阻斷閾值的電流，則將第二脫扣單元142的阻斷信號(hào)160傳送到上游脫扣單元110 (例如，第一脫扣單元136)。響應(yīng)接收到阻斷信號(hào)160，第一脫扣單元136可以從非受限操作模式轉(zhuǎn)移到受限操作模式，以阻止第一脫扣單元136和第二脫扣單元142按相似的脫扣定時(shí)序列操作。作為附加或備選，第一脫扣單元136可以響應(yīng)接收到阻斷信號(hào)160，切換到在更高脫扣閾值下或使用更高脫扣閾值操作，如從保護(hù)性閾值切換到后備閾值。
[0047]在非受限操作模式中，可以執(zhí)行非受限脫扣定時(shí)序列，其包括累計(jì)電流超過(guò)保護(hù)性閾值的時(shí)間值，直到達(dá)到非受限時(shí)間閾值為止。在受限操作模式中，可以執(zhí)行受限脫扣定時(shí)序列，包括累計(jì)電流超過(guò)后備閾值的時(shí)間值，直到達(dá)到受限時(shí)間閾值為止。如果達(dá)到受限時(shí)間閾值或非受限時(shí)間閾值，則脫扣單元110生成脫扣信號(hào)162。作為備選，非受限脫扣定時(shí)序列和受限脫扣定時(shí)序列可以包括使得脫扣單元110能夠按本文描述地工作的任何其他動(dòng)作或響應(yīng)。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，非受限脫扣定時(shí)序列促使脫扣信號(hào)162在比受限脫扣定時(shí)序列促使脫扣信號(hào)162生成的時(shí)間段更短的時(shí)間段中生成。
[0048]脫扣單元110的端口 154通過(guò)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體164耦合到其他脫扣單元110的端口 154。在示范性實(shí)施例中，每個(gè)端口 154包括分別用于耦合到載送正信號(hào)和負(fù)信號(hào)的正端和負(fù)端。例如，導(dǎo)體164將阻斷信號(hào)160的正分量和負(fù)分量傳送到端口 154的正端和負(fù)端。作為備選，端口 154可以接收任何適合的信號(hào)和/或可以包含使脫扣單元110能夠按本文描述地工作的任何適合數(shù)量的端。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，可以代之正極和負(fù)極的信號(hào)而使用相同極性的信號(hào)。例如，“正”信號(hào)可以是振幅高于“負(fù)”信號(hào)的振幅的信號(hào)。
[0049]在示范性實(shí)施例中，脫扣單元110 (例如，第二脫扣單元142)的阻斷信號(hào)輸出端口158耦合到上游脫扣單元110 (例如，第一脫扣單元136)的阻斷信號(hào)輸入端口 156。在特定實(shí)施例中，將單個(gè)電路保護(hù)設(shè)備102定位在基準(zhǔn)電路保護(hù)設(shè)備102 (以及關(guān)聯(lián)的脫扣單元110)上游的下一層，以使該基準(zhǔn)脫扣單元110的阻斷信號(hào)輸出端口 158通過(guò)至少一個(gè)導(dǎo)體164耦合到上游脫扣單元110的阻斷信號(hào)輸入單元156。此外，基準(zhǔn)脫扣單元110(例如，第二脫扣單元142)的阻斷信號(hào)輸入端口 156通過(guò)至少一個(gè)導(dǎo)體164耦合到一個(gè)或多個(gè)下游脫扣單元110 (例如，第三脫扣單元148)的阻斷信號(hào)輸出端口 158。
[0050]每個(gè)電路保護(hù)設(shè)備120 (以及每個(gè)關(guān)聯(lián)的脫扣單元110)如上文描述的配置成使得脫扣單元I1經(jīng)由阻斷信號(hào)輸入端口 156從下游脫扣單元110接收一個(gè)或多個(gè)阻斷信號(hào)160，并經(jīng)由阻斷信號(hào)輸出端口 158將一個(gè)或多個(gè)阻斷信號(hào)160傳送到上游脫扣單元110。在示范性實(shí)施例中，從下游脫扣單元110接收的阻斷信號(hào)160自動(dòng)被轉(zhuǎn)發(fā)到上游脫扣單元110。例如，如果第二脫扣單元142從第二脫扣單元148接收到阻斷信號(hào)160，則第二脫扣單元142將阻斷信號(hào)160傳送到第一脫扣單元136。
[0051 ] 此外，傳感器112測(cè)量流經(jīng)脫扣機(jī)構(gòu)114 (例如，流經(jīng)耦合到脫扣機(jī)構(gòu)114的電力分配總線108)的電流。傳感器112生成表示測(cè)得或檢測(cè)到流經(jīng)脫扣機(jī)構(gòu)114的電流的電流信號(hào)166，并將電流信號(hào)166傳送到脫扣單元110。脫扣單元110編程為通過(guò)向脫扣機(jī)構(gòu)114傳送脫扣信號(hào)162 (以及更確切地來(lái)說(shuō)，傳送到脫扣線圈115)來(lái)基于電流信號(hào)116激活脫扣機(jī)構(gòu)114，從而促使脫扣機(jī)構(gòu)114中斷流經(jīng)其中的電流，如上文描述。
[0052]在操作期間，如果第二電路保護(hù)設(shè)備128附近發(fā)生故障(有時(shí)也稱為故障事件)，則第二傳感器144檢測(cè)流經(jīng)配電總線108的電流的總量(包括故障電流)。第二傳感器144將電流信號(hào)166傳送到第二脫扣單元142，以及第二脫扣單元142將電流信號(hào)166表示的電流量與第二脫扣單元142的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定電流閾值，如阻斷閾值進(jìn)行比較。
[0053]如果檢測(cè)的電流量超過(guò)阻斷閾值，則第二脫扣單元142將阻斷信號(hào)160傳送到第一脫扣單元136。此外，如果檢測(cè)的電流量超過(guò)保護(hù)性閾值，則第二脫扣單元142啟動(dòng)脫扣定時(shí)序列，如非受限脫扣定時(shí)序列。相比之下，如果檢測(cè)的電流量超過(guò)阻斷閾值但是未超過(guò)保護(hù)性閾值，則第二脫扣單元142避免啟動(dòng)脫扣定時(shí)序列。在接收到阻斷信號(hào)160時(shí)，第一脫扣單元136切換到以受限操作模式操作，并且使用后備閾值或以后備閾值操作。相應(yīng)地，第一脫扣單元136累計(jì)其中電流超過(guò)后備閾值的時(shí)間值，直到達(dá)到受限時(shí)間閾值為止。如果達(dá)到受限時(shí)間閾值，則脫扣單元136生成脫扣信號(hào)162。相應(yīng)地，第一脫扣單元136不啟動(dòng)脫扣序列(在接收到阻斷信號(hào)160之后)，直到電流超過(guò)后備閾值為止。
[0054]第一脫扣單元136和第三脫扣單元148與第二脫扣單元142相似地操作。相應(yīng)地，第一脫扣單元136和第三脫扣單元148將檢測(cè)到的電流量與一個(gè)或多個(gè)預(yù)定電流閾值，如阻斷閾值、保護(hù)性閾值和/或后備閾值比較。以與上文描述相似的方式，如果保護(hù)性閾值或后備閾值被超過(guò)，則第一脫扣單元136和第三脫扣單元148啟動(dòng)脫扣定時(shí)序列，并且如果阻斷閾值被超過(guò)，則生成阻斷信號(hào)160。如果后備閾值被超過(guò)，則第一脫扣單元136和第三脫扣單元148向上游脫扣單元110 (如果有的話)傳送阻斷信號(hào)160。其他實(shí)施例采用不同的ZSI保護(hù)性方案。
[0055]配電系統(tǒng)100包括監(jiān)視系統(tǒng)168。在故障事件發(fā)生之前，監(jiān)視系統(tǒng)168監(jiān)視電路保護(hù)設(shè)備102的功能可操作性。如圖1所示，監(jiān)視系統(tǒng)168可以集成到電路保護(hù)設(shè)備102中或可以與電路保護(hù)設(shè)備102分開。在一些實(shí)施例中，監(jiān)視系統(tǒng)168集成到脫扣單元110中。監(jiān)視系統(tǒng)168可以是任何適合的模擬和/或數(shù)字系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，監(jiān)視系統(tǒng)168例如作為計(jì)算設(shè)備，包括例如脫扣單元110的處理器116和/或存儲(chǔ)器118中的軟件來(lái)實(shí)施。在該示例實(shí)施例中，每個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)168與單個(gè)電路保護(hù)設(shè)備102關(guān)聯(lián)。在另一些實(shí)施例中，一個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)168可以監(jiān)視多于一個(gè)電路保護(hù)設(shè)備102。
[0056]每個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)168監(jiān)視與其關(guān)聯(lián)的電路保護(hù)設(shè)備102的操作關(guān)聯(lián)的變量。監(jiān)視的變量可以是影響或可能影響電路保護(hù)設(shè)備102的可操作性的任何變量。在示范實(shí)施例中，監(jiān)視的變量是脫扣線圈115。更具體地來(lái)說(shuō)，監(jiān)視脫扣線圈115的功能能力。在另一些實(shí)施例中，監(jiān)視的變量是自上次維護(hù)電路保護(hù)設(shè)備起所經(jīng)過(guò)的時(shí)間量?？杀O(jiān)視的其他示例變量包括，一個(gè)或多個(gè)傳感器(如傳感器112)、脫扣機(jī)構(gòu)114操作的定時(shí)(例如，接收到脫扣信號(hào)之后花費(fèi)的時(shí)間來(lái)脫扣)、電路保護(hù)設(shè)備102中/周圍的環(huán)境溫度(瞬時(shí)峰值和隨時(shí)間的值兩者)、一個(gè)或多個(gè)組件的溫度(瞬時(shí)的和隨時(shí)間的兩者)、電路保護(hù)設(shè)備102處理的能量的量、操作/脫扣的數(shù)量、變量隨時(shí)間的變化或變化率和/或變量的組合。
[0057]監(jiān)視系統(tǒng)168在故障事件發(fā)生之前確定何時(shí)關(guān)聯(lián)的電路保護(hù)設(shè)備102已經(jīng)故障或可能無(wú)法正常地操作。一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)168至少部分地基于所監(jiān)視的變量來(lái)確定何時(shí)其關(guān)聯(lián)的電路保護(hù)設(shè)備102失效的可能性超出閾值(有時(shí)稱為功能性閾值)。正如本文所使用的，可能性包括事件(例如，電路保護(hù)設(shè)備失效)發(fā)生的可能程度的任何適合表征。在一些實(shí)施例中，此可能性是概率。在其他示例中，可能性可以是確定失效將發(fā)生多半可能。電路保護(hù)設(shè)備失效可能是完全失效，如電路保護(hù)設(shè)備無(wú)法響應(yīng)檢測(cè)到過(guò)電流狀況而脫扣，或部分失效，如電路保護(hù)設(shè)備無(wú)法如預(yù)期快速地脫扣。失效還可以包括但不限于，一個(gè)或多個(gè)傳感器故障或不準(zhǔn)確、在不正確的脫扣閾值下脫扣或阻礙電路保護(hù)設(shè)備如預(yù)期操作的電路保護(hù)設(shè)備的任何其他部分或完全失效。在示范性實(shí)施例中，通過(guò)將監(jiān)視的變量與閾值比較來(lái)作出該確定。當(dāng)監(jiān)視的變量超過(guò)閾值時(shí)，電路保護(hù)設(shè)備無(wú)法正常操作的可能性超過(guò)功能性閾值。例如，隨著自電路保護(hù)設(shè)備102被維護(hù)(例如，清理、檢查、維護(hù)或維護(hù))過(guò)之后的時(shí)間量增加，電路保護(hù)設(shè)備102故障的機(jī)會(huì)增加。當(dāng)時(shí)間量超過(guò)某個(gè)閾值時(shí)，電路保護(hù)設(shè)備無(wú)法操作的可能性將超過(guò)功能性閾值(例如，25%、50%、75%、90%等)。
[0058]對(duì)于一些變量，閾值可以指示電路保護(hù)設(shè)備102已發(fā)生故障或?qū)⒉徊僮?S卩，100%的可能性無(wú)法正常操作)。例如，如果監(jiān)視的變量是脫扣線圈115的功能性，則該變量典型地是指示脫扣線圈115是有作用的或脫扣線圈115沒(méi)有作用的二進(jìn)制變量。如果脫扣線圈115失去功能，則脫扣機(jī)構(gòu)114無(wú)法中斷流經(jīng)電路保護(hù)設(shè)備102的電流。在一些實(shí)施例中，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)監(jiān)視的變量計(jì)算故障的可能性，并將計(jì)算的可能性與功能性閾值比較。例如，由于上次維護(hù)起經(jīng)過(guò)的時(shí)間而導(dǎo)致故障的可能性可能作為電路保護(hù)設(shè)備102中的溫度、電路保護(hù)設(shè)備102在該時(shí)間期間脫扣的數(shù)量等的函數(shù)而增大。這些監(jiān)視的變量可以組合來(lái)使用以確定用于與功能性閾值比較的故障的可能性。
[0059]功能性閾值可能根據(jù)具體系統(tǒng)100、風(fēng)險(xiǎn)容忍程度、誤脫扣容忍程度、變量的監(jiān)視準(zhǔn)確度等而變化。在一些實(shí)施例中，監(jiān)視系統(tǒng)168將功能性閾值確定為至少一個(gè)操作狀況的函數(shù)。監(jiān)視系統(tǒng)可以計(jì)算基于電路保護(hù)設(shè)備102周圍的當(dāng)前溫度、電路保護(hù)設(shè)備周圍的先前溫度或電路保護(hù)設(shè)備102處理的功率或任何其他適合的操作狀況而改變的功能性閾值。例如，對(duì)于一組給定監(jiān)視的變量，如果環(huán)境溫度異常地?zé)峄虍惓５乩湟约跋鄳?yīng)地功能性閾值可能被降低，則電路保護(hù)設(shè)備102無(wú)法正常操作的可能性會(huì)增大。
[0060]在示范性實(shí)施例中，監(jiān)視系統(tǒng)168確定電路保護(hù)設(shè)備102未正常工作的可能性。該可能性(例如，概率、百分比等)可以基于所監(jiān)視的變量，使用一個(gè)或多個(gè)公式、查詢表、數(shù)據(jù)庫(kù)或其他適合的方法來(lái)確定。在另一些實(shí)施例中，監(jiān)視系統(tǒng)168不對(duì)電路保護(hù)設(shè)備102未正常工作的可能性確定具體的值。相反，監(jiān)視系統(tǒng)168間接地確定電路保護(hù)設(shè)備102未正常工作的可能性是否超出功能性閾值。監(jiān)視系統(tǒng)通過(guò)例如，將一個(gè)監(jiān)視的變量或多個(gè)監(jiān)視的變量的組合與電路保護(hù)設(shè)備102未正常工作的可能性超過(guò)功能性閾值所對(duì)應(yīng)的