆或移動(dòng)存儲(chǔ)器，包括但不限于，適合的磁帶盒、磁盤(pán)、⑶ROM、DVD或USB存儲(chǔ)器。
[0039]輸入設(shè)備119從例如用戶(hù)、另一個(gè)脫扣單元110、遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備等接收輸入。輸入設(shè)備119可以包括例如，鍵盤(pán)、讀卡器(例如，智能卡讀卡器)、指向設(shè)備、鼠標(biāo)、鐵筆、觸敏屏(例如，觸摸板或觸摸屏)、陀螺儀、加速儀、位置檢測(cè)器、小鍵盤(pán)、一個(gè)或多個(gè)按鈕和/或音頻輸入接口。如觸摸屏的單個(gè)組件可以兼用作顯示設(shè)備120和輸入設(shè)備119。在一些實(shí)施例中，輸入設(shè)備119可以包括通信接口，用于從遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備(包括從另一個(gè)脫扣單元110)接收輸入。雖然對(duì)于每個(gè)脫扣單元110示出一個(gè)輸入設(shè)備119，但是脫扣單元110可以包含多于一個(gè)輸入設(shè)備119或沒(méi)有輸入設(shè)備119。
[0040]顯示設(shè)備120可視地呈示有關(guān)電路保護(hù)設(shè)備102和/或脫扣機(jī)構(gòu)114的信息。顯示設(shè)備120可以包括真空熒光顯示器(VFD)、一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)、液晶顯示器(LCD)、陰極射線管(CRT)、等離子顯示器和/或能夠以可視方式向用戶(hù)傳達(dá)信息的任何適合的可視輸出設(shè)備。例如，處理器116可以激活顯示設(shè)備120的一個(gè)或多個(gè)組件以指示電路保護(hù)設(shè)備102和/或脫扣機(jī)構(gòu)114是活動(dòng)的和/或正常操作的、正在接收阻斷信號(hào)、正在傳送阻斷信號(hào)、發(fā)生故障或失效和/或脫扣機(jī)構(gòu)114和/或電路保護(hù)設(shè)備102的任何其他狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，顯示設(shè)備120向用戶(hù)呈示圖形用戶(hù)接口(⑶I)以用于用戶(hù)與電路保護(hù)設(shè)備102之間的交互。該GUI允許用戶(hù)例如控制電路保護(hù)設(shè)備102、監(jiān)視電路保護(hù)設(shè)備102的操作/狀態(tài)、測(cè)試電路保護(hù)設(shè)備102的操作和/或修改電路保護(hù)設(shè)備102的操作參數(shù)。
[0041]在示范性實(shí)施例中，配電系統(tǒng)100包括遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備121。遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備121是遠(yuǎn)程的，因?yàn)樗醇稍陔娐繁Ｗo(hù)設(shè)備102之一內(nèi)，而是可以設(shè)為靠近配電系統(tǒng)100的其他組件。遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備121包括耦合到存儲(chǔ)器118的處理器116、輸入設(shè)備119和顯示設(shè)備120。遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備121通信上耦合到電路保護(hù)設(shè)備102的其中一個(gè)或多個(gè)。遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備121可以直接連接到一個(gè)或多個(gè)電路保護(hù)設(shè)備102和/或可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(包括因特網(wǎng))耦合到一個(gè)或多個(gè)電路保護(hù)設(shè)備102。遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備121與電路保護(hù)設(shè)備102之間的通信耦合可以是使用任何適合的有線和/或無(wú)線通信協(xié)議的有線連接或無(wú)線連接。在另一些實(shí)施例中，配電系統(tǒng)100不包括遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備。
[0042]在示范性實(shí)施例中，電路保護(hù)設(shè)備102按包含多個(gè)層或電路分支的分層結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)置，以便對(duì)配電系統(tǒng)100提供不同級(jí)別的保護(hù)和監(jiān)視。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，第一電路保護(hù)設(shè)備124設(shè)在第一或上游層126中以從電功率源104接收電流。第二電路保護(hù)設(shè)備128設(shè)在第二或中間層130中，中間層130位于第一電路保護(hù)設(shè)備124的下游。第三電路保護(hù)設(shè)備132設(shè)在第三或下游層134中，第三或下游層134位于第二電路保護(hù)設(shè)備128和第一電路保護(hù)設(shè)備124的下游。第三電路保護(hù)設(shè)備132 (經(jīng)由第一電路保護(hù)設(shè)備124和第二電路保護(hù)設(shè)備128)將從電功率源104接收的電流提供到負(fù)載106。正如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“下游”是指從電功率源104向負(fù)載106的方向。術(shù)語(yǔ)“上游”是指與下游方向相反的方向，例如，從負(fù)載106向電功率源104的方向。
[0043]第一電路保護(hù)設(shè)備124包括第一脫扣單兀136、第一傳感器138和第一脫扣機(jī)構(gòu)140 ;第二電路保護(hù)設(shè)備128包括第二脫扣單元142、第二傳感器144和第二脫扣機(jī)構(gòu)146 ；以及第三電路保護(hù)設(shè)備132包括第三脫扣單元148、第三傳感器150和第三脫扣機(jī)構(gòu)152。
[0044]雖然圖1圖示按三層122設(shè)置的三個(gè)電路保護(hù)設(shè)備102，但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，可以按任何適合數(shù)量的層122來(lái)設(shè)置任何適合數(shù)量的電路保護(hù)設(shè)備102，以使配電系統(tǒng)100能夠按本文描述的工作。例如，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在一些實(shí)施例中，可以將一個(gè)或多個(gè)附加層122和/或電路保護(hù)設(shè)備102布置在電功率源104和第一電路保護(hù)設(shè)備124和/或第一層126之間。作為附加或備選，在一些實(shí)施例中，可以將一個(gè)或多個(gè)附加層122和/或電路保護(hù)設(shè)備102布置在負(fù)載106與第三電路保護(hù)設(shè)備132之間。再者，每個(gè)層122 —般將包含多于一個(gè)電路保護(hù)設(shè)備102。
[0045]如圖1所示，每個(gè)脫扣單元110包括從其他脫扣單元110接收信號(hào)和/或向其他脫扣單元110傳送信號(hào)的多個(gè)端口 154。在示范性實(shí)施例中，端口 154包括至少一個(gè)阻斷信號(hào)輸入端口 156和至少一個(gè)阻斷信號(hào)輸出端口 158。阻斷信號(hào)輸入端口 156和阻斷信號(hào)輸出端口 158在電路保護(hù)設(shè)備102之間傳送一個(gè)或多個(gè)阻斷信號(hào)160。每個(gè)脫扣單元的端口 154可以是物理上分離的端口 154或可以是提供一個(gè)或多個(gè)虛擬端口(例如，端口 156和158)的單個(gè)物理端口。
[0046]在示范性實(shí)施例中，在傳感器112檢測(cè)到的電流量超過(guò)為關(guān)聯(lián)的脫扣機(jī)構(gòu)114定義的阻斷閾值(未示出)時(shí)每個(gè)脫扣單元110生成阻斷信號(hào)160。此外，如果從下游脫扣單元110接收到阻斷信號(hào)160，則向上游脫扣單元110傳送或轉(zhuǎn)發(fā)阻斷信號(hào)160。例如，如果第二脫扣單元142從第三脫扣單元148接收到阻斷信號(hào)160和/或如果第二脫扣單元142檢測(cè)到高于