CN101350513A - 用于故障电流中断的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于故障电流中断的装置和方法。用于中断电流流动的电路断流器的方法，包括：提供用于确定所述电路中预定电流的存在的控制器，所述预定电流数值存储在该控制器中；提供断路器，其包括接收跳闸信号的跳闸机构、提供成比例于所述电路中预定电流的输出的电流传感器、中断所述电路中电流流动的开关、由所述跳闸机构接收操作信号的控制输入端、和将所述断路器分别连接到电源和电路的近端和远端连接器；所述控制器确定在所述电路中存在电流；在所述断路器从所述控制器接收跳闸信号，和当所述控制器确定所述电路中的电流为预定电流时中断所述电路中电流的流动。

Description

用于故障电流中断的装置和方法

技术领域

本发明公开涉及交流电(AC)电气系统。更具体地，本发明公开涉及故障电路断流器及其方法。

背景技术

住宅、商业、以及工业应用中的电气系统通常包含用于从公用事业电源接收电能的配电板。电能从配电板路由到一个或多个断流器，例如但不限于断路器、跳闸单元以及其它。

电能分配到指定的支路，而每个支路为一个或多个负载供功率。每个支路开始于断流器。断流器配置用于如果在某个支路中特定功率状态达到预定标准则中断对该支路的供电。

例如，某些断流器可以由于接地故障中断供电，并且通常称为接地故障断流器(GFCI)。接地故障状态发生在导线和中性导线之间的电流不均衡时，其可能是由对地的漏电流或者电弧故障引起的。

其它断流器可以由于电弧故障而中断供电，并且称为电弧故障断流器(AFCI)。电弧故障通常分为两个主要种类，串联电弧和并联电弧。串联电弧可以例如当电流经过单个导体中的间隙时发生。并联电弧可以例如当电流经过两个导体之间时发生。电弧故障尤其是串联电弧可能不引起常规的电路断流器跳闸。电弧故障发生的可能性随着电子电路或布线的老化和绝缘破坏而上升，从而在适当的状态出现时电路之间发生电弧的可能性更大。

其它断流器可以由于过电流而中断供电，通常称为过电流装置，例如当检测到超出预定标准的电流时中断供电。过电流装置帮助防止昂贵的电路和布线由于使用功率超出电路的额定值等而损坏。

再者，其它的断流器可以在这样的情况下中断供电，其中在预定时间段内施加了超出预定标准的功率，这个预定时间段通常非常小、例如周期的一部分。这样的断流器称为瞬时跳闸装置，被设计成用于防止突然的短路。

过电流和瞬时跳闸的特征存在于通常的电路断流器装置即断路器中。这些装置还可以包括接地电流中断。通常断路器中的过电流和瞬时电路中断通过构造断路器的材料的内在性质来提供。电弧故障电流中断(AFCI)不是传统热磁断路器的内在特征。然而，AFCI是多个标准制定者规定的安全需要，例如UL和NEC。接地故障电流中断(GFCI)也不是传统热磁断路器的内在特征，并且与AFCI相同也被指定为例如家居新建筑中的安全需要。

上面提到的电路断流器通常设计为满足例如UL和NEC的安全标准。这样的标准随着时间而改变。因而，已经安装的并且满足当前安全标准的断流器不能保证满足未来的安全标准。可能需要使用满足新安全标准的新断流器来替换原断流器以便使其达到规范。这种替换是昂贵的、劳动密集的并且中断了连接到断流器的那些电路工作。

因此，当前的公开确定在AC电气系统中始终存在这样的需求，即安全标准可以被更新的断流器以及用于提供满足更新的安全标准的断流器的断流器方法，其克服、减轻、和/或缓和了现有技术系统的一个或多个前面提到的和其它的有害影响。

因此，需要一种故障电流中断，其克服、减轻、和/或缓和了现有技术故障电流中断的一个或多个前面提到的和其它的有害影响。

发明内容

提供了一种电路断流器装置和方法，其更加易于更新以便适应标准例如安全标准、电气规范和市政当局采用的建筑规范的变化。装置的控制器可以基于提供给控制器的并且可升级的或可改变的预定故障电流幅度来确定故障电流。可以检测各种故障电流例如电弧电流、接地电流、过电流和瞬时故障电流，并且可以由控制器发起的跳闸信号使检测到故障电流的导线的断路器发生跳闸。

用于中断电路中的电流流动的本发明一个示例性电路断流器装置包含：控制器，用于确定所述电路中至少一个预定电流的存在，所述至少一个预定电流存储在控制器中；断路器，包括用于接收跳闸信号的跳闸机构、用于提供成比例于所述电路中电流的输出的变流器传感器、用于中断所述电路中电流流动的开关、用于接收操作信号的控制输入端、以及将所述断路器分别连接到电源和所述电路的近端和远端电路连接器；其中所述至少一个断路器在第一连接处连接到所述控制器，提供成比例于所述电路中电流的输出；所述至少一个断路器在第二连接处连接以便从所述控制器获得所述操作信号；以及在第三和第四连接处，其中所述至少一个断路器在靠近所述电源的所述第三连接器连接到所述电源、以及在远离所述电源的所述第四连接器连接到所述电路。

本发明的一个示例性方法用于中断至少一个电路中的电流流动，所述方法包括：提供控制器，控制器用于确定所述至少一个电路中至少一个预定电流的存在，所述至少一个预定电流存储在控制器中；提供断路器，断路器包括用于接收跳闸信号的跳闸机构、用于提供成比例于所述至少一个电路中电流的输出的变流器传感器、用于中断所述至少一个电路中电流流动的开关、用于由所述跳闸机构从所述控制器接收操作信号的控制输入端、以及将所述断路器分别连接到电源和所述至少一个电路的近端和远端电路连接器；由所述控制器确定在所述至少一个电路中存在至少一个预定电流；在所述断路器的跳闸机构从所述控制器接收跳闸信号，以及当所述控制器确定所述至少一个电路中的电流为预定电流时，使用开关中断所述电路中电流的流动。

本发明的另一个示例性实施例包含一种计算机程序产品，包括：可由电路断流器读取的程序存储装置有形地包含可由所述电路断流器读取以完成一种用于中断至少一个电路中电流流动的方法的指令程序，所述方法包括：提供控制器，控制器用于确定所述至少一个电路中至少一个预定电流的存在，所述至少一个预定电流存储在控制器中；提供断路器，断路器包括用于接收跳闸信号的跳闸机构、用于提供成比例于所述至少一个电路中电流的输出的变流器传感器、用于中断所述至少一个电路中电流流动的开关、用于由所述跳闸机构从所述控制器接收操作信号的控制输入、以及将所述断路器分别连接到电源和所述至少一个电路的近端和远端电路连接器；由所述控制器确定在所述至少一个电路中存在至少一个预定电流；在所述断路器的跳闸机构从所述控制器接收跳闸信号，以及当所述控制器确定所述至少一个电路中的电流为预定电流时，使用开关中断所述电路中电流的流动。

以上简要描述阐述了本发明的相当广泛的重要特征，以便更好地理解下面的详细描述，并且以便更好地评价本发明对现有技术的贡献。当然，本发明具有其它的特征，其将在后面描述并且将服务于所附权利要求的主旨。

在这个方面，在详细说明本发明的多个实施例之前，应当理解本发明不将其应用限制于下面的描述中或附图中的结构细节和组件排列。本发明允许其它实施例并且可以实施和实现为各种方式。同样应当理解，这里所使用的措辞和术语是为了描述性而不应当视为限定。

就这一点来看，本领域技术人员应当认识到，当前公开所基于的构想易于用作设计其它结构、方法、以及系统的基础，用于实现本发明的多个目的。因而重要的是，只要不脱离本发明的主旨和范围，认为权利要求包含这样的等效结构。

此外，前面的摘要是为了使美国专利商标局和对专利或法律术语或措辞不熟悉的一般公众、尤其是科学工作者、工程师和本领域专业人员根据粗略浏览快速地确定该应用技术公开的特性和实质。因而，摘要既不是为了定义仅由权利要求限定的本发明或应用，也不是为了以任何方式作为对本发明范围的限制。

而且在背景技术和详细描述中使用的前述段落标题是为了使美国专利商标局和对专利或法律术语或措辞不熟悉的一般公众、尤其是科学工作者、工程师和本领域专业人员根据粗略浏览快速地确定该应用技术公开的特性和实质。因而，这些段落标题既不是为了定义仅由权利要求限定的本发明或应用，也不是为了以任何方式作为对本发明范围的限制。

根据后面的详细描述、附图和所附的权利要求，本领域技术人员将认识和理解本发明公开的上面描述的以及其它的特征和优点。

附图说明

图1是依照本发明公开的故障电路断流器示例性实施例的功能框图；

图1A图示了断路器与控制器和线路的连接的分解视图；

图2是本发明示例性实施例的流程图，用于确定故障状态在电路上的存在；

图3是依照本发明公开的故障断流器另一个示例性实施例的功能框图；

图4是依照本发明公开的故障断流器再一个示例性实施例的功能框图；

图5是本发明另一个示例性实施例的流程图，用于确定故障状态在电路上的存在；

图6图示了可以用在本发明各个实施例中的各种断流器开关的例子；

图7图示了本发明一个实施例的示例性功率分配面板的功能框图，包含断流器和控制器；

具体实施方式

参见附图尤其是图1，为依照这里所描述的用于故障电流中断的本发明装置10示例性实施例的功能框图。图1图示了多个电路或线路12，每个具有负载电流i_load。每条线路将电能提供到相应的负载14。该实施例还包括控制器16，其连接到每个断路器20。每个断路器包括例如跳闸机构21、带有传感器的变流器(CT)22、以及开关23。该传感器可以是变流器传感器或其它电流感测器件，这可以由本领域的技术人员来决定。控制器16被配置成为每个断路器20的跳闸机构21提供控制信号，其中通过发送跳闸信号到适当的断路器20，开关23打开(或跳闸)，由此将与电路或线路12相关联的负载14与电源的AC母线18断开。在决定跳闸过程中，控制器16使用例如预定的电流值来判定是否存在故障状态。该故障状态可以是电弧故障电流、接地故障电流、过电流或者如上面所讨论的瞬时过电流。通过使用变流器22获得电流值，该变流器22提供成比例于负载电流i_load的次级电流。变流器22将初级绕组放置成为使得负载电流i_load或变流器的初级电流感应产生次级电流，该次级电流是变流器22的输出电流。变流器22的输出电流由控制器16使用以决定在线路12和/或负载14上是否存在故障。

在对本发明各个示例性图解例如图1、3和4中电路和各种元件的标记中，使用了命名n到n+z。为了简化，在描述图形时没有提及电路和相应元件的n到n+z的状态。名称n到n+z用于说明电路或线路12的数量，在图示以及这里描述的示例性装置中可以使用控制器16向所述电路或线路12发送跳闸信号。对于这里所述实施例中出现的控制器，可以连接到控制器的电路或线路12的数量被限制为n+z(即n，n+1，n+2，n+3...n+z)。本领域技术人员可以决定配置有本发明的装置10例如图1中的示例性装置10的电路数量(即n+z)。可以考虑例如分支电路的总数等因素来确定配置有该装置的电路数量。

再次参见图1，注意到母线或AC母线18由AC电源30(图7中所示)供电。图1和这里描述的其它实施例中的示例性断路器20经由图1A分解图中示例的多个连接线与控制器16和线路12相连。断路器20在第一连接线11连接到控制器16以提供成比例于电路12中的电流的输出；在第二连接线13，断路器20从控制器16获得操作信号；在第三和第四连接线，断路器20在靠近电源的第三连接器15与电源18相连和在远离电源的第四连接器17与电路12相连。

转向图2，其图示了本发明方法实施例的流程图，该流程图对应于图1的示例性装置实施例。该方法开始于操作200。接下来，操作202指示控制器为输入信号做好准备。然后在操作204使用变流器22获得负载电流i_load，并且在操作206通过从变流器22到控制器16的输入端(未示出)的输出，将负载电流i_load提供给控制器16。

继续参见图2的流程图，在操作208查询是否存在故障状态。该故障状态可以是电弧故障电流、接地故障电流、过电流或者瞬时过电流。应当说明，处理器16可以是例如微处理器或ASIC(专用集成电路)。

回到查询操作208，如果对查询操作208的回答为是，那么该方法前进到操作210并且控制器16发送跳闸信号到断路器20。接下来在操作212，断路器20跳闸。开关23进一步在图6、6A、6B和6C中说明，其可以是图6A的典型断路器；图6B的典型单刀开关，包括一个闸刀、通-断开关；或者MEMS(基于微机电系统的)开关。本领域技术人员可以确定其他合适的开关。在选择适当的开关时，需要的考虑因素例如开关的材料、额定功率和额定安培值。

在操作212，执行断路器20的开关22的跳开或打开，以将负载14与电源的母线18断开。电源20与负载14的断开使得停止i_load流动和馈送故障；当确定跳闸时，i_load是用于指示故障状态的适当数值的电流。在操作212之后，该方法结束于终止操作214。

回到操作208，如果对查询操作208的回答为否，那么不存在故障状态并且返回到操作202。操作202的后面是这里先前所述跟随操作202的操作。控制器16做好负载电流信号的准备，以及在操作204提供负载电流信号。操作204的后面是这里先前所述跟随操作204的操作。

图3图示了本发明装置的另一个实施例。同样，在图示中使用了标记n到n+z。由于这些标记以如上方式提出，因而在图3的书面描述中不使用。

图3是依照这里描述的用于故障电流中断的本发明装置10另一个示例性实施例的功能框图。图3图示了多个电路或线路12，每个具有负载电流i_load。每条线路将电能提供给相应的负载14。该实施例还包括控制器16，其连接到断路器20。每个断路器20包括例如跳闸机构21、变流器22(上面所述的)、开关23、以及用于将变流器22的电流转换为数字形式的模数转换器24。

图3示例性实施例中的断路器20还包括执行电流采样的处理器25、以及通信装置26，表示将处理器25的电流采样输出在控制器16的适当输入端处连接到控制器16。控制器16被配置成经由信号从控制器16到断路器20的跳闸机构21的路线R1发送控制信号，其中通过发送信号到跳闸断路器20，将开关23打开或跳开，由此将与电路或线路12相关联的负载14与电源的AC母线18断开。在决定跳闸时，控制器16使用例如预定的电流值判定是否存在故障状态。如前面提到的，故障状态可以是例如但不限于电弧故障电流、接地故障电流、过电流或如上讨论的瞬时过电流。因而在图3的功能框图中，注意到实线R1图示了图5的流程图实施例的方面。实线R1图示了信号从控制器16到跳闸机构21的路线。这不同于下面说明的图4的替代实施例。

图4中图示了图3装置的替代实施例，其中断路器20包括例如跳闸机构21、变流器22、开关23、以及用于将变流器22的输出或次级电流转换为数字信号的模数转换器24。图3示例性实施例的断路器20还包括执行数字信号的电流采样的处理器25、以及通信装置26，该通信装置用于将处理器25的电流采样输出在控制器16的适当输入端提供给控制器16。

在图4的替代实施例中，控制器16被配置用于提供控制信号给断路器20的处理器25，其中控制器16发送信号到适当的处理器25以激活断路器20的跳闸机构21，如使用从控制器16到处理器25以及到跳闸机构21的虚线所示。当跳闸机构21激活时，相关联的开关23打开(或跳开)由此将与电路或线路12相关联的负载14与电源的AC母线18断开。在决定跳闸时，控制器16使用例如预定的电流值来判定是否存在故障状态。如前面提到的，故障状态可以是电弧故障电流、接地故障电流、过电流或如上讨论的瞬时过电流。

概括来说，对于图3和4的实施例，处理器25经由通信装置26将经过采样的电流传输到集中式控制器16。集中式控制器16判定是否应当使装置10中的断路器20跳闸，其电流感测装置或变流器22提供指示在线路12上存在故障状态的电流。这些实施例在故障状态指示之后的步骤中存在不同。在图3的实施例中，如果断路器20跳闸，控制器16传送跳闸信号到适当的断路器的跳闸机构21。在图4的实施例中，如果断路器20跳闸，控制器16传输跳闸信号到与断路器20相关联的适当处理器25，其将发送信号到跳闸机构21以便跳闸或打开开关23。图3的不同配置使用虚线说明，该虚线将控制器16连接到处理器25、以及将处理器25连接到跳闸机构21。

转向图5，其图示了本发明方法的另一个示例性实施例的流程图，图5的流程图对应于图3和4的示例性装置的实施例。该方法开始于操作500。接下来，操作502指示控制器为输入信号做好准备。然后在操作504，从变流器22的输出获得负载电流i_load。在操作506，提供i_load到模数或A/D变换器24。接下来在操作508，使用A/D变换器24将负载电流信号变换为数字信号，并且将该数字信号提供给处理器25。在操作510，在处理器对数字电流负载信号进行采样。在操作514，经由通信装置36将电流负载的数字采样传送到控制器16。

继续参见图5的流程图，在操作515关于是否存在故障状态进行查询。数字电流数据在控制器16处被处理以确定是否存在故障状态。该故障状态可以是电弧故障电流、接地故障电流、过电流或如上讨论的瞬时过电流。应当理解，处理器16可以是例如微处理器或ASIC(专用集成电路)。

回到查询操作515，如果对查询操作515的回答为是，那么流程图前进到操作517并且控制器16发送跳闸信号到断路器20的跳闸机构21。接下来在操作518，断路器20跳闸。开关22可以是例如上面描述的图6、6A、6B和6C中图示的开关。本领域技术人员也可以确定使用上面讨论其它合适的开关。

在操作518，执行断路器20的开关22的跳闸或打开，以将负载14与电源的AC母线18断开。电源20和负载14的断开阻止了i_load流动和馈送故障；当确定跳闸时，i_load是用于指示故障状态的适当数值的电流。在操作517之后，该方法结束于终止操作520。

回到操作515，如果对查询操作515的回答为否，那么故障状态不存在，并且返回到操作502。操作502的后面是这里先前描述的跟随操作502的操作。在操作502，控制器16为负载电流信号做好准备，并且在操作504提供该负载电流信号。操作504的后面是这里先前描述的跟随操作504的操作。

在操作518，执行断路器20的开关22的跳闸或打开，以将负载14与电源例如住宅120V的AC母线18断开。电源20和负载14的断开阻止了i_load流动和馈送故障；当确定跳闸时，i_load是用于指示故障状态的适当数值的电流。在操作518之后，该方法结束于终止操作520。

在对应于图4的功能框图以及进一步在图5的流程图中虚线所示的替代实施例中，对故障状态存在的处理不同于对应于图3功能框图的实施例。区别在于在操作514之后、以及查询操作511(基本类似于查询操作515，但为了易于描述而显示为单独的操作)，控制器16对跳闸信号的导向不同。在操作511，关于是否存在故障状态进行查询。数字电流信号在控制器16处被处理，以判定是否存在故障状态。从而在图4的功能框图中，注意到虚线图示了图5的流程图替代实施例的一些方面。虚线显示了信号从控制器16到处理器25的路线R2，以及信号从处理器25到跳闸机构21的另一条路线R3。注意到，图3和4实施例中的路线R1、R2和R3实际上在图5中还使用邻近操作517、513和515的括号来显示。

如果对查询操作515的回答为否，那么故障状态不存在并且回到操作502。操作502的后面是这里先前描述的跟随操作502的操作。在操作502，控制器16为负载电流信号做好准备，并且在操作504提供该负载电流信号。操作504的后面是这里先前描述的跟随操作504的操作。

回到操作511，如果对查询操作515的回答为是，那么流程图前进到操作513，并且控制器16发送跳闸信号到处理器25。然后在操作515，处理器25发送跳闸信号到断路器20的跳闸机构21，以激活断路器20以执行跳闸。

接下来在操作518，断路器20跳闸。在操作518，执行断路器20的开关22的跳闸或打开，以将负载14与电源例如住宅120V的AC母线18断开。电源20和负载14的断开阻止了i_load的流动和馈送故障；当确定跳闸时，i_load是用于指示故障状态的适当数值的电流。在操作518之后，该方法结束于终止操作520。

图7图示了本发明装置10示例性实施例的功能框图，其配置在功率分配面板32中以及包括控制器16和电路断流器20，电路断流器20连接到具有负载14的电路或线路12。如前面说明的，从N到N+Z的断路器的数量是控制器16的能力以及前面讨论的其他因素之中的一个因素。

功能框图还包括连接到AC母线18的AC电源30。每个断路器20同样接收成比例于负载电流信号的输入。负载电流信号典型地通过使用变流器22获得，变流器22被配置为初级电流为i_load、次级电流为基本成比例于i_load的降低的电流并且与控制器16和/或与其连接的其它组件兼容的幅度。为负载14馈电的每个电路或线路12连接到AC母线18以及断路器20，断路器20被配置成如果负载电流i_load是用于指示故障状态的适当数值则使电路12跳闸。

如图7中配置的本发明的示例性装置10还包括与控制器16互连的多种组件。这些组件可以包含在前面讨论的装置10的替代实施例中。这些组件包括存储器或数据存储组件31。存储器31可以用于连接到控制器16的一个或多个电路12的能量管理。例如，存储器31可以用于存储连接到控制器16的一个或多个电路12的能量消耗。该能量消耗可以由用户经由通信接口39获得，例如诸如连接到个人计算机(PC)41的LAN。该通信接口39可以由本领域技术人员确定，并且也可以是例如电信接口。该PC可以配置为例如使用具有图形用户界面的专用应用软件。

回到能量管理的讨论，负载减少(load shedding)可以包含在控制器16的特性中，从而可以在多个预定时间使用断路器20将一个或多个电路12断开。例如，在住宅环境中，在预测不使用地下室的时间可以断开为地下室的照明提供电能的电路12。这一预测时间可以是家庭的通常就寝时间，例如10pm。或者例如，预测时间可以是工作和/或学习时间，此时住所是无人的。除控制器16之外可以使用定时器37，或者可以使用其它定时装置或方法，如本领域技术人员所确定。该装置也可以类似地用在商业环境中。

能量管理也可以有益地用于度假住所、泳池或热浴缸加热。在本领域技术人员确定的配置中，能量管理技术可以包含在装置10中。在这样的确定中可以包含硬件和/或软件。

在本发明的装置10中，故障状态的确定由控制器16进行。如前面讨论的，故障电流包括电弧故障、接地故障、过电流跳闸和瞬时跳闸。在住宅应用中，典型地通过使用电流幅度进行故障电流的确定，例如由UL或NEC制定的标准。这些标准通常会更新(即每年一次)，这意味着当标准更新时用于故障电流确定的电流幅度将发生改变。市政当局通常采用特定年的标准，新的建筑甚至住宅改造必须追随市政当局的建筑规范。这些标准变化可能带来困难，因为对于现有技术供电布线的情况，唯一的方法是通过替换来将断路器更新为新的标准。然而，使用本发明的装置，控制器16可以被重新编程或是甚至被替换，从而其中的数据符合当前有效的建筑规范。这是本发明的一个重要特性和优点，因为这种更新可以容易地、迅速地进而更加经济地完成。

控制器16的编程可以由本领域技术人员完成。而且控制器16的更新或交换可以由经过培训的技术员或电工按着市政的建筑规范的要求完成。程序可以被设计为确定各种故障电流。这些程序可以经由通信接口装入控制器16。控制器可以原地更新，或者可以在制造商处更新并且被提供给技术员用于交换包含过时的故障电流设置的控制器。

控制器16被配置用于确定各种故障电流或不希望的电流幅度的出现，包括1)电弧故障(串联的和并联的)；2)接地故障；3)过电流；以及4)瞬时电流。

在电弧故障情况下，可以使用控制器16或恰当配置的电路断流器检测。因而如果在面板中安装了适当配置的电路断流器，当通过替换或软件安装更新了控制器16时，可以获得电弧故障电流保护的次级装置。

参见附图尤其是图7，电弧故障断路器(AFCI)10的示例性实施例包括控制器16，其上存在有串联和并联电弧检测方法(未示出)。这样的电弧检测方法可以由本领域技术人员确定。除了控制器16的电弧检测方法，如果配置有适当的开关23，断路器20也可以在电弧故障状态下独立于控制器进行操作。

一种方法(未示出)使用数学方法进行串联电弧检测。该方法处理一个或多个能够识别信号特性的信号特征。除了由数学方法进行激活，跳闸机构26也可以由常规的热-磁过电流装置激活，该热-磁过电流装置具有与线路12的导体串联的双金属材料。断路器20的AFCI特征被配置用于在具有中性导体(未示出)和穿过支路电路(未示出)的线导体12的电通信中放置负载12。断路器20的AFCI特征同样检测在支路电路(未示出)中的电弧并且中断对该支路电路的供电。

以相似的方式，控制器通过使用恰当的方法可以检测接地故障状态，这样的方法可以由本领域技术人员确定。并且如果配置有适当的开关，断路器20也可以在电弧故障状态下独立于控制器操作。

例如通过提供具有适当指令或方法的控制器16，本领域技术人员可以确定各种状态，例如电弧电流、接地电流、瞬时跳闸和过电流跳闸。

本发明的示例性电子控制电路包含例如微处理器控制器16的组件。在本发明的替代实施例中，可以使用不同的微处理器控制器芯片。在本发明的另一个实施例中，使用专用集成电路(ASIC)。控制电路中使用的微处理器类型可以由本领域技术人员确定。此外，在有适当的信号从断路器20提供到个人计算机的情况中，个人计算机上运行的软件可以代替控制器用于本发明。本领域技术人员可以确定用于本发明的合适的微处理器。

本发明的实施例具有很多优点。本发明提供的优点例如，以对装置的最小改变完成容易的设置或代码更新。同样，本发明对于未来的升级提供了节省成本的设计。

除了完成上面的讨论，本发明的示例性实施例通过使用易于更新的可替换或可编程的控制器完成电路中断。控制器配置允许本发明的装置能够低成本地更新、易于更新、迅速更新并且比先前的电路中断装置更加灵活。

还应当说明，这里使用的“第一”、“第二”、“第三”、“上面的”、“下面的”以及类似术语用于修饰各个单元。除非特别说明，这些修饰语不形成对所修饰单元空间的、先后的、或等级的顺序的暗示。

这里的书面说明使用例子来公开本发明，包括最佳的方式，并且也使得任何本领域技术人员能够制造和使用本发明。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包含本领域技术人员想到的其它例子。如果这些其它例子具有不同于权利要求字面语言的结构单元、或者包含具有与权利要求字面语言非实质区别的等效结构单元，规定这样的例子属于保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于中断电路中的电流流动的电路断流器，包括：

控制器(16)，用于确定所述电路中至少一个预定电流的存在，所述至少一个预定电流存储在该控制器(16)中；

断路器(20)，包括用于接收跳闸信号的跳闸机构、用于提供成比例于所述电路中电流的输出的电流传感器(22)、用于中断所述电路中电流流动的开关(23)、用于接收操作信号的控制输入端、以及将所述断路器(20)分别连接到电源(18)和所述电路的近端和远端电路连接器；

其中在第一连接线处连接到所述控制器(16)的所述至少一个断路器(20)提供成比例于所述电路中电流的输出；所述至少一个断路器(20)在第二连接线处连接以便从所述控制器(16)获得所述操作信号；以及在第三和第四连接线处，其中所述至少一个断路器(20)在靠近所述电源(18)的所述第三连接器处连接到所述电源(18)、以及在远离所述电源(18)的所述第四连接器处连接到所述电路。

2.权利要求1所述的电路断流器，其中所述控制器(16)是用户可替换的、以及使用替换控制器(16)进行替换，其中所述替换控制器(16)包括至少一个预定电流。

3.权利要求1所述的电路断流器，其中在所述电路断流器连接到所述电源(18)时提供所述替换控制器(16)。

4.权利要求1所述的电路断流器，其中所述控制器(16)中的所述至少一个预定电流是由用户更新。

5.权利要求1所述的电路断流器，其中所述控制器(16)在所述至少一个断路器(20)连接到所述电源(18)时是可移除的。

6.权利要求1所述的电路断流器，其中所述断路器(20)还包括模数转换器(24)和用于处理所述模数转换器(24)的数字输出的处理器、以及用于接收所述处理器处理的数字信号并且将所述数字信号提供给所述控制器(16)的通信装置。

7.一种用于中断至少一个电路中电流流动的方法，所述方法包括：

供控制器(16)，该控制器(16)用于确定所述至少一个电路中至少一个预定电流的存在，所述至少一个预定电流存储在该控制器(16)中；

提供断路器(20)，该断路器(20)包括用于接收跳闸信号的跳闸机构、用于提供成比例于所述至少一个电路中电流的输出的电流传感器(22)、用于中断所述至少一个电路中电流流动的开关(23)、用于由所述跳闸机构从所述控制器(16)接收操作信号的控制输入端、以及将所述断路器(20)分别连接到电源(18)和所述至少一个电路的近端和远端电路连接器；

由所述控制器(16)确定在所述至少一个电路中存在至少一个预定电流；

在所述断路器(20)的跳闸机构从所述控制器(16)接收跳闸信号，以及

当所述控制器(16)确定所述至少一个电路中的电流为预定电流时，使用开关(23)中断所述电路中电流的流动。

8.权利要求7所述的中断至少一个电路中电流流动的方法，所述方法进一步包括：使用替换控制器(16)替换所述控制器(16)，其中所述替换控制器(16)包括至少一个预定电流，并且用户执行所述替换。

9.权利要求7所述的中断至少一个电路中电流流动的方法，所述方法进一步包括：当所述电路断流器连接到所述电源(18)时，使用所述替换控制器(16)替换所述控制器(16)。

10.一种计算机程序产品，包括：可由电路断流器读取的程序存储装置，其有形地包含可由所述电路断流器执行的指令程序以完成一种用于中断至少一个电路中电流流动的方法，所述方法包括：

提供控制器(16)，该控制器(16)用于确定所述至少一个电路中至少一个预定电流的存在，所述至少一个预定电流存储在控制器(16)中；

提供断路器(20)，该断路器(20)包括用于接收跳闸信号的跳闸机构、用于提供成比例于所述至少一个电路中电流的输出的电流传感器(22)、用于中断所述至少一个电路中电流流动的开关(23)、用于由所述跳闸机构从所述控制器(16)接收操作信号的控制输入端、以及将所述断路器(20)分别连接到电源(18)和所述至少一个电路的近端和远端电路连接器；

由所述控制器(16)确定在所述至少一个电路中存在至少一个预定电流；

在所述断路器(20)的跳闸机构从所述控制器(16)接收跳闸信号，以及

当所述控制器(16)确定所述至少一个电路中的电流为预定电流时，使用开关(23)中断所述电路中电流的流动。

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