CN108028528A - 用于电子跳闸单元的宽范围电流监测系统和方法 - Google Patents

用于电子跳闸单元的宽范围电流监测系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108028528A
CN108028528A CN201680048431.2A CN201680048431A CN108028528A CN 108028528 A CN108028528 A CN 108028528A CN 201680048431 A CN201680048431 A CN 201680048431A CN 108028528 A CN108028528 A CN 108028528A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
circuit
active
passive
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680048431.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108028528B (zh
Inventor
T·J·米勒
D·A·霍斯科
G·高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Intelligent Power Ltd
Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Intelligent Power Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Intelligent Power Ltd filed Critical Eaton Intelligent Power Ltd
Publication of CN108028528A publication Critical patent/CN108028528A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108028528B publication Critical patent/CN108028528B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/181—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using coils without a magnetic core, e.g. Rogowski coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/123—Automatic release mechanisms with or without manual release using a solid-state trip unit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/44—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to the rate of change of electrical quantities
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0038—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the connection of the detecting means, e.g. for reducing their number
    • H02H1/0046—Commutating the detecting means in dependance of the fault, e.g. for reducing their number

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本申请提供了一种电路中断器(4)，包括：无源积分通道(32)，所述无源积分通道(32)被构造成接收来自di/dt电流传感器(30)的输出信号，并基于所述输出信号生成第一信号输出；有源积分通道(34)，所述有源积分通道(34)被构造成接收来自所述di/dt电流传感器(30)的所述输出信号，并基于所述输出信号生成与由所述di/dt电流传感器接收的一次电流成比例的第二信号输出。响应于所述一次电流被确定为大于阈值水平，基于所述第一信号输出，提供电路保护功能；响应于所述一次电流被确定为小于或等于所述阈值水平，基于所述第二信号输出，提供电流计量和电路保护功能；以及基于所述第一信号输出将种子电流值提供至所述有源积分器。

Description

用于电子跳闸单元的宽范围电流监测系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年8月31日提交的美国专利申请序号14/840,272的优先权和权益，该申请通过引用被并入本文中。
技术领域
所公开的构思一般涉及电路中断器，并且更具体地涉及在使用电子跳闸单元的可配置电路中断器中宽范围的电流监测的系统和方法。
背景技术
诸如电路中断器具体是(例如模制外壳类型的)断路器之类的电力开关设备是本领域内众所周知的。例如参见美国专利号5,341,191。
断路器用来保护电路不受到由于过电流条件(诸如过载条件)或者相对高水平的短路或者故障条件造成的损坏。模制外壳断路器通常每一相包括一对可分离触头。可分离触头可以通过设置在外壳外部上的手柄手动地操作或者响应于过电流条件自动地操作。通常，这种断路器包括：(i)操作机构，其设计成快速地打开和闭合可分离触头；以及(ii)跳闸单元，其以自动操作模式感测过电流条件。一旦感测到过电流条件，跳闸单元使操作机构设置到跳闸状态，这将可分离触头移动到其打开位置。
工业模制外壳断路器通常使用容纳跳闸单元的断路器框架。例如，参见美国专利号5,910,760和6,144,271。跳闸单元可以是模块化的，并且可以被更换以便改变断路器的电学性质。
众所周知采纳跳闸单元，跳闸单元利用微处理器来检测各种类型的过电流跳闸条件，并提供各种保护功能，比方说例如长延迟跳闸、短延迟跳闸、瞬时跳闸和/或接地故障跳闸。
断路器必须在宽的电流范围上操作并提供电路保护和计量功能。保护和计量的全电流范围可能覆盖100,000:1的范围。举一个例子，出于计量和保护这两个目的，断路器测量从1安培到100,000安培的电流。从计量角度讲，在断路器的额定电流以下的电流对用户是重要的，期望以高精度给终端用户报告这些电流的水平。在断路器的额定电流以上的电流仍然必须要被监测，不过不是以和断路器的额定电流以下的计量电流相同的精度进行的。
传统上已使用电流互感器提供断路器中的电流感测功能。然而，电流互感器中存在的磁性材料由于磁饱和效应可能限制操作范围。通过去除磁性材料(例如用基本上较低导磁率材料代替磁性材料，或者通过引入很大的气隙)，可以产生在宽得多的范围上线性操作的传感器。这些传感器往往具有与一次电流的变化率成比例的低阻抗电压输出。由于这种响应，这些装置通常称作di/dt传感器，或者在特殊的情况下称作以其发明人命名的罗氏线圈。
为了从di/dt传感器计算一次电流，di/dt传感器的输出必须被积分。积分过程的性质是结果取决于所有之前时间的输入(在此情况下是di/dt传感器输出)。这种实情提出了跳闸单元中的问题。具体地，所有的跳闸单元都必须由电流供电。因此，提供给能够执行此积分以得到一次电流测量值的电子装置的电力一开始在启动时是不可用的。这就导致可能使断路器中的保护功能移动到其指定范围之外的误差。
此问题的一种解决方案是只借助电阻器和电容器以无源方式执行积分。此方案不需要电力，并且适当地选择电阻器和电容器会在电容器上产生与一次电流成比例的电压信号。然而，此方案有许多缺点。例如，对于保护和计量，为了满足宽电流范围上的所需精度，电阻器和电容器必须具有低的相对于温度和时间的漂移。这可能导致需要大型的昂贵的电阻器或电容器。还有，电容器上的信号的幅值显著降低到di/dt传感器的输出的幅值以下，这导致需要对低电流信号进行复杂的处理。
发明内容
这些需求和其它需求由所公开构思的实施例满足，在一个实施例中，涉及一种电路中断器，其包括无源积分通道和有源积分通道。所述无源积分通道包括无源积分电路，并被构造成接收来自di/dt电流传感器的输出信号，并基于所述输出信号生成与由所述di/dt电流传感器接收的一次电流成比例的第一信号输出。所述有源积分通道包括有源积分器，并被构造成接收来自所述di/dt电流传感器的输出信号，并基于所述传感器输出信号生成与由所述di/dt电流传感器接收的一次电流成比例的第二信号输出。所述电路中断器还包括控制系统，其中，所述控制系统存储并被构造成执行许多个例程，所述许多个例程被构造成：响应于所述一次电流被确定为大于阈值水平，基于所述第一信号输出，提供所述电路中断器的电路保护功能；响应于所述一次电流被确定为小于或等于所述阈值水平，基于所述第二信号输出，提供所述电路中断器的电流计量和电路保护功能；以及基于所述第一信号输出将种子电流值(seed current value)提供至所述有源积分器。
在另一实施例中，提供了一种操作电路中断器的方法，包括：使用包括无源积分电路的无源积分通道，接收来自di/dt电流传感器的输出信号，并基于输出信号生成与由所述di/dt电流传感器接收的一次电流成比例的第一信号输出；使用包括有源积分器的有源积分通道，接收来自所述di/dt电流传感器的输出信号，并基于输出信号生成与由所述di/dt电流传感器接收的一次电流成比例的第二信号输出；响应于所述一次电流被确定为大于阈值水平，基于所述第一信号输出，提供所述电路中断器的电路保护功能；响应于所述一次电流被确定为小于或等于所述阈值水平，基于所述第二信号输出，提供所述电路中断器的电流计量和电路保护功能；以及基于所述第一信号输出将种子电流值提供至所述有源积分器。
附图说明
通过结合附图阅读以下对优选实施例的描述可以获得对公开的构思的全面理解，附图中：
图1是根据所公开构思的非限制的示例性实施例的电路中断器的示意图；
图2是示出根据示例性实施例的图1的电路中断器的某些所选择部件的示意图；以及
图3是示出根据一个示例性的非限制性实施例操作图1的电路中断器的方法的流程图。
具体实施方式
本文中使用的方向性词语，比方说例如左、右、前、后、上、下和其衍生词有关图中所示的元件的方向，除非本文中明确陈述否则不是对权利要求的限制。
如本文中使用的“紧固件”这个术语指任何适当的连接或紧固机构，明确地包括但不局限于螺钉、螺栓、螺栓和螺母(例如但不局限于锁紧螺母)的组合以及螺栓、垫圈和螺母的组合。
如本文中使用的两个或更多个零件“耦连”在一起的这种叙述表示这些零件或者直接地接合在一起或者通过一个或多个中间零件接合。
如本文中使用的“许多个”这个术语表示1或者大于1的整数(即多个)。
如本文中使用的“di/dt传感器”这个术语表示一种传感器，其提供与输入信号(例如一次电流信号)的变化率成比例的输出信号(例如电压信号)。
如本文中使用的“无源积分电路(passive integration circuit)”这个术语表示能够执行信号的连续(模拟)积分并且不需要最小水平的电力来进行此操作的电路。
如本文中使用的“有源积分器(active integrator)”这个术语表示能够执行信号的积分(以产生与输入的积分近似成比例的输出)并且需要外部电力来进行此操作的任何电路和/或固件算法，并且可以包括例如但不局限于数字(基于微处理器的)积分或模拟(基于运算放大器的)有源积分器电路。
图1是根据所公开构思的非限制的示例性实施例的可配置电路中断器4的示意图。在所示的实施例中，电路中断器4是模制外壳断路器。不过，要理解，在所公开构思的范围内，电路中断器4可以采用除了模制断路器之外的形式。电路中断器4包括操作机构6，操作机构6被配置成快速地打开和闭合作为电路中断器4的一部分提供的一组可分离触头7(图2)。电路中断器4还包括电子跳闸单元8，电子跳闸单元8可操作地耦连至操作机构6，操作机构6在自动操作模式中被构造成感测过电流条件，并且响应于过电流条件将操作机构6移动到打开电路中断器4的可分离触头7的状态。从图1可见，在所示的实施例中，电子跳闸单元8包括用于改变电子跳闸单元8的功能跳闸设置(比方说例如但不局限于长延迟拾取(Ir)、长延迟时间(LDT)、短延迟拾取(SDPU)、接地故障拾取(GFPU)以及短延迟时间和接收故障时间(SDT/GFT))的许多个可调节开关10。电子跳闸单元8还包括串行端口12和跳闸单元状态指示器14(形式为LED)。在替代性实施例中，开关10可以由电子设置取代。
图2是示出根据示例性实施例的电路中断器4和电子跳闸单元8的某些所选择部件的示意图。从图2可见，电子跳闸单元8包括微处理器(μP)16，微处理器16控制电子跳闸单元8的操作。替代性地，微处理器16可以是另一类型的处理或控制单元，诸如但不局限于微控制器或某种其它适当的处理装置。从图2可见，微处理器16包括内部模数转换器模块18和有源积分器模块20(在非限制性的示例性实施例中是基于微处理器的数字积分器模块)，内部模数转换器模块18在示例性实施例中是12位转换器，他们的功能在本文中的其它地方描述。电子跳闸单元8还包括随机存取存储器(RAM)22和EEPROM 24，两者都耦连至微处理器16。可由微处理器16执行的许多个软件例程由电子跳闸单元8存储(例如存储在微处理器16内部或外部的单独的闪存中)，这些例程包括执行跳闸程序以确定何时发出用于使操作机构6跳闸的跳闸信号的例程以及用于执行计量程序以为电路中断器4提供计量功能的例程。以此方式，微处理器16和RAM 22形成电路中断器4的控制系统的至少一部分。在示例性实施例中，EEPROM 24(在非易失性存储器中)存储电子跳闸单元8的功能跳闸设置(比方说例如但不局限于长延迟拾取(Ir)、长延迟时间(LDT)、短延迟拾取(SDPU)、接地故障拾取(GFPU)以及短延迟时间和接收故障时间(SDT/GFT))，当跳闸单元程序需要时，这些设置被读入到微处理器16中。电子跳闸单元8还包括从模数转换器58(本文中描述的)到微处理器16的数字通信接口，以允许如本文中描述的与微处理器16通信。
而且，从图2可见，根据所公开构思的一方面，电路中断器4和电子跳闸单元8还包括电流感测部分28，以出于计量和电路保护这两个目的感测电流，允许di/dt电流传感器30有效地被用于在宽的操作范围上感测电流。在示例性实施例中，di/dt电流传感器30是电路中断器4的一部分，不过在所公开构思的范围内，di/dt电流传感器30还可以是耦连至电路中断器4的单独的部件。具体地，电流感测部分28使用两个单独的积分通道直接地接收di/dt电流传感器30的输出，并基于此提供与一次电流成正比的电流测量值。这两个通道包括用于测量某个阈值(如本文中描述的)以上的“较高”电流的无源积分通道32和用于测量该阈值以下的“较低”电流的有源积分通道34。如下面更加详细地描述的，出于两个目的在微处理器16中使用无源积分通道32的测量值。具体地，无源积分通道32的测量值：(i)由微处理器16的跳闸程序使用，以用于在“较高”电流情况下的电路保护目的，以及(ii)用于提供有源积分通道34所需的种子电流值(如本文中其它地方描述的，有源积分需要知道“一切时间”即积分器启动时开始的电流；种子电流值提供该信息)。出于两个目的，还在微处理器16中使用有源积分通道34的测量值。具体地，有源积分通道34的测量值：(i)由微处理器16的跳闸程序使用，以用于在“较低”电流情况下的电路保护目的，以及(ii)由微处理器16的计量例程使用，以用于电流计量目的。有源积分通道34能够进行更精确的测量，原因是其不依赖于无源部件。有源积分通道34具有电流极限，超过此极限其A/D通道会饱和。此极限选择为在电路中断器4的最大计量范围以上。一旦有源积分通道34饱和，有源积分通道34在再次用于计量或保护功能之前必须被重新取种子(re-seed)。因此，通过提供不会饱和并且能够在启动时以及在有源通道从饱和恢复之后提供准确的种子值的无源积分通道32，所公开构思的两通道系统提供对此问题的解决方案。
再次参照图2，在示例性实施例中，无源积分通道32包括无源积分电路36，无源积分电路36包括电阻器38和电容器40，其中，电容器上的电压信号与由di/dt电流传感器30接收的一次电流成比例。无源积分电路36还包括可变增益电路42以保证无源积分通道32能够在其全部时间覆盖电流的范围、高电流保护功能以及其初始取种子(seeding)功能。在非限制性的示例性实施例中，可变增益电路42包括FET 44，FET 44耦连至使用电阻器48和50的运算放大器46。可变增益电路42的模拟输出(与一次电流成比例)被提供至模数转换器模块18，模数转换器模块18将该信号转换成适合微处理器16的数字数据。要认识到，此数据可以存储在RAM22中和/或如本文中描述的由在微处理器16中实现的跳闸单元程序在确定是否和何时发出用于使操作机构6跳闸的跳闸信号时使用。根据需要该数据还可以用来生成有源积分器20的种子电流值。
在示例性实施例中，有源积分通道34包括分压器电路52，分压器电路52具有电阻器54和56以用于将di/dt电流传感器30的输出标定到期望水平。有源积分通道34还包括模数转换器58，模数转换器58接收标定过的输出并将该信号转换成数字数据。在示例性实施例中，模数转换器58是24位的∑-△转换器，不过，要认识到，在所公开构思的范围内也可以使用其它转换器类型。此外，在示例性实施例中，模数转换器58是与微处理器16分开的器件/芯片。不过，要认识到，模数转换器58可以替代性地实现为微处理器16的内部模块。由模数转换器58生成的数字数据通过SPI26被提供至微处理器16的有源积分器20。有源积分器20被构造成基于所接收的数据生成指示由di/dt电流传感器30接收的一次电流的数据。要认识到，该数据可以存储在RAM 22中和/或如本文中描述的由在微处理器16中实现的跳闸单元程序在确定是否和何时发出用于使操作机构6跳闸的跳闸信号以及用于生成电流计量数据时使用。
图3是示出根据所公开构思的一个示例性的非限制性实施例操作电路中断器4的方法的流程图。要认识到，所述方法可以由存储在微处理器16的内部存储器内并可由微处理器16执行的一个或多个例程实现。所述方法开始于步骤60，在步骤60，对微处理器16(和有源积分器20)是否已经刚启动(意味着其刚开始接收电力或者已经退出重置状态)进行确定。如果答案为否，则所述方法前进到如下文描述的步骤64。然而，如果答案为是，则所述方法前进到步骤62。在步骤62，读无源积分通道32，以从其获得电流测量值，并且该电流测量值用于对有源积分器20取种子。在步骤60为否定答案(未启动)或者步骤62完成(启动之后有源积分器20取种子)之后，所述方法前进到步骤64。在步骤64，对一次电流是否大于预定的最大计量水平阈值进行确定(在示例性实施例中，基于使用无源积分通道32进行的测量)。在优选实施例中，预定的最大计量水平阈值选择为与电路中断器4的最大额定电流相同。在另一实施例中，预定的最大计量水平阈值是一个为电路中断器4的额定电流的倍数的可选择值。乘数通常范围在电路中断器的额定值的0.4和2倍之间。如果答案为否，则所述方法前进到步骤66。在步骤66，如本文中描述的由有源积分通道34生成的电流测量数据被微处理器16用于电流计量和电路保护目的。然后，所述方法前进到步骤68，在步骤68，基于测量数据对电路中断器4是否已经跳闸进行确定。如果答案是否，则所述方法返回步骤64，如描述的继续监测。如果步骤68的答案为是，则所述方法返回步骤60以进行启动监测。
然而，如果步骤64的答案为是，则所述方法前进到步骤70。在步骤70，如本文中描述的由无源积分通道32生成的电流测量数据由微处理器16用于电路保护目的。然后，所述方法前进到步骤72，在步骤72，基于测量数据，对电路中断器4是否已经跳闸进行确定。如果步骤72的答案为是，则所述方法返回步骤60进行启动监测。然而，如果步骤72的答案是否，则所述方法前进到步骤74，在步骤74，对一次电流是否小于或等于预定的最大计量水平阈值进行确定(在示例性实施例中，基于使用一次积分通道32进行的测量)。如果答案为否，则所述方法返回步骤70继续进行监测。如果步骤74的答案为是，则所述方法返回步骤62进行有源积分器20重新取种子。
因此，在本文中描述的各个实施例中的所公开构思提供一种双通道系统和操作电路中断器的方法，该电路中断器允许di/dt电流传感器有效地用于在宽操作范围上感测电流。
尽管已经详细地描述了所公开构思的特定实施例，但本领域技术人员会认识到根据本公开的整体教导，可以开发对这些细节的各种变形和替代方式。因此，所公开的具体布置旨在只是示意性的，不是对所公开构思的范围的限制，给予所公开构思的范围所附权利要求及其任意和所有等同物的全部范围。

Claims (13)

1.一种电路中断器(4)，包括：
无源积分通道(32)，所述无源积分通道(32)包括无源积分电路(36)，其中，所述无源积分通道被构造成接收来自di/dt电流传感器(30)的输出信号，并基于所述输出信号生成与由所述di/dt电流传感器接收的一次电流成比例的第一信号输出；
有源积分通道(34)，所述有源积分通道(34)包括有源积分器(20)，其中，所述有源积分通道被构造成接收来自所述di/dt电流传感器(30)的所述输出信号，并基于所述输出信号生成与由所述di/dt电流传感器接收的所述一次电流成比例的第二信号输出；
控制系统(16，22)，其中，所述控制系统存储并被构造成执行许多个例程，所述许多个例程被构造成：
响应于所述一次电流被确定为大于阈值水平，基于所述第一信号输出，提供所述电路中断器的电路保护功能；
响应于所述一次电流被确定为小于或等于所述阈值水平，基于所述第二信号输出，提供所述电路中断器的电流计量和电路保护功能；以及
基于所述第一信号输出将种子电流值提供至所述有源积分器。
2.根据权利要求1所述的电路中断器，其中，所述例程被构造成响应于所述控制系统的启动或重置或者响应于所述一次电流的幅值与所述阈值水平的比较将所述种子电流值提供至所述有源积分器。
3.根据权利要求1所述的电路中断器，其中，所述di/dt电流传感器是所述电路中断器的一部分。
4.根据权利要求1所述的电路中断器，其中，所述有源积分通道包括模数转换器，所述模数转换器被构造成接收来自所述di/dt电流传感器(30)的所述输出信号，并生成所述第二信号输出。
5.根据权利要求4所述的电路中断器，其中，所述模数转换器是∑-△转换器。
6.根据权利要求1所述的电路中断器，其中，所述有源积分器是作为所述控制系统的处理装置的一部分提供的。
7.根据权利要求1所述的电路中断器，其中，所述无源积分通道包括可变增益电路(42)，所述可变增益电路(42)耦连至所述无源积分电路。
8.根据权利要求1所述的电路中断器，其中，所述无源积分电路包括电阻器(38)和电容器(40)。
9.根据权利要求1所述的电路中断器，其中，所述无源积分通道包括模数转换器，所述模数转换器被构造成接收来自所述无源积分电路的输出，并基于来自所述无源积分电路的所述输出生成所述第一信号输出。
10.根据权利要求1所述的电路中断器，其中，所述模数转换器是作为所述控制系统的处理装置的一部分提供的。
11.根据权利要求1所述的电路中断器，还包括一组可分离触头(7)和可操作地耦连至所述一组可分离触头的操作机构(6)，并且其中，所述无源积分通道、所述有源积分通道和所述控制系统是作为跳闸单元(8)的一部分提供的，所述跳闸单元(8)被构造成将跳闸信号提供至所述操作机构。
12.一种操作电路中断器(4)的方法，包括：
使用包括无源积分电路(36)的无源积分通道(32)，接收来自di/dt电流传感器(30)的输出信号，并基于所述输出信号生成与由所述di/dt电流传感器接收的一次电流成比例的第一信号输出；
使用包括有源积分器(20)的有源积分通道(34)，接收来自所述di/dt电流传感器(30)的所述输出信号，并基于所述输出信号生成与由所述di/dt电流传感器接收的所述一次电流成比例的第二信号输出；
响应于所述一次电流被确定为大于阈值水平，基于所述第一信号输出，提供所述电路中断器的电路保护功能；
响应于所述一次电流被确定为小于或等于所述阈值水平，基于所述第二信号输出，提供所述电路中断器的电流计量和电路保护功能；以及
基于所述第一信号输出将种子电流值提供至所述有源积分器。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，响应于所述控制系统的启动或重置或者响应于所述一次电流被确定为大于所述阈值水平以及之后被确定为小于或等于所述阈值水平，将所述种子电流值提供至所述有源积分器。
CN201680048431.2A 2015-08-31 2016-08-26 用于电子跳闸单元的宽范围电流监测系统和方法 Active CN108028528B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/840,272 US9716379B2 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Wide range current monitoring system and method for electronic trip units
US14/840272 2015-08-31
PCT/US2016/048820 WO2017040231A1 (en) 2015-08-31 2016-08-26 Wide range current monitoring system and method for electronic trip units

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108028528A true CN108028528A (zh) 2018-05-11
CN108028528B CN108028528B (zh) 2019-12-27

Family

ID=56877142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680048431.2A Active CN108028528B (zh) 2015-08-31 2016-08-26 用于电子跳闸单元的宽范围电流监测系统和方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US9716379B2 (zh)
EP (1) EP3345272B1 (zh)
CN (1) CN108028528B (zh)
WO (1) WO2017040231A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9716379B2 (en) * 2015-08-31 2017-07-25 Eaton Corporation Wide range current monitoring system and method for electronic trip units
US11300601B2 (en) 2018-06-15 2022-04-12 Schneider Electric USA, Inc. Arc fault detection using single current sensor and wideband analog frontend
NL2021408B1 (en) * 2018-07-27 2020-01-31 Tryst B V Monitoring system of a medium-voltage electric power network, and method thereto
US20240125824A1 (en) * 2022-10-13 2024-04-18 Eaton Intelligent Power Limited Method to detect signal corruption from conductive dust in a circuit breaker

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1059429A (zh) * 1990-08-30 1992-03-11 西屋电气公司 过电流跳闸电路
CN102089842A (zh) * 2008-07-25 2011-06-08 西门子公司 用于切断载流线路中的故障电流的设备
CN103001202A (zh) * 2011-09-14 2013-03-27 株式会社电装 过电流保护电路
CN203632226U (zh) * 2013-12-26 2014-06-04 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） 一种接通电流脱扣器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2653574C3 (de) 1976-11-25 1983-02-10 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Auslösegerät
US5341191A (en) 1991-10-18 1994-08-23 Eaton Corporation Molded case current limiting circuit breaker
US5927484A (en) 1997-05-28 1999-07-27 Eaton Corporation Circuit breaker with welded contact interlock, gas sealing cam rider and double rate spring
US6567250B1 (en) 1998-02-19 2003-05-20 Square D Company Arc fault protected device
WO1999054740A1 (en) * 1998-04-22 1999-10-28 Power Electronic Measurements Limited A current measuring device
US6144271A (en) 1999-08-18 2000-11-07 Eaton Corporation Circuit breaker with easily installed removable trip unit
US6972937B1 (en) * 2000-02-17 2005-12-06 Pass & Seymour, Inc. Arc fault circuit detector having two arc fault detection levels
CA2337446A1 (en) * 2000-02-17 2001-08-17 Bruce F. Macbeth Arc fault circuit interrupter recognizing arc noise burst patterns
US7003435B2 (en) 2002-10-03 2006-02-21 Leviton Manufacturing Co., Inc. Arc fault detector with circuit interrupter
US6850135B1 (en) 2003-08-01 2005-02-01 Gaton Corporation Circuit breaker trip unit employing a reset overtravel compensating rotary trip lever
US20080055795A1 (en) 2006-08-25 2008-03-06 Miller Theodore J Power supply start-up circuit for a trip unit and circuit interrupter including the same
US9716379B2 (en) * 2015-08-31 2017-07-25 Eaton Corporation Wide range current monitoring system and method for electronic trip units

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1059429A (zh) * 1990-08-30 1992-03-11 西屋电气公司 过电流跳闸电路
CN102089842A (zh) * 2008-07-25 2011-06-08 西门子公司 用于切断载流线路中的故障电流的设备
CN103001202A (zh) * 2011-09-14 2013-03-27 株式会社电装 过电流保护电路
CN203632226U (zh) * 2013-12-26 2014-06-04 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） 一种接通电流脱扣器

Also Published As

Publication number Publication date
US9716379B2 (en) 2017-07-25
CN108028528B (zh) 2019-12-27
EP3345272A1 (en) 2018-07-11
WO2017040231A1 (en) 2017-03-09
US10256621B2 (en) 2019-04-09
EP3345272B1 (en) 2019-10-02
US20170063070A1 (en) 2017-03-02
US20170288387A1 (en) 2017-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108028528A (zh) 用于电子跳闸单元的宽范围电流监测系统和方法
CN102608383B (zh) 电流测量系统及其组装方法
US20160210489A1 (en) System and method for providing information to and/or obtaining information from a component of an electrical distribution system
US20180172767A1 (en) System and method for monitoring contact life of a circuit interrupter
US10598731B2 (en) Circuit interrupter and system for testing the same
CN103354967B (zh) 灵敏接地故障保护的保护继电器
CN102147295B (zh) 基于磁隧道结器件的温度传感器
EP2915179B1 (en) Control and monitoring unit for a circuit interrupter electronic trip unit and system including same
CN103370632B (zh) 用于检测接地故障的方法和装置
CN105144526B (zh) 具有提升性能的模块的自供保护继电器
JP7207074B2 (ja) 電池管理装置、蓄電装置、電池管理方法、及びコンピュータプログラム
CN110718894A (zh) 低压断路器和方法
CN105429096A (zh) 一种电表过流保护方法及过流保护电路
CN107223296A (zh) 用于确定负载电流的方法和设备
CN108462157A (zh) 功率分配系统以及在其中执行接地故障检测的方法
WO2020187451A1 (en) Circuit interrupter and method of determining contact wear based upon temperature
US10964506B2 (en) Circuit breaker
US11855435B2 (en) Arc flash accessory module
US7724488B2 (en) Method for controlling an electronic overcurrent trip for low-voltage circuit breakers
US20240125824A1 (en) Method to detect signal corruption from conductive dust in a circuit breaker
CN109638767B (zh) 一种减少电流采样误差的电路和方法
CN112951670A (zh) 一种具有电流检测功能的断路器及通信电源
CN201556977U (zh) 一种数字式电量继电器
RU106995U1 (ru) Устройство контроля и защиты электродвигателя
JP5700249B2 (ja) 伝送器の異常警報装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant