CN107039198A - 使用相邻断路器的跳闸指示 - Google Patents

Abstract

本公开涉及使用相邻断路器的跳闸指示。一种用于已经跳闸并且因此没有电力来提供其自己的跳闸指示的小型电子断路器的指示器系统，包括跳闸状态中的断路器和非跳闸状态中的相邻断路器，这两个断路器均具有对准的指示器光管和数据传输线或光管。跳闸了的或正在跳闸的断路器在其触头断开和停电之前发送跳闸数据的通知信号，或者借助储备电力来发送跳闸数据的通知信号。邻近断路器的收发器接收跳闸数据的通知信号，将其进行编码，并且然后经由LED和指示器光管将其中继回到跳闸的断路器。跳闸的发生已经打开了跳闸断路器上的快门，该快门允许其通过其顶壁中的指示窗口来显示中继的跳闸数据的通知信号作为可见光指示。

Description

使用相邻断路器的跳闸指示

背景

发明领域

本发明涉及配电盘中的断路器,该断路器能够将跳闸信息光传递到邻近断路器,该邻近断路器将跳闸信息信号中继发回到该跳闸的断路器,该跳闸的断路器然后在其面上显示跳闸信息.

相关技术的讨论

随着小型断路器的功能的增加，期望有关分支电路的更多数据在负载中心处可用。信息的重要类型可以识别哪些断路器已经在负载中心中跳闸以及引起断路器跳闸的电气故障的类型。然而，小型电子断路器只有在主触头被闭合时才由线路侧供电是常见的。这造成了关于向用户提供关于断路器跳闸的原因的指示的问题，因为一旦主触头分开，电力即从电子器件中移除。

因此，用于提供来自跳闸的断路器的这样的数据的若干方案已经被开发。然而，以往的方案已经承受了实现这样的系统中的复杂性。

概述

本发明的系统通过允许直接在电子断路器及其近邻之间的通信来进行操作。如典型情况一样，面板中的断路器被安装成使得存在面向其左侧壁和右侧壁中的至少一个的邻近的断路器。本发明的每个断路器包括光通信接口，该光通信接口与邻近的断路器上的相同的光通信接口(即，光端口)对准。允许数据从跳闸了的或正在跳闸的断路器传递到被供电了的邻近的断路器，并且然后通过光端口中继发回到跳闸了的的断路器并且在其面上的可见指示器处显示。由于断路器之间的通信装置自包含在断路器内，安装并且操作断路器而无需任何附加的连接、面板修改或对断路器安装过程的变化。

根据本发明的一些方面，通过负载中心内的通信装置整个地包含在断路器内来最小化系统的复杂性。因此，因为本系统的改进集中在对断路器装置本身的改进，所以本发明的各方面可以适合于使用已经在现场安装的现有的配电盘的改装应用。

根据本发明的一些方面，提供了一种指示器系统，用于已经跳闸并且因此没有电力来提供其自身的跳闸指示的小型电子断路器，该指示器系统包括跳闸状态中的断路器和非跳闸状态中的邻近(相邻)的断路器，这两个断路器具有对准的指示光管和数据传输线。跳闸了的或正在跳闸的断路器在其触头断开和停电之前发送“跳闸数据的通知”信号，或者依靠诸如电容器的储存功率来来进行该工作。邻近(即，未跳闸)的断路器具有数据收发器，该数据收发器接收跳闸数据的通知信号，将其进行编码，并且然后经由可见光源通过断路器的相同侧上它的出站可见光管将该跳闸数据的通知信号中继发回。跳闸的发生已经打开了跳闸断路器上的机械快门，允许其将通过它的顶壁(还被称为断路器“面”)的中继发回的跳闸数据的通知信号通过可见指示窗口来进行显示。

根据本发明的一些方面，具有箱、可分离电触头和电子传感/数据装置的电子断路器具有：数据收发器，其具有用于接收邻近跳闸数据的通知信号的数据输入侧和用于输出自身跳闸数据的通知信号的数据输出侧；可见光发射器，其连接到数据收发器，以输出所接收的邻近的跳闸数据的通知信号作为包括可见光的跳闸指示；电子器件，其用于将自身跳闸数据的通知信号进行编码并且将其报告给数据收发器；断路器的顶壁上的可见光指示器窗口；用于可见光指示器窗口的快门，该快门能够在包括可见光的跳闸指示从断路器中输出时阻挡可见光指示器窗口，并且在断路器跳闸时不阻挡可见光指示器窗口；左侧指示器光管和右侧指示器光管，每个双向光管能够用于从邻近断路器接收包括可见光的跳闸指示(当在跳闸位置中时快门打开)，并且用于将包括可见光的跳闸指示从断路器内传输到邻近断路器(快门关闭)；箱中的左侧光端口和右侧光端口，每个光端口是通过断路器箱通向指示器光管的光通路，左侧双向数据线和右侧双向数据线，用于接收邻近断路器的跳闸的(即，来自邻近断路器的)通知(即，跳闸数据的通知信号)，并且用于将自跳闸的通知传输到邻近断路器；以及每个双向数据线连接到数据收发器。

在本发明的其他方面中，负载中心可以包括以上类型中的多个电子断路器，每个断路器被放置成与相邻断路器对齐并且将断路器中的至少两个并排放置且光端口对准，其中，第一断路器的收发器接收其数据线上近邻的跳闸数据的通知信号并且将该近邻的跳闸数据的通知信号通过指示器光管和对准的光端口经由可见的LED进行传输。

附图简述

根据本文公开的一个或多个实施例，在阅读下面详细的描述后并且参考示例性附图后，所公开的实施例的上述优点和其他优点将变得明显，其中：

图1是用小型电子断路器填充的负载中心面板的正视图。

图2A是示例性断路器的正视图，以及图2B是两个并排的示例性断路器的正视图。

图3A是供电的示例性断路器中的跳闸指示操作的示意图。

图3B是未供电的示例性断路器中的跳闸指示操作的示意图。

图4是用于未供电的断路器的示例性光分流器的示意侧视图图示。

公开的具体实施方式

首先，要理解的是，包括所公开的实施例的方面的实际、真实的商业应用的开发将要求许多的实施特定决定来实现开发者的商业实施例的最终目标。这样的实施特定决定可以包括但可能不限于遵循系统相关约束、商业相关约束、政府相关约束和其他约束，这些约束可以因具体实施、位置和时间而变化。虽然在绝对意义上开发者的努力可能是复杂的并且耗时的，但是对于受益于本公开的本领域的技术人员，这样的努力仍然是常规工作。

还应该理解的是，本文公开的和教导的实施例容易受到许多和各种修改和替代形式的影响。因此，诸如但不限于“一(a)”等的单数术语的使用并不旨在作为对各项数量的限制。类似地，用在书面描述中的诸如但不限于“顶部(top)”、“底部(bottom)”、“左(left)”、“右(right)”、“上面(upper)”、“下面(lower)”、“向下(down)”、“向上(up)”、“侧面(side)”等的任何关系术语是在具体参考附图中为了清楚起见，并且并不旨在限制本发明的范围。

通过研究附图并且特别参考图1，本领域技术人员将理解的是，他们正在看由负载中心21表示的配电盘，该负载中心21具有由面板27表示并且具有由统称为23的小型断路器(有时只被称为“断路器”)填充的各个槽位置的外壳。断路器23被示出布置在两个紧密间隔的列29a、29b中，但也可以布置在单个列或行中。在这样的布置中，要注意到的是，诸如示例性断路器23a的大多数断路器在受验断路器23a的右侧23b、左侧23c和前侧23d具有邻近断路器。虽然是在住宅负载中心的背景下进行说明和描述的，但是要理解的是，本发明适用于商业负载中心和工业负载中心以及配电盘、OEM断路器面板应用以及包含多个断路器的任何外壳。

尤其如图4所示，如本领域中众所周知的，每个电子断路器23具有箱31、为静触头33和活动触头35的可分离电触头和在其线路侧端子39和负载侧端子41之间的传感/数据收集装置37(诸如电流路径38上的电流互感器等等以及相关的电子器件)。本发明的各方面特别感兴趣的是每个示例性断路器23可以配备数据收发器43。还参考图2A和图2B，每个断路器具有通过光端口62、64的左侧可见光管57和右侧可见光管59(每侧壁处一个)，光端口62、64是断路器箱31中的开口。如果必要或需要，透镜可以用在光端口处。断路器23a在断路器顶壁(面)65上具有左侧可见光指示器窗口61和右侧可见光指示器窗口63，该可见光指示器窗口与可见光管57、59进行光通信。断路器23a在断路器箱内的左侧可见光管57和右侧可见光管59处具有左侧可见光LED 67和右侧可见光LED 69。断路器23a具有左侧双向数据线71和右侧双向数据线73，左侧双向数据线71和右侧双向数据线73在本发明的某些方面中可以是用于光通信的光学“光管”；以及数据收发器43，该数据收发器43具有用于接收邻近跳闸数据的通知信号的数据输入侧和用于输出自身跳闸数据的通知信号的数据输出侧。在所示的实施例中，数据收发器包括左侧通道数据收发器和右侧通道数据收发器。要理解的是，如果需要，至数据收发器的数据传输可以由适当的光传输装置通过附加对准的光端口处的断路器箱，或者如果适当，可以使用其他装置。每个双向数据线被连接到数据收发器43的适当相应的通道。参考图2B，可以看出的是，在操作上，受验跳闸的断路器75定位到邻近断路器77的左边，该邻近断路器77是未跳闸的、接通的并且因此完全由负载中心21的线路侧供电。当断路器是保持在负载中心中它们各自的槽中时，邻近断路器77的左指示器光管79是与受跳闸的断路器75的右指示器光管59对准。

在箱31的左壁45和右壁47中分别定位了光端口62、64，用于双向指示器光管。光端口是放置在固定位置中的以用于允许光信号通过箱壁，并且如果需要，光端口可以包括透镜。每个光端口分别通向相应的光管57、59，其中每个光管是包含在箱31中并且被连接到光数据收发器43或者其单独的操作部分，如硬件和设计可规定的。要理解的是，如果需要，前壁49(将参考号放在图2A.rwn的顶部上)可同样装备有如在图1中的方向箭头所指示的通信线路和光管。要理解的是，例如，两极断路器可以具有两个正向光端口来与两个前壁近邻进行通信。注意，不是所有的配电盘是两列设计，并且在受验断路器缺少前面邻近的断路器的一列设计中，可以不严格要求前光端口和光管。

每个断路器23的电子器件81(图4)或其子集能够对包括故障数据的跳闸数据的通知信号进行编码并将其报告给数据收发器43。每个断路器的收发器能够例如通过其双向数据线中的一个或多个将断路器的跳闸数据的通知信号传输到附加光端口，并且能够接收邻近跳闸数据的通知信号并且用作中继器，将邻近跳闸数据的通知信号通过数据线进行中继并且中继输出到邻近断路器。

特别参照图4，断路器配有链接到活动触头35的机械操作的快门93，以用于由于分离的电触头而提供到断路器的可见光指示器窗口63的光通信路径。当由于跳闸或切断断路器触头33、35时，机械连杆驱动快门93从断路器23的可见光指示器窗口61、63下出来。这允许从仍然具有电力的邻近断路器77发出的跳闸指示照亮未供电的跳闸断路器75的可见光指示器窗口61、63。

在操作中，本发明的系统的各方面将如下工作。受验断路器(即，图2B中左边的断路器75)在通过它的电子器件81(图4)监视它的操作时感测即将发生跳闸的条件，或者在本发明的一些方面，如果配备了诸如储备电容器等的后跳闸电源，可以感测实际的跳闸信号。在这一点上，受验断路器将对诸如跳闸时间、引起跳闸的故障类型等的任何相关信息进行编码的跳闸数据的通知信号从它的数据收发器43通过它的右侧数据通信线路73发出到未跳闸的邻近断路器77的左侧数据通信线路83中。邻近断路器77的数据收发器85对跳闸数据的通知信号进行编码并且将作为跳闸指示的跳闸数据的通知信号通过它的左侧可见光源87(其如果需要，可以是适当的LED)进行中继。跳闸指示从左侧可见光源87行进通过邻近断路器的左侧指示器光管79。来自指示器管79的光101(图3A和图3B)并不照射邻近断路器的可见光指示器窗口91，因为如图3A的细节所示，在其电触头处于闭合位置中时，该窗口被从下面由连接到邻近断路器77的活动触头35的快门93阻挡。例如，快门可能机械操作上类似于已知的小型断路器的机械跳闸指示器，诸如来自施耐德电气的VISITRIP^TM，但相反的是，即，一旦跳闸则撤回其标志部分而不是将其推进。跳闸指示光101通过断路器箱中的对准的光端口进入到跳闸的断路器75并且进入到跳闸的断路器的右侧指示器光管59。如图3B的细节所示，由于其活动触头35的运动，跳闸的断路器75的快门95(图3B)已经从跳闸的断路器75的指示器窗口61、63下方撤回，从而允许跳闸指示光照射跳闸的断路器75的右侧可见光指示器窗口63。

要注意的是，在本发明的一些方面中，如果需要，提供可见指示的断路器可以为所有邻近断路器提供唯一指示。例如，如果左侧近邻和右侧近邻都跳闸了，居中断路器可以向每个跳闸的断路器提供不同的指示。还要注意的是，为清楚起见，断路器的面上的指示器窗口被示出为两个独立的指示器窗口。独立的指示器窗口示出例如旨在用于左边的跳闸的断路器的可见光如何也不被发送到右边的断路器。出于美观的目的，这可能用防止反射到相对的指示光管的导光材料做出来从外面看起来像单个窗口。还要注意的是，可能使用相同的光管用于数据和可见光。在本发明的该方面中，跳闸数据可以是可见的或不可见的(诸如红外线)。跳闸断路器可以通过闪烁(调制)其可见的LED来发送跳闸数据。邻近断路器接收该数据并且将适当的可见光指示发回到跳闸的断路器。还要注意的是，在本发明的一些方面中，提供给跳闸的断路器的指示可以是闪烁的、不闪烁或按顺序(代码)闪烁的。另外，指示可以是任何可见的颜色。闪烁(或不闪烁)和颜色的组合允许许多可能的指示类型。在其他方面，指示还可以以提供可见指示的方式进行调制，并且还允许更多详细的信息数字化传输到外部设备。

虽然已经说明和描述了本公开的具体方面、实施和应用，但是要理解的是，本公开并不限于本文公开的精确构造和组成，并且根据上述描述，各种修改、变化和变型可以是明显的，而不脱离在所附权利要求中定义的所公开的实施例的范围。

Claims (15)

1.一种具有箱、可分离电触头和电子传感/数据装置的电子断路器，具有：

a)数据收发器，其具有用于接收邻近跳闸数据的通知信号的数据输入侧和用于输出自身跳闸数据的通知信号的数据输出侧；

b)可见光发射器，其被连接到所述数据收发器以将接收的邻近跳闸数据的通知信号作为包括可见光的跳闸指示输出；

c)电子器件，其用于对跳闸数据的通知信号进行编码并且将所述跳闸数据的通知信号报告给所述数据收发器；

d)可见光指示器窗口，所述可见光指示器窗口在所述断路器的箱的顶壁上；

e)快门，所述快门用于所述可见光指示器窗口，所述快门能够在包括可见光的所述跳闸指示从所述断路器内部输出时阻挡所述可见光指示器窗口，并且在所述断路器跳闸时不阻挡所述可见光指示器窗口；

f)左侧指示器光管和右侧指示器光管，每个双向光管能够用于从邻近断路器接收包括可见光的跳闸指示；

g)在所述箱中的左侧光端口和右侧光端口，每个光端口是通过所述断路器的箱通向指示器光管的光通路，

h)左侧数据线和右侧数据线，其用于传输来自所述收发器的跳闸数据的通知信号；以及

i)每个数据线连接到所述数据收发器。

2.根据权利要求1所述的电子断路器，其中，所述左侧数据线和右侧数据线是用于光信号的光管。

3.根据权利要求1所述的电子断路器，其中，所述左侧数据线和右侧数据线是双向的。

4.根据权利要求3所述的电子断路器，其中，所述左侧双向数据线和右侧双向数据线能够从邻近断路器接收跳闸数据的通知信号，并且传输来自其收发器的跳闸数据的通知信号。

5.根据权利要求1所述的电子断路器，其中，所述跳闸数据的通知信号包括引起跳闸的故障类型。

6.根据权利要求1所述的电子断路器，其中，所述左侧指示器光管和右侧指示器光管是双向的。

7.根据权利要求6所述的电子断路器，其中，每个双向光管能够从邻近断路器接收包括可见光的跳闸指示并且从所述断路器内传输包括可见光的跳闸指示。

8.根据权利要求1所述的电子断路器，其中，所述收发器还包括用于所述光发射器的驱动器。

9.根据权利要求1所述的电子断路器，其中，所述光发射器是LED。

10.根据权利要求1所述的电子断路器，其中，所述快门是机械的。

11.一种负载中心，包括：

多个电子断路器，每个断路器被放置成与相邻断路器对齐并且每个断路器具有：

数据收发器，其具有用于接收邻近跳闸数据的通知信号的数据输入侧和用于输出自身跳闸数据的通知信号的数据输出侧；

可见光发射器，其被连接到所述数据收发器以将接收的邻近跳闸数据的通知信号作为包括可见光的跳闸指示输出；

电子器件，其用于对跳闸数据的通知信号进行编码并且将所述跳闸数据的通知信号报告给所述数据收发器；

可见光指示器窗口，所述可见光指示器窗口在所述断路器的箱的顶壁上；

快门，所述快门用于所述可见光指示器窗口，所述快门能够在包括可见光的所述跳闸指示从所述断路器内部输出时阻挡所述可见光指示器窗口，并且在所述断路器跳闸时不阻挡所述可见光指示器窗口；

左侧指示器光管和右侧指示器光管[双向]，每个双向光管能够用于从邻近断路器接收包括可见光的跳闸指示；

在所述箱中的左侧光端口和右侧光端口，每个光端口是通过所述断路器的箱通向指示器光管的光通路，

左侧数据线和右侧数据线，用于传输来自所述收发器的跳闸数据的通知信号；以及

每个数据线连接到所述数据收发器；以及

所述断路器中的至少两个被并排放置且光端口对准，其中，第一断路器的收发器在数据线上接收其近邻的跳闸数据的通知信号并且将所述近邻的跳闸数据的通知信号经由可见的LED通过所述指示器光管和对准的光端口进行传输。

12.根据权利要求11所述的负载中心，其中，所述数据线是双向的，用于接收近邻的跳闸的通知和用于传输来自其收发器的跳闸数据的通知信号。

13.根据权利要求11所述的负载中心，其中，所述光管是双向的，以使得断路器能够从邻近断路器接收作为可见光指示的其自己的跳闸数据的通知信号，并且将近邻的跳闸指示传输回到所述近邻。

14.一种具有箱、可分离电触头和电子传感/数据装置的电子断路器，具有：

光数据收发器，其具有用于接收邻近跳闸数据的通知信号的数据输入侧和用于输出自身跳闸数据的通知信号的数据输出侧；

可见光LED，其被连接到所述数据收发器以将接收的邻近跳闸数据的通知信号作为包括可见光的跳闸指示输出；

电子器件，其用于对自身跳闸数据的通知信号进行编码并且将所述自身跳闸数据的通知信号报告给所述数据收发器；

可见光指示器窗口，所述可见光指示器窗口在所述断路器的箱的顶壁上；

快门，所述快门用于所述可见光指示器窗口，所述快门能够在包括可见光的所述跳闸指示从所述断路器内部输出时阻挡所述可见光指示器窗口，并且在所述断路器跳闸时不阻挡所述可见光指示器窗口；

左侧双向指示器光管和右侧双向指示器光管，每个双向光管能够用于在所述快门打开时从邻近断路器接收包括可见光的跳闸指示并且显示所述包括可见光的跳闸指示，并且用于在所述快门关闭时从所述断路器内部传输包括可见光的跳闸指示且不显示所述包括可见光的跳闸指示；

在所述箱中的左侧光端口和右侧光端口，每个光端口是通过所述断路器的箱通向指示器光管的光通路，

左侧数据线和右侧数据线，所述左侧数据线和右侧数据线用于接收邻近断路器的跳闸的跳闸数据的通知信号，并且将其自己的跳闸的通知传输到邻近断路器；以及

每个双向数据线连接到所述数据收发器。

15.根据权利要求14所述的电子断路器，还包括前壁双向光管和前壁双向数据线。