CN101013808B - 电子跳闸设备、包括该跳闸设备的断路器及其监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子跳闸设备(3)以及装配有所述电子跳闸设备的断路器，所述跳闸设备包括至少一个电流传感器(4)，致动器(6)，和用来控制所述致动器的电子处理单元(5)，其中，所述电子处理单元包括：用于监控至少一个电流传感器(31；44，45)和/或致动器(161，164)的连接状态的装置；以及用于显示跳闸设备的操作状态的显示装置(32；166)，所述用于监控的装置作用于所述显示装置上以显示至少一个电流传感器和/或致动器的连接状态。本发明还涉及一种用于监控电子跳闸设备的连接状态的方法，其包括监控连接的状态并且控制该连接状态的显示。

Description

电子跳闸设备、包括该跳闸设备的断路器及其监控方法
技术领域
本发明涉及断路器的领域，更具体的是，涉及装配有这些断路器的电子跳闸设备(electronictripdevice)。
本发明更具体的是涉及一种电子跳闸设备，其包括：
-至少一个电流传感器，用于提供表示主导线中的初级电流(primarycurrent)强度的信号，
-致动器，其被设计成致动与主导线串联的触点的断开机构，以及
-电子处理单元，用于根据表示初级电流强度的所述信号值来控制所述制动机构。
此外，本发明涉及一种断路器，其包括：
-至少一个主导线，
-主导线的断开机构，以及
-具有至少一个用于提供表示主导线中的电流强度的信号的电流传感器的电子跳闸设备、致动器以及根据表示初级电流强度的所述信号的值来控制所述致动器的电子处理单元。
本发明还涉及一种用于监控电子跳闸设备的连接状态的方法，该方法包括：
-通过至少一个电流传感器，提供表示断路器的主导线中的初级电流强度的信号，
-通过致动器，致动主导线的断开机构，以及
-根据表示初级电流强度的所述信号的值来控制所述致动器。
背景技术
现有技术的跳闸设备的电子处理单元通常包括用于控制致动器的辅助功能。例如，电子处理单元可以包括用于指示有关断路器的跳闸情况的信息的功能。
由于断路器在电气装置中具有较长的使用寿命并且由于它们的无源特性，因此它们一般必须能够通过可靠并且可再现的方式而在任何时候跳闸。通常通过进行严格的设计以及制造上的约束来保证断路器的可靠性。
为了确保最大的安全性，某些跳闸设备被设计为一旦发生最轻微的故障就跳闸。例如，欧洲专利申请EP0244284描述了一种用于限流断路器的瞬时跳闸设备，其中，电流传感器连接到跳闸设备的电路中断将使得断路器跳闸。直流电被输入到电流传感器的次级绕组(secondarywiding)，以检验所述传感器和它的接线的完整性。所公开的断路器还可以检测跳闸发生的原因。
此外，欧洲专利EP0785610描述了一种跳闸设备，其具有监控设备，该监控设备包括测试装置以检验该跳闸设备。用于测试的操作阶段可以由程序来启动。
已知的电子跳闸设备一般确保较好的安全等级。但是，例如在出现故障时，这些跳闸设备不能同时检验它们的完整性和安全性，并且不能确保较好的有效性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种电子跳闸设备，该电子跳闸设备具有较高级别的有效性和安全性。
因此，本发明涉及一种电子跳闸设备，其包括：
-至少一个电流传感器，用于提供表示在所述断路器的主导线中的初级电流强度的信号，
-致动器，其被设计成用来致动与主导线串联的触点的断开机构，以及
-电子处理单元，用于根据表示初级电流强度的所述信号的值来控制所述致动器。
其中，该电子处理单元包括：
-用于监控所述至少一个电流传感器和/或致动器的连接状态的装置，以及
-用于显示所述跳闸设备的操作状态的显示装置，
用于监控所述至少一个电流传感器和/或致动器的连接状态的装置在保持处理以根据表示初级电流强度的所述信号的值来控制该致动器的同时，作用于显示装置上，以显示所述至少一个电流传感器和/或致动器的所述连接的状态。
根据本发明的一个实施例，用于监控所述至少一个电流传感器的连接状态的装置包括测试装置，该测试装置具有被设计成使第一测试电流在电流传感器中流过的电流源，在不断开所述电流传感器的情况下，所述电流源以下述方式通过用于限制所述第一测试电流的强度的限流电阻器连接到所述电流传感器：即将第一测试电流叠加在表示初级电流强度的信号上。优选的是，所述电流源包括分压电桥，该分压电桥的中点连接到所述限流电阻器，所述中点提供电源电压。
有利的是，至少一个电流传感器提供输入电压信号，以使得：
-在所述电流传感器没有断开的情况下，所述输入电压信号基本上等于所述电流传感器的电阻值与表示初级电流的电流的乘积，其中，将由电流源输送的第一测试电流叠加到表示初级电流的电流上，以及
在所述电流传感器断开的情况下，所述输入电压信号基本上等于电流源的电源电压。
根据本发明的一个实施例，所述跳闸设备包括输入电压信号的预处理装置，该装置具有滤波装置，所述预处理装置被设计成：一方面提供预处理过的信号给致动器的控制装置，另一方面提供预处理过的信号到显示装置的控制装置。优选的是，该预处理装置还包括放大器和数字转换器。有利的是，该预处理装置通过用于下述操作的处理装置连接到致动器的控制装置，其中所述处理装置用于：
-校正偏差，以及
-选择在预定周期期间没有改变符号的信号。
根据本发明的一个实施例，电子处理单元包括跳闸设备的故障监控装置，该跳闸设备的故障监控装置连接到显示装置的控制装置从而还显示跳闸设备故障的发生。优选的是，故障选自以下的一些情况：异常温度、集成电路的不正确操作、跳闸阈值的不正确设置，和/或致动器的电力存储电容器的端子上的异常电压。
根据本发明的一个实施例，用于监控致动器的连接状态的装置作用于显示装置的电源上，从而显示致动器连接的状态。优选的是，所述用于监控致动器的连接状态的装置包括电源，该电源被设计成使第二测试电流流过致动器，并且流经与致动器的控制装置分支连接(branch-connect)的限流电阻器，选择所述限流电阻器的电阻值使得将第二测试电流的强度限制到比致动器的跳闸阈值低的值。有利的是，该第二测试电流由与致动器连接的电力存储电容器提供。
优选的是，以下述方式而将该显示装置相对于监控致动器耦接状态的装置设置：仅仅在致动器没有断开时由第二测试电流供给显示装置电源。
根据本发明的一个实施例，所述显示装置包括发光二极管，该发光二极管仅仅在电流传感器和/或致动器没有断开时保持发光或闪烁。优选的是，所述显示装置的发光二极管仅仅在电流传感器(或多个电流传感器)和/或致动器没有断开以及没有出现故障时保持发光或闪烁。
根据一个实施例，所述跳闸设备包括测试连接器。有利的是，该测试连接器可以连接到测试盒，并且当电子跳闸设备不由与其连接到跳闸设备或电路的电源装置供电时，测试连接器使外部电源装置为断路器提供电力，以检验电流传感器(或多个电流传感器)和/或致动器的连接状态和/或集成电路的正确操作。
根据一个实施例，所述跳闸设备包括通信装置，以转发至少一个电流传感器和/或致动器的连接状态和/或所述跳闸设备的故障状态。
根据一个实施例，所述跳闸设备包括处理装置，以根据至少一个电流传感器和/或致动器的连级状态和/或跳闸设备的故障状态来控制致动器。
本发明还涉及一种断路器，其包括：
-至少一个主导线，
-与主导线串联的触点的断开机构，以及
-电子跳闸设备，其具有至少一个电流传感器以提供表示主导线中的电流强度的信号、致动器以及电子处理单元，该电子处理单元根据表示初级电流强度的所述信号值来控制所述致动器，
其中，所述跳闸设备是一种例如上述的一个跳闸设备，其包括用于表示至少一个电流传感器和/或致动器的连接状态的显示装置。
本发明还涉及一种用于监控电子跳闸设备的连接状态的监控方法，其包括：
-通过至少一个电流传感器提供表示主导线中的初级电流强度的信号，
-通过致动器装置，致动与主导线串联的触点断开机构，以及
-根据表示初级电流强度的所述信号值来控制所述致动器。
根据本发明的监控方法还包括，在保持处理的同时，根据表示初级电流强度的所述信号值来控制致动器：
-监控至少一个电流传感器和/或致动器的连接状态，以及
-控制至少一个电流传感器和/或致动器的连接状态的显示。
根据该方法的一个实施例，其包括，当执行对至少一个电流传感器的连接状态的监控时，在电流传感器中流过第一测试电流，该第一测试电流叠加在表示初级电流强度的信号上。
优选的是，该方法包括当执行对至少一个电流传感器的连接状态的监控时提供输入电压信号，
-在不断开所述电流传感器的情况下，所述输入电压信号基本上等于所述电流传感器的电阻值与表示初级电流的电流的乘积，其中，由电流源输送的第一测试电流叠加在该表示初级电流的电流上，以及
-在断开所述电流传感器的情况下，该输入电压信号基本上等于电流源的电源电压。
根据一个实施例，该方法包括对输入电压信号的预处理，所述预处理包括滤波步骤。输入电压信号的预处理最好还包括对所述信号的放大步骤以及数字转换步骤。有利的是，根据预处理的输入电压信号来执行显示控制，以显示至少一个电流传感器的连接状态。
根据一个实施例，该方法包括对预处理过的输入电压信号进行处理，从而执行：
-校正偏差，以及
-选择在预定周期期间没有改变符号的信号。
根据一个实施例，该方法包括监控所述跳闸设备故障并且所述显示控制还显示跳闸设备故障的状态。跳闸设备故障优选地选自于以下的情况：异常温度、集成电路的不正确操作、跳闸阈值的不正确设置、和/或致动器的电力存储电容器的端子上的异常电压。
根据一个实施例，该方法包括仅在致动器没有断开时，对显示装置提供电源。优选的是，该方法包括在致动器中流过第二测试电流，并且将所述测试电流的强度限制到低于致动器的跳闸阈值。该方法有利地包括通过第二测试电流对显示装置提供电力。
附图说明
通过下面对在附图中表示的本发明的特定实施例的进行描述，其它优点和特征将变得更加明显，其中所述示例仅仅是非限制性的。
图1表示已知类型的断路器的主要组件的框图。
图2表示根据本发明的实施例的断路器的主要组件的框图。
图3表示根据本发明的实施例的电子跳闸设备的框图。
图4表示用于监控电流传感器以及与对应于断路器的主导线的两个电流传感器相关的滤波装置的连接状态的装置的实施例。
图5表示用于说明对来自电流传感器和所述电流传感器的连接状态的监控装置的输入电压信号进行预处理过程，以及处理所述信号以控制致动器和显示装置的框图。
图6表示致动器侧的部分跳闸设备，其中，包括用于监控致动器的连接状态的装置和显示装置。
具体实施方式
图1中表示的断路器1包括与触点8串接的主导线2。在所示出的例子中，安装有断路器的电力系统只包括一个主导线2。本发明的该设备也涉及对包括任意数量导线的电力系统的保护。
断路器1装配有跳闸设备3，该跳闸设备3包括由线圈4表示的电流传感器。电流传感器提供表示导线中的初级电流强度的信号Is，其中该电流传感器与该导线相连。
跳闸设备3还包括电子处理单元5，该电子处理单元5被设计成根据表示初级电流强度的信号Is来控制致动器6。
致动器6可以通过使触点8打开的机构7而使得主导线断开。
图2的断路器包括在图1中示出的所有组件。此外，所示出的断路器包括显示装置32，该显示装置32可以显示至少一个电流传感器4和/或致动器的连接状态。
在图3所示出的实施例中，跳闸设备包括电流传感器4、装配有处理电路94的电子处理单元5，以及致动器6。跳闸设备还包括被设计成处理输入电压信号U的预处理装置21，该输入电压信号U包括与表示主导线中的初级电流强度的信号Is相关的分量，其中电流传感器与主导线相连。在所示出的实施例中，预处理装置21包括滤波装置22、放大器23以及用于将模拟信号转换成数字信号的转换器24。
在图3所示出的实施例中，预处理装置提供预处理过的信号U’给处理装置25，该处理装置25包括偏差校正模块26和用于选择在预定周期期间没有改变符号的信号的模块27。偏差校正用于消除信号的直流分量。所述偏差通常由跳闸设备的电子组件产生。根据进一步的解释，偏差还由用于监控电流传感器连接状态的装置产生。至于用于选择在预定周期期间没有改变符号的信号的模块27，利用它来防止致动器响应于干扰信号的任何误跳闸，其中干扰信号被叠加在表示初级电流的信号上，并且其幅值在相对短时间内比最低跳闸阈值的幅值大。预定周期通常为大约几毫秒。
然后，这样处理过的信号被发送到致动器6的控制装置28，其主要功能是响应于与至少超过断路器的跳闸阈值的初级电流强度对应的信号Is而提供跳闸指令给致动器。控制装置28可以包括特定数量的并联的控制模块，每个控制模块都被构造成在不同的初级电流强度阈值和/或不同的响应时间内跳闸。在图5中更详细地示出了这些控制模块的处理。由响应时间所表示的是阈值过冲时间，其中超过该阈值过冲时间对致动器进行致动。因此，致动器控制装置可以包括例如选择限制瞬时型的控制模块(即具有几乎瞬间响应时间的模块)、用于短路保护的短延迟控制模块以及用于过载保护的长延迟控制模块。此外，致动器控制装置可以包括接地泄漏控制模块，也就是在发生接地漏电流时提供跳闸指令的模块。
图3所表示的跳闸设备包括用于监控电流传感器的连接状态的装置，该装置装配有测试装置31、用于显示跳闸设备的操作状态的显示装置32、以及显示装置的控制装置33。测试装置31作用于显示装置32上，以显示每个电流传感器的连接状态。这种动作由预处理装置21和控制装置33来执行，由预处理装置21提供的信号U’被发送到所述控制装置33，其中信号U’来自电流传感器的输入电压信号U。在图3所示的实施例中，用于监控电流传感器的连接状态的装置包括测试装置31和预处理装置21，该预处理装置21提供预处理过的信号U’，该预处理过的信号U’可以使控制装置33命令显示所述电流传感器的连接状态。预处理过的信号U’用于在电流传感器断开的情况下作用在显示装置32上，以及在初级电流强度超过至少一个跳闸阈值时作用在致动器6的控制装置28上。因此，在保持处理的同时，用于监控电流传感器连接状态的装置作用于显示装置上，以根据表示初级电流强度的信号Is的值来控制致动器6，也就是，在不削弱跳闸设备的能力的情况下，检测初级电流电涌(surge)，以通过致动器6来命令断开主导线2的触点8。
在图4所示出的实施例中，电流传感器示意性地由电流源41表示，该电流源41与电感线圈42并联连接，并且与对应于线圈的电阻的电阻器43串联连接，所述线圈的电阻值相对于整个电路来说较低。该电流传感器可以是气动式或洛高夫斯基(Rogowski)线圈。用于监控每个电流传感器的连接状态的装置包括装配有电流源44的测试装置，该电流源44被设计为使得在每个电流传感器中流过第一测试电流I0，所述电流源通过电阻器45连接到每个电流传感器，该电阻器45限制所述第一测试电流I0的强度，因此在所述电流传感器没有断开的情况下，第一测试电流I0叠加到表示初级电流强度的信号Is上。电阻器45的值通常较高，这使得线圈中的第一测试电流的强度受到限制。第一测试电流I0可以是直流、低频或特低频。
测试装置因此包括在图4中由电压源VDD以及分压电桥表示的电流源44，，该分压电桥包括在地和电压源VDD之间串联连接的两个电阻器46和47。位于两个电阻器46和47之间的、分压电桥的中点48处的电源电压Us使得第一测试电流I0从所述中点48流过电流传感器的每个线圈。该中点48因此形成电流源44的电流输入点。该第一测试电流I0因此流过每个电流传感器，并且叠加到表示初级电流的电流Is上。
在图4中由触点52和导线53表示可以被断开的每个电流传感器的区域，其中触点52和导线53均是虚线。
如图3所示，每个电流传感器的端子处的输入电压信号U都通过预处理装置21提供至显示装置33的控制装置。预处理装置21包括在图4中由与每个电流传感器连接的电阻器50和电容器51表示的滤波模块22。预处理装置的放大器和转换器在图4中没有特别示出，其形成常规集成电路59的一部分。
在不断开每个电流传感器的情况下，输入电压信号U基本上等于所述电流传感器的电阻值43和表示初级电流的电流Is的乘积，其中由电流源输送的第一测试电流I0叠加到该表示初级电流的电流Is上。与表示初级电流的电流Is相比，第一测试电流I0通常可忽略。在正常的操作中，该第一测试电流I0形成能由处理装置25的偏差校正模块26校正的偏差。
在电流传感器断开的情况下，输入电压信号U基本上等于电流发生器的电源电压Us。
图5的方框图通过更加详细的方式示出了对来自每个电流传感器的输入电压信号U的预处理过程、对所述预处理过的信号U’的处理、以及对致动器和显示装置的控制。
输入电压信号U在步骤102中被滤波，并且在步骤104中被数字化转换之前在步骤103中被放大。在电流传感器没有断开的情况下，输入电压信号U包括与表示初级电流的电流Is相关的分量以及与监控装置的第一测试电流I0相关的分量。
然后，输入电压U的该预处理过的信号U’在两个不同的、独立的通道上被处理，其中第一通道被设计成用来控制致动器，并且第二通道被设计成用来控制显示装置。因此在保持处理的同时，用于监控电流传感器连接的状态的装置作用于显示装置上，以根据表示初级电流强度的信号值来控制致动器，也就是，不削弱跳闸设备的能力而检测初级电流电涌以命令主导线的触点断开。
至于在图5的方框图的左手部分中表示的第一通道，经滤波、放大和数字化的输入电压信号U经历第一偏差校正处理步骤105。该偏差部分是由电路的电子组件产生的。而且，与第一测试电流I0有关的输入电压信号U的分量也提供偏差。在不断开电流传感器的情况下，经历了偏差校正的预处理过的信号U’现在仅仅包括与表示初级电流强度的电流Is相关的单个分量。然后，在步骤106中，由该偏差校正的预处理过的信号U’被处理以选择在预定周期期间没有改变符号的信号，该步骤106通常被称为“反制动(anti-drag)”步骤。如前所述，这种处理可以防止致动器响应于电信息上叠加的高幅值的寄生信号而产生的任何瞬时误跳闸。然后，经如此预处理和处理的输入电压信号U被发送到几个控制模块107、108、109和110，这些控制模块被构造成在不同的初级电流强度阈值和/或不同的响应时间内跳闸。这些控制模块被设置为提供信息给用于控制致动器的控制接口111。
至于图5的方框图的右手部分所表示的第二通道，预处理过的信号U’(即经滤波、放大和数字化的输入电压信号U)提供与第一测试电流I0相关的分量、与表示初级电流的电流Is相关的分量、以及由电路的电子组件产生的偏差。有利的是，选择第一测试电流I0的强度值，使得与第一测试电流I0相关的输入电压信号U的分量可以与由跳闸设备的电子组件产生的偏差区分开。优选的是，第一测试电流I0的强度值被选择，以使得与第一测试电流I0相关的输入电压信号U的分量明显大于由跳闸设备的电子组件产生的偏差。而且，电压Us的值被优选地选择，以使得经滤波、放大和数字化的电压Us低于输入电压信号U，该输入电压信号U与等于断路器的最低瞬时跳闸阈值的电流对应。预处理过的信号U’(即经滤波、放大和数字化的输入电压信号U)被发送到比较器131以将所述预处理过的信号与显示阈值进行比较。该显示阈值被选择为低于经滤波、放大和数字化的电源电压Us，其中从电源电压Us中减去由电子组件产生的偏差值。在电流传感器断开的情况下，输入电压信号U基本上等于电源电压Us，并且对应的预处理过的信号U’大于显示阈值。在这种情况下，在132中计数器增加，否则在133中该计数器被复位为0。一旦在134中计数器增加，则将计数器的值与对应于最小持续时间的预定值比较，以消除寄生信号。只要计数器的值低于预定值，则在比较步骤131中重复进行该处理过程。一旦预定值已经超出，则在135中命令显示电流传感器断开。
图3的电子处理单元还包括接到显示装置的控制装置的跳闸设备故障监控装置34，该显示装置还可以显示跳闸设备的故障。这些故障选自以下的情况：异常温度、集成电路的不正确操作、跳闸阈值的不正确设置，和/或在致动器的电力存储电容器的端子上的异常电压。
跳闸设备故障监控装置可以以下述方式连接到显示装置的控制装置：用于控制通常存在的故障(即包括电流传感器的任何断开)的显示。
电子处理单元还可以包括用于监控致动器连接的状态的装置，该装置作用于显示装置的电源上，以显示致动器连接的状态。图3示出了提供电力给测试装置31的电源装置35、致动器6和经由所述致动器的显示装置32。该电源装置35还对与致动器相连的电力存储电容器161充电。该致动器6和该显示装置都串联连接。该电力存储电容器161因此形成用于监控致动器的连接状态的装置的一部分，该装置作用于显示装置的电源上。致动器的任何断开实际将导致显示装置失去电源。
图6示出了用于监控致动器连接状态的装置。致动器6与电力存储电容器161耦接，使得所述致动器被保持连续供电。致动器的跳闸通过由控制晶体管162提供的跳闸指令来实现，其中所述晶体管形成图3中所示的致动器的控制装置28的一部分。致动器的控制装置28的上位线部分(尤其是对应于不同跳闸阈值的控制模块)没有在图6中具体示出，但是其在图5中被清楚地示出。在图6所示的实施例中，该上位线部分包括在特定的集成电路163中。当致动器6发生跳闸时，控制晶体管162闭合与致动器串联的电路，从而通过对电容器161放电以使电流流过后者。
在图6所表示的实施例中，用于监控致动器连接状态的装置包括电源(在该例子中是致动器的电力存储电容器161)，所述电源被设计为使第二测试电流I0’流过致动器并且流经与致动器的控制装置162分支连接的限流电阻器164，选择所述电阻器的值从而将第二测试电流I0’的强度限制为低于致动器的跳闸阈值的值。通过这种方式，用于监控致动器的连接状态的装置在保持处理的同时作用于显示装置上，以根据表示初级电流强度的信号Is的值来命令致动器6，即在不削弱跳闸设备的能力的情况下，检测初级电流电涌并通过致动器6命令主导线的触点打开。
致动器通过触点165连接在跳闸设备中。致动器的断开通常发生在这些触点的水平面上。以下述方式将显示装置(在该例子中是发光二极管166)相对于用于监控致动器连接状态的装置(在这个例子中是电容器161和电阻器164)进行设置：使得仅仅在致动器没有断开的情况下通过第二测试电流I0’向所述显示装置提供电力。通过该方式，在致动器没有断开时，发光二极管166利用致动器的电力存储电容器161组成的电源保持发光。由电阻器164执行的限流意味着可以不影响致动器的跳闸而进行显示。当发生断开时，则发光二极管166不再被提供电力。
图6还示出了显示装置166与控制晶体管167的连接，其中控制晶体管167属于图3中所示出的控制装置33。当电流传感器断开或跳闸设备发生故障时，由晶体管167形成的受控开关打开，从而防止任何电流流过显示模块。
因此，在图3和6中所表示的情况中，仅仅当没有检测到断开时，才对显示装置32、166供电。显示装置的不发光状态将使用户注意到存在故障或断开的事实，并且必须采取行动用来消除该故障或断开。
图3所示出的跳闸设备包括测试连接器91。测试盒可以连接到测试连接器以检测传感器(或多个传感器)和/或致动器的连接状态、和/或集成电路的正确操作。当电子跳闸设备不再由与其连接到跳闸设备或电路的电源装置35供电时，测试连接器91也可以通过外部电源装置为断路器提供电力。通过该方式，当电源装置35不再提供电力给跳闸设备时(例如在离线测试中)，可以测试至少一个电流传感器和/或致动器的连接状态和/或跳闸设备的故障状态。
图3所示的跳闸设备包括通信装置92以转发至少一个电流传感器和/或致动器的连接状态和/或跳闸设备的故障状态。
跳闸设备可以包括处理装置93，以使根据至少一个电流传感器和/或致动器的连接状态和/或跳闸设备的故障状态而控制致动器。因此，这些装置可以使得响应于断开或故障而命令断开断路器的主导线。
显示装置(在该例子中是发光二极管166)还可以与其它通知功能相关，例如检测跳闸阈值过冲。这些其它的通知功能可以是合并的或单独的。
这些其它通知功能的指示模式可以是显示装置的不同的发光状态，例如显示装置的闪烁。通过相同的方式，显示装置(例如二极管166)的熄灭可以指示存在故障或断开。
电子跳闸设备可以位于断路器中或者位于断路器外的指示器和跳闸继电器中。可以将其设计用来控制接触器或继电器。
致动器可以例如是电磁继电器或任何其它类型的继电器。
本发明的电子跳闸设备的一个优点是它具有显示装置，该显示装置不削弱不正常工作的通道上的所述跳闸设备的主要功能(即检测断路器的主导线中的初级电流电涌的能力)，以通过致动器来命令所述导线断开。
电子跳闸设备的另一个优点是，所述显示装置一方面用于指示存在至少一个断开，另一方面用于在重建连接的任意操作之后，自动重建表示其正确操作状态的显示。

Claims (31)

1.一种电子跳闸设备(3)，其包括
-至少一个电流传感器(4)，其提供表示主导线(2)中的初级电流的强度的信号(Is)，
-致动器(6)，被设计成致动与主导线串联的触点(8)的断开机构(7)，以及
-电子处理单元(5)，其用于根据表示初级电流强度的所述信号(Is)的值来控制所述致动器(6)，
其特征在于，所述电子处理单元(5)包括：
-用于监控致动器(161，164)的连接状态的装置，以及
-用于显示跳闸设备的操作状态的显示装置(32；166)，
所述用于监控致动器(161，164)的连接状态的装置在保持处理以根据表示初级电流强度的所述信号(Is)的值来控制致动器的同时，作用于所述显示装置(166)上，以显示致动器的所述连接状态，以下述方式而将所述显示装置(166)相对于用于监控致动器(6)连接状态的装置设置：仅仅在致动器没有断开时由第二测试电流(I0’)向所述显示装置提供电力。
2.根据权利要求1所述的跳闸设备，其特征在于，所述电子处理单元(5)包括：用于监控至少一个电流传感器(31，44，45)的连接状态的装置，所述用于监控至少一个电流传感器(31，44，45)的连接状态的装置作用于所述显示装置(166)上，以显示所述连接状态。
3.根据权利要求2所述的跳闸设备，其特征在于，所述用于监控至少一个电流传感器(31)的连接状态的装置包括测试装置，该测试装置具有被设计成使得在电流传感器中流过第一测试电流(I0)的电流源(44)，所述电流源以下述方式通过用于限制所述第一测试电流(I0)的限流电阻器(45)而连接到所述电流传感器：在不断开所述电流传感器的情况下，第一测试电流(I0)叠加在表示初级电流强度的信号(Is)上。
4.根据权利要求3所述的跳闸设备，其特征在于，所述电流源(44)包括分压电桥，该分压电桥的中点(48)连接到所述限流电阻器(45)，所述中点提供电源电压(Us)。
5.根据权利要求4所述的跳闸设备，其特征在于，至少一个电流传感器提供输入电压信号(U)，以使得：
-在不断开所述电流传感器的情况下，输入电压信号(U)等于所述电流传感器的电阻值(43)和表示初级电流的电流(Is)的乘积，其中由电流源(44)输送的第一测试电流(I0)叠加在该表示初级电流的电流上，以及
-在断开所述电流传感器的情况下，输入电压信号(U)等于电流源(44)的电源电压(Us)。
6.根据权利要求5所述的跳闸设备，其特征在于，所述跳闸设备包括装配有滤波装置(22)的输入电压信号(U)的预处理装置(21)，所述预处理装置被设计为：一方面用来提供预处理过的信号(U’)给致动器的控制装置(28)，另一方面用于提供预处理过的信号(U’)给显示装置的控制装置(33)。
7.根据权利要求6所述的跳闸设备，其特征在于，预处理装置(21)还包括放大器(23)和数字转换器(24)。
8.根据权利要求6所述的跳闸设备，其特征在于，预处理装置(21)通过用于下述操作的处理装置(25)连接到致动器的控制装置(28)，所述处理装置(25)用于：
-校正偏差(26)，以及
-选择在预定周期(27)期间没有改变符号的信号。
9.根据权利要求8所述的跳闸设备，其特征在于，电子处理单元(5)包括跳闸设备故障监控装置(34)，所述跳闸设备故障监控装置(34)连接到还显示在所述跳闸设备中出现的故障的显示装置的控制装置上。
10.根据权利要求9所述的跳闸设备，其特征在于，所述故障选自以下情况：
-异常温度，
-集成电路的不正确操作，
-跳闸阈值的不正确的置，和/或
-致动器的电力存储电容器的端子上的异常电压。
11.根据权利要求1所述的跳闸设备，其特征在于，所述用于监控致动器(161，164)的连接状态的装置作用于所述显示装置的电源上，以显示致动器连接的状态。
12.根据权利要求11所述的跳闸设备，其特征在于，所述用于监控致动器(161，164)的连接状态的装置包括电源(161)，该电源(161)被设计为使第二测试电流(I0’)流过致动器并且流经与致动器的控制装置(28；167)分支连接的限流电阻器(164)，选择所述限流电阻器(164)的电阻值从而将第二测试电流(I0’)的强度限制为低于致动器的跳闸阈值的值。
13.根据权利要求12所述的跳闸设备，其特征在于，由与致动器耦接的电力存储电容器(161)提供第二测试电流(I0’)。
14.根据权利要求1所述的跳闸设备，其特征在于，所述显示装置包括发光二极管(166)，该发光二极管仅仅在电流传感器和/或致动器没有断开时保持发光或闪烁。
15.根据权利要求14所述的跳闸设备，其特征在于，所述显示装置的发光二极管(166)仅仅在电流传感器和/或致动器没有断开以及没有故障时保持发光或闪烁。
16.根据权利要求1所述的跳闸设备，其特征在于它包括测试连接器(91)，
其中，所述测试连接器连接到测试盒，并且当电子跳闸设备(3)不由与其连接到跳闸设备或电路的电源装置(35)供电时，测试连接器(91)使外部电源装置为断路器提供电力，以检测电流传感器和/或致动器的连接状态、和/或集成电路的正确操作。
17.根据权利要求1所述的跳闸设备，其特征在于，它包括通信装置(92)，以转发至少一个电流传感器和/或致动器的连接状态、和/或跳闸设备的故障状态。
18.根据权利要求1所述的跳闸设备，其特征在于，它包括处理装置(93)，以根据至少一个电流传感器和/或致动器的连接状态、和/或跳闸设备的故障状态来控制致动器。
19.一种断路器，其包括：
-至少一个主导线(2)，
-用于断开与主导线串联的触点(8)的断开机构(7)，以及
-电子跳闸设备(3)，具有用于提供表示主导线中的电流强度的信号(Is)的至少一个电流传感器(4)、致动器(6)以及根据表示初级电流强度的所述信号(Is)的值来控制所述致动器的电子处理单元(5)，
其特征在于，所述跳闸设备是根据权利要求1至19中的一个所述的跳闸设备，其包括表示至少一个电流传感器和/或致动器的连接状态的显示装置。
20.一种用于监控电子跳闸设备(3)的连接状态的方法，其包括：
-通过至少一个电流传感器(4)来提供表示主导线(2)中的初级电流强度的信号(Is)，
-通过致动器(6)来致动与主导线串联的触点(8)的断开机构(7)，以及
-根据表示初级电流强度的所述信号(Is)的值来控制所述致动器，以及
在保持处理以根据表示初级电流强度的所述信号(Is)的值来控制该致动器的同时：
-监控致动器的连接状态，以及
-控制致动器的连接状态的显示，其中，仅仅在致动器没有断开时给显示装置供电。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括：在保持处理的同时根据表示初级电流强度的所述信号(Is)的值来控制该致动器：
-监控至少一个电流传感器的连接状态，以及
-控制至少一个电流传感器的连接状态的显示。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括：当执行对至少一个电流传感器的连接状态的监控时，在电流传感器中流过第一测试电流(I0)，该电流叠加在表示初级电流强度的信号(Is)上。
23.根据权利要求22所述的方法，还包括：当执行对至少一个电流传感器的连接状态的监控时，提供输入电压信号(U)，
-在不断开所述电流传感器的情况下，所述输入电压信号(U)等于所述电流传感器的电阻值和表示初级电流的电流(Is)的乘积，其中由电流源输送的第一测试电流(I0)叠加在该表示初级电流的电流上，以及
-在断开所述电流传感器的情况下，所述输入电压信号(U)等于电流源的电源电压(Us)。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，其包括对输入电压信号(U)的预处理，所述预处理包括滤波步骤(102)。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述输入电压信号(U)的预处理还包括所述信号的放大步骤(103)和数字转换步骤(104)。
26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，根据预处理过的输入电压信号(U’)来执行显示控制，以显示至少一个电流传感器的连接状态。
27.根据权利要求23所述的方法，还包括：对预处理过的输入电压信号(U’)进行处理，从而执行：
-校正偏差(105)，以及
-选择在预定周期期间没有改变符号的信号(106)。
28.根据权利要求23所述的方法，还包括：监控跳闸设备故障和还显示跳闸设备故障的状态的显示控制。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述跳闸设备的故障选自以下情况：
-异常温度，
-集成电路的不正确操作，
-跳闸阈值的不正确设置，和/或
-致动器的电力存储电容器的端子上的异常电压。
30.根据权利要求29所述的方法，还包括：在致动器中流过第二测试电流(I0’)，并且将所述第二测试电流(I0’)的强度限制为低于致动器的跳闸阈值的值。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，其包括通过第二测试电流(I0’)给显示装置供电。
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