CN108886269A - 故障监测系统和用于检测连接性故障的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于检测设备控制中心中的连接性故障的故障监测系统。故障监测系统包括用于控制部分或每个控制部分的至少第一对温度传感器，第一对温度传感器中的一个适于检测第一对端子的温度(TL1‑输入)，并且第一对温度传感器中的另一个适于检测第一对端子中的另一个的温度(TL1‑输出)。该系统包括处理器，其被配置为接收检测温度、计算输入‑输出差值，输入‑输出差值是第一对端子的温度之间的差值(ΔTL1)，将计算的输入‑输出差值与预定阈值的值(ΔT* L1)进行比较，由此计算的差值输入‑输出(ΔTL1)大于预定阈值的值(ΔT* L1)指示第一对端子中的一个处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号。

Description

故障监测系统和用于检测连接性故障的方法
本发明涉及用于检测设备控制中心诸如电动机控制中心(MCC)、配电单元(PDU)、断路器、配电盘、保险丝板等中的连接性故障的故障监测系统和方法。还提供了一种具有这种故障监测系统的设备控制中心。
电路容易出现故障，该故障如果不被抑制，会恶化成连接失效。在电路承受高电气负载的情况下，商业应用诸如制造场所、石油和天然气加工设施以及数据中心中的情况通常将如此，连接失效会引起电弧闪光，导致严重的爆炸和火灾，使人员和周围基础设施两者经受风险，以及大量的停机时间。
实际上，全球电气装备中的生产停机时间的最常见原因之一被确认为设备控制中心中发生的连接失效。术语“设备控制中心”是指位于电源和一个或多个设备之间的电气装备，其被配置成控制设备(一个或多个)的电力的供应。因此，设备控制中心的示例包括电动机控制中心(MCC)、配电单元(PDU)、断路器、配电盘、保险丝板等。在控制下的设备(一个或多个)可包括例如电动机、照明电路、泵、制冷单元、加热单元、压缩机或任何其他电气电力的设备(或其任何组合)。术语“控制”包含接通和断开设备的电力供应，以及更复杂的过程诸如调整供应的电力的水平。
例如，电动机控制中心(其由于它们通常用于控制包括电动机的多个设备而命名，但这里该术语不应被解释为限于这种用途)典型地包括若干分离的隔室，例如金属封闭隔间的形式，每个都含有一个或多个控制部分，每个控制部分被配置成控制相应设备(例如电动机)的电力供应。每个控制部分包括适当的开关齿轮，用于控制相应设备的电力，例如用于接通和断开它们、启动和停止电动机或改变设备的操作参数诸如电动机的速度等。可以设置在控制部分中的开关齿轮部件的示例包括开关、断路器、切断器、隔离器开关、保险丝、软启动器等。控制部分通常是低压单元或中压单元。每个单独的控制部分通常容置在隔室内部的壳体中，其可以是可移除的，以便能够易于维护。如果壳体是可移除的，它通常被称为“抽屉”，而如果它是不可移除的(至少在日常使用中)，它通常被称为“桶”。每个隔室典型地保留若干抽屉或桶，通常为竖直列构造，并且多个隔室可彼此水平地紧靠布置。等效地，每个隔室可以容置水平排的抽屉或桶，并且多个隔室可以竖直堆叠。行业“平均”壳体数量(并由此控制部分)为每个隔室8个，而可以在每个隔室3个一直到15个之间变化。
经由一个或多个导体(例如，用于不同相的多电力线中的每个的导体)为每个隔室供应电力，其典型地沿每个隔室的长度延伸，例如其中竖直地按列布置的壳体。每个壳体内的控制部分在相应的电源侧端子处连接到该导体或每个导体，并且将电力从每个导体路由到相应的设备侧端子，其连接到设备，经由开关齿轮。特别是在壳体可移除的情况下(例如抽屉)，抽屉后部处与竖直导体(电源侧端子(一个或多个))的连接(一个或多个)通常是“插入”型连接，经由夹紧在竖直导体上的一组弹簧加载的“钳口”实现。或者，该连接可以是使用螺栓的“固定”类型。
随着时间的推移，壳体后部上的“钳口”与竖直连接器之间的连接点会变松，通常是由于弹簧张力的磨损。即使在所谓的“固定”接头中也会发生类似的问题，其中螺栓或其他连接器会变得受损(例如松动)，这是由于若干原因，包括由被施加到电路(接头驻留在其上)的可变负载所引起的热动力。结果是连接不良，这将继续恶化直到失效。竖直连接器和控制部分之间的该输入端子被确认为共同的失效点。现代MCC产品通常包含设计特征，其抑制相间电弧闪光的可能性，诸如导体之间的物理屏障。然而，这些特征不能阻止单独连接的失效以及导致的对控制部分上的部件的损坏，并且更严重地是随之引起的停机时间。此外，有数百万个MCC的现有基础，其是可操作的并且始于实现引入相间电弧保护之前的时段。由于老化并且因此抽屉后部处的“钳口”连接器上的弹簧张力减弱，这些单元更容易发生失效。因此，这些现有产品的失效可能会具有相间电弧闪光的更严重后果，这将导致重大的爆炸和火灾，导致人员损伤和周围基础设施损坏的风险增加以及更持久的停机时间。
因此，监测这种电气连接的状况至关重要，以便在失效发生之前可识别受损的接头，并采取补救行动。一种方法是测量向控制部分供应电力的每个(例如竖直)导体的温度，因为如果端子中的一个处的连接有故障，这将由于连接的电阻增加而产生热量。然而，目前可用的唯一解决方案是在各种离散点(通常是两个或三个点，例如顶部、中部、底部)处监测导体，通常使用非接触式传感器(例如红外线)。这依赖于由抽屉后部上的“钳口”与沿着竖直导体传导的竖直导体之间的连接不良所产生的多余热量，使得监测它的温度传感器将检测多余的热量并在热量达到热警报阈值时发起警报。虽然这可以是有效的，但在现代MCC产品中越来越困难，并且在许多情况下是不可能的，因为竖直导体是完全封闭的以防止相间电弧闪光。即使在竖直导体的接入保持开放的MCC产品中，对被传导的多余热量的依赖并不理想，这是由于存在可以抑制热量传导的变量，例如空气冷却的MCC隔室、导体的尺寸等。此外，竖直导体(通常为铜)本质上会沿其长度消散热量，在故障连接处的温度和温度传感器的位置之间引入热滞后，使准确的故障检测变得困难。
另一种方法是尝试经由使用热成像相机对这些连接点拍照以进行定期检查，来识别壳体后部(例如抽屉)处的任何不良连接。但是，这将通常只作为年度维护程序的一部分，例如，每年一天。这表示运行24小时生产的设施的运行正常时间不到1％。此外，需要移除抽屉，其本身发起用于连接到抽屉的设备的停机时间，并且从而中断生产过程。此外，因为连接点在抽屉的后部处，所以存在于抽屉内的空气间隙将使得几乎不可能检测到不良的连接。
另一种替代方案是测量壳体内的环境空气，通过在壳体内放置空气温度传感器来检测壳体内微环境的上升，并将其与预设阈值进行比较。但是，由于控制部分的功能(例如开始/停止、改变速度等)，通过控制部分吸取的电气负载将波动，并且因此环境温度也将波动，随之存在错误警报，或者当故障存在时无警报的危险。该系统也易受环境温度变化的影响。最终，由于持久的高负载或高环境温度(其可能不是警报的原因)而升高的检测温度不能与真实的警报情况(即那些其中有低/中电气负载但存在显著故障的情况)区分开。在断路器的背景下的这种系统的示例在US-B-7495876中公开。
该方法的变体是部署多个温度传感器以检测壳体内的特定部件或连接的温度，而不仅仅是空气温度，并且这些系统的示例在US-B-7528612和WO-A-01/48498中公开。然而，由于在正常操作期间部件或连接将经历的负载和因此温度的不可避免的变化，这种方法仍然遭受错误警报的影响。
WO-A-2010/070338公开了用于测量电气线缆的温度的仪器和系统，并且EP-A-2600162公开了一种预测电接头何时根据其电气负载而受损的方法。
虽然上面认定的问题已经在电动机控制中心的背景下进行了讨论，但实际上所有类型的设备控制中心都存在着大致相同的技术挑战。因此，通常希望提供一种用于监测和检测这种仪器中的电气连接性故障的新系统和方法。
本发明提供了一种用于检测设备控制中心中的连接性故障的故障监测系统，该设备控制中心包括至少一个控制部分，该控制部分被配置为控制从电源到相应的至少一个设备的电功率的供应，该控制部分或每个控制部分电连接在电源和相应的设备之间，至少第一对端子，第一对端子中的一个将控制部分连接到第一电力线的电源侧，并且第一对端子中的另一个将控制部分连接到第一电力线的设备侧，使得控制部分完成设备的电力电路，该故障监测系统包括：
对于控制部分或每个控制部分，至少第一对温度传感器，第一对温度传感器中的一个适于检测第一对端子中的一个的温度(TL1-输入)，并且第一对温度传感器中的另一个适于检测第一对端子中的另一个的温度(TL1-输出)；
处理器被配置为接收检测温度，计算输入-输出差值，输入-输出差值是第一对端子的温度之间的差值(ΔTL1)，将计算的输入-输出差值与预定阈值的值(ΔT* L1)进行比较，由此计算的差值输入-输出(ΔTL1)大于预定阈值的值(ΔT* L1)指示第一对端子中的一个处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号；以及
输出模块，适于接收由处理器产生的输出信号(一个或多个)并外部地传送输出信号(一个或多个)。
还提供了一种用于检测设备控制中心中的连接性故障的方法，该设备控制中心包括至少一个控制部分，该控制部分被配置为控制从电源到相应的至少一个设备的电功率的供应，该控制部分或每个控制部分电连接在电源和在相应的设备之间，至少第一对端子处，第一对端子中的一个将控制部分连接到第一电力线的电源侧，并且第一对端子中的另一个将控制部分连接到第一电力线的设备侧，使得控制部分完成设备的电力电路，该方法包括：
对于控制部分或每个控制部分，检测第一对端子中的一个的温度(TL1-输入)，和第一对端子中的另一个的温度(TL1-输出)；
在处理器中，计算输入-输出差值，输入-输出差值是第一对端子的温度之间的差值(ΔTL1)，将计算的输入-输出差值与预定阈值的值(ΔT* L1)进行比较，由此计算的输入-输出差值(ΔTL1)大于预定阈值的值(ΔT* L1)指示第一对端子中的一个处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号；以及
在输出模块处，接收由处理器产生的输出信号(一个或多个)并外部地传送输出信号(一个或多个)。
术语“设备控制中心”、“设备”和“控制部分”在此具有与上面已经讨论过的相同的含义。
上述故障监测系统和方法识别将控制部分(一个或多个)连接到第一电力线的端子处的连接性故障，通过测量“输入”端子(即在控制部分的电源侧)和“输出”端子(即在控制部分的设备侧)的温度，并比较两者。由于两个端子将控制部分连接至同一电力线，因此通过形成第一对的两个端子吸取的电流将是相同的。因此，如果电路正常操作，则在两个端子中的每一个处测量的温度应该基本相同。但是，如果端子中的一个处的连接有故障，例如松动，则该端子处的电阻将增加，并且因此其测量温度将与其他端子处的测量温度不同(更高)。处理器通过将两个测量温度之间的差值(ΔTL1)针对储存的阈值的值(ΔT* L1)进行比较来识别是否存在这样的故障，该阈值的值表示两个端子之间的最大可接受温度差值，例如，10摄氏度。如果计算的温度差值大于预定阈值的值，则这指示连接故障。处理器基于通过输出模块的外部通信(到操作者和/或外部设备)的结果而产生输出信号(一个或多个)，例如以便警告操作者故障和/或记录连接的状况。
通过以这种方式使用任何一个电力线上的“输入”和“输出”端子的温度之间的差值，本系统和方法能够更精确地确定连接性故障的存在，降低错误警报的风险。这是因为计算的温度差值不会受到由设备吸取的负载的波动或环境温度的变化的影响。
另外，所公开的系统和方法不需要从设备控制中心的后部接入竖直导体。相反，必要的部件能够装配到控制部分或与控制部分相邻，例如，在如上所述的诸如MCC的抽屉或桶的壳体内部，其中空间非常有限。必须在控制部分或每个控制部分本地提供的系统的唯一部件是温度传感器本身。通常这些将连接到本地电路板，其如下所述还将优选地承载处理器，但是在替代情形中，温度传感器可以将数据传输(直接地或经由本地电路板)到位于其他地方的处理器，经由有线或者无线连接。
由于必要的部件可以装配在每个控制部分壳体内，所以所公开的系统可以结合到任何设备控制中心产品中，而与制造商无关，并且因此是供应商中立的和工业中立的。该系统可以集成到设备控制中心的原始设计中，或者可以改装到现有的设备控制中心，包括已经在现场的设备控制中心，与它们的使用年限无关。如下所述，系统优选地被配置成使得它可以安装到设备控制中心中，而不需要超出通常从事于MCC和其他类似装备工作的合适的合格电气技术人员所期望的专业技能。
部署用于检测每个端子的温度的温度传感器可以以若干种方式实现，如下面进一步讨论的。然而，在所有情况下，应该理解的是，温度测量的点可以在控制部分和电力线之间的端子本身上，或者可以邻近端子，在连接在端子处的线缆中的一个上。在后一种情况下，优选的是，温度测量尽可能接近端子进行以提高精度。
如已经提到的，至少一个设备可以是各种不同类型，包括电动机、照明电路、泵、制冷单元、加热单元、压缩机等。设备中的一些可以在单相电力上操作，在这种情况下，第一电力线可以是唯一的电力线。然而，许多设备需要多相电力供应，诸如某些类型的电动机、诸如三相电动机。因此，在优选实施方式中，故障监测系统和方法相应地适用于多电力线。优选地，控制部分或每个控制部分此外电连接在电源和相应的设备之间，在第二对端子处并且可选地在随后的一对或多对端子处，第二对和可选的随后的一对或多对端子中的每对将控制部分连接到相应的第二和可选的随后的电力线(一个或多个)的源侧和设备侧，第一、第二和可选的随后的电力线承载具有不同的相应的相L1、L2......Lm的电力，并且故障监测系统还包括：
对于控制部分或每个控制部分，第二对温度传感器，第二对温度传感器中的一个适于检测第二对端子中的一个的温度(TL2-输入)，并且第二对温度传感器中的另一个适于检测第二对端子中的另一个的温度(TL2-输出)；并且可选地
随后的一对或多对温度传感器，随后的每一对温度传感器中的一个适于检测相应的随后的每一对端子中的一个的温度(TLn-输入)，并且随后的一对温度传感器中的另一个适用于检测相应的随后的一对端子中的另一个的温度(TLn-输出)；
其中，处理器还被配置为计算第二和任何随后的一对端子中的端子的温度之间的输入-输出差值(ΔTL2......ΔTLm)，将计算的输入-输出差值或每个计算的输入-输出差值与预定的相应阈值的值(ΔT* L2......ΔT* Lm)进行比较，由此计算的输入-输出差值(ΔTL2......ΔTLm)大于对应的预定阈值的值(ΔT* L2......ΔT* Lm)指示在相应的一对端子中的一个处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号。
因此，对于多个电力线中的每个执行输入-输出计算，将每个电力线上的输入端子的温度针对同一电力线上的输出端子的温度进行比较。如上所述，除非存在故障，否则它们应彼此近似相等。
根据设备需求，可以提供任意数量的这种电力线。因此，优选地，故障检测系统将包括用于每个电力线的相应的一对温度传感器。在特别优选的实现方式中，将经由第一、第二和第三电力线提供三相电力，将适合于操作设备诸如三相电动机。因此，控制部分或每个控制部分优选地电连接在电源和相应设备之间，在三对端子中的每对处，三对端子中的每对将控制部分连接到相应的第一、第二和第三电力线(一个或多个)的源侧和设备侧，第一、第二和第三电力线承载具有不同的相应的相L1、L2、L3的电力，并且故障监测系统包括：
对于控制部分或每个控制部分，三对温度传感器，每对温度传感器中的一个适于检测相应的每对端子中的一个的温度(TLm-输入)，并且随后的一对温度传感器中的另一个适于检测相应的随后的一对端子中的另一个的温度(TLm-输出)；
其中，处理器被配置为计算端子差值，该端子差值是三对端子中的每对的端子的温度之间的差值(ΔTL1、ΔTL2、ΔTL3)，将所计算的端子差值或每个所计算的端子差值与预定的相应阈值的值(ΔT* L1、ΔT* L2、ΔT* L3)进行比较，由此计算的端子差值大于对应的预定阈值的值指示相应的一对端子中的一个处的连接性故障，并且根据比较结果产生至少一个输出信号。
根据设备需求，电力供应可能需要也可能不需要包括中性(返回)线。通常，如果设备以单相电力运行，则将提供中性线。如果设备以多相电力运行(即，提供两个或更多个电力线)，则提供中性线是可选的。在所有情况下，中性线可以与上述电力线相同的方式穿过控制部分，但是可替代地，中性线可以绕过控制部分。如果提供这样的中性线并且跨越控制部分连接，优选地进一步扩展故障监测系统以监测附加连接。因此，在优选实施方式中，控制部分或每个控制部分此外电连接在电源和相应设备之间，在另外一对端子处，该另外一对端子将控制部分连接到中性电力线(Ln)的源侧和设备侧，并且故障监测系统包括：
对于控制部分或每个控制部分，另外一对温度传感器，该另外一对温度传感器中的一个适于检测该另外一对端子中的一个的温度(TLn-输入)，并且该另外一对温度传感器中的另一个适于检测该另外一对端子中的另一个的温度(TLn-输出)；
其中，处理器还被配置为计算中性差值，中性差值是该另外一对端子中的端子的温度之间的差值(ΔTLn)，将计算的中性差值与预定的相应阈值的值(ΔT* Ln)进行比较，由此计算的中性差值大于对应的预定阈值的值指示该另外一对端子中的一个处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号。
到目前为止描述的所谓的“输入”故障检测技术可以通过为故障检测系统和方法提供附加功能而在优选实施方式中得到补充。这种可选的附加功能可以提供例如关于端子状态的额外信息，和/或用作破损安全警报模式。例如，在特别优选的实施方式中，处理器还被配置为将每个端子的检测温度(TL1-输入、TL1-输出、......)针对相应的预定阈值的值(T* L1-输入、T* L1-输出、......)进行比较，由此检测温度大于对应的预定阈值的值指示相应端子处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号。这为了方便而被称为“高”故障检测技术，因为只要端子的测量温度高于储存的阈值的值，它就会指示连接性故障。
如关于常规系统所讨论的，该“高”方法具有的缺点在于其结果将易受电源负载中的波动和环境温度的变化的影响。然而，结合已经讨论过的“输入-输出”方法，它提供了关于端子状态的有用的附加信息，并且特别是如果预定阈值被适当地设置为高(例如70摄氏度)，则提供有用的破损安全机制，使得测量温度的相对较小的变化不会触发故障指示。在这种情况下，输入-输出的输出将保留连接性故障的主要指标，但是如果出于任何原因输入-输出功能未能检测到故障，则高功能将被触发并且一旦任何端子的温度都达到预设阈值时就指示故障。这可能发生在例如罕见情形中，其中一个电力线上的输入和输出端子同时形成故障，使得它们二者的温度上升相同的量。这不会被输入-输出功能检测到，但会被优选的但可选的附加高功能识别。
在另一个变体中，通过参考每个端子的测量温度针对环境温度的测量值，可以降低或消除高功能对环境温度变化的灵敏度。因此，优选地，故障监测系统还包括环境温度传感器，适于检测环境温度(TAMB)，并且处理器还被配置为将每个端子的检测温度(TL1-输入、TL1-输出、......)相对于检测到的环境温度TAMB针对相应的预定阈值的值(T* L1-输入/AMB、T* L1-输出/AMB、......)进行比较，由此检测相对温度大于对应的预定阈值的值指示相应的端子处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号。
有利地，故障监测系统和方法还可以适于提供关于电力供应状态的附加信息，其不指示控制部分处的连接性故障。例如，在电力供应是多相电力供应的情况下，故障监测系统可以被配置为检测相不平衡-即，在每个电力线上供应的电力水平之间的差值。相不平衡通常是电力供应本身的故障的结果，例如可能是由操作者在电源处的错误引起的。相之间的不平衡可能对多相电力设备(诸如电动机)造成实质性损坏，并且显著降低其寿命。
因此，在特别优选的实施方式中，在提供第一和第二电力线的情况下，处理器还被配置为计算不平衡差值，不平衡差值是第一电力线的电源侧端子的温度(TL1-输入)和第二电力线的电源侧端子的温度(TL2-输入)之间的差值(ΔTL1/L2-输入)，和/或第一电力线的设备侧端子的温度(TL1-输出)和第二电力线的设备侧端子的温度(TL2-输出)之间的差值(ΔTL1/L2-输出)，并将计算的不平衡差值与预定的相应阈值的值(ΔT* L1/L2-输入和/或ΔT* L1/L2-输出)进行比较，由此计算的不平衡差值大于对应的预定阈值的值指示在第一电力线上供应的电力和在第二电力线上供应的电力之间的不平衡，并根据比较的结果产生至少一个输出信号。
更普遍地，在提供任何复数个电力线的情况下，处理器优选地进一步配置为计算每个电力线的电源侧端子的温度(TLx-输入)与每个其他电力线的电源侧端子的温度(TLy-输入)之间的不平衡差值(ΔTLx/Ly-输入)，和/或每个电力线的设备侧端子的温度(TLx-输出)与每个其他电力线的设备侧端子的温度(TLy-输出)之间的不平衡差值(ΔTLx/Ly-输出)，并且将每个计算的不平衡差值与预定的相应阈值的值(ΔT*Lx/Ly-输入和/或ΔT*Lx/Ly-输出)进行比较，由此不平衡计算的差值大于对应的预定阈值的值指示在电力线中的两个上供应的电力之间的不平衡，并根据比较的结果产生至少一个输出信号。
上述相不平衡例程可以在实现所公开的系统和方法的所有处理器中作为标准可用，但是为了节省处理能力，根据被供应电力的设备是否为多相设备(特别是多相电动机)，可以在安装点启用/禁用它。
应注意，输入-输出例程、高例程和相不平衡例程各自利用各种预定阈值。这些阈值由处理器储存(在可重写数字存储器中和/或使用硬件或固件)，并且可以是工厂设置或用户可选择的。例如，在处理器驻留在具有用户界面的计算机上(或在与其连接的网络上)的情况下，软件可以被配置为允许用户输入适合于境况的任何阈值的值，例如，经由标准键盘输入。然而，如下面在优选实施方式中所讨论的，处理器在本地提供给控制部分，例如在PCB上，在该情况下，其尺寸将受到限制。在这种情况下，优选的是对处理器预编程有多个选项，用于在各种计算中使用的每个阈值的值。例如，输入-输出阈值(一个或多个)的选项(例如ΔT* L1、ΔT* L2和ΔT* L3)可以是：10摄氏度、14摄氏度、18摄氏度、22摄氏度等，最高可达38摄氏度。同样，对于高阈值(一个或多个)的选项(例如T* L1-输入、T* L1-输出等)可以是：55摄氏度、60摄氏度、65摄氏度、70摄氏度等，最高可达90摄氏度。类似地，用于相不平衡阈值(一个或多个)的选项(例如ΔT*Lx/Ly-输入和/或ΔT*Lx/Ly-输出)可以是：10摄氏度、14摄氏度、18摄氏度和22摄氏度。可以在承载处理器的电路板上提供一个或多个开关或其他合适的硬件，以使安装者能够针对每个阈值选择使用哪个可用的选项。在特别优选的实施方式中，可以为此目的提供DIP开关。例如，八个开关的封装件(每个开关具有两个可用的设置1和0)可用于定义输入-输出阈值的八个选项、高阈值的八个选项和相不平衡阈值的四个选项。安装者可以根据安装的境况例如，考虑可能的环境温度和故障监测系统所需的灵敏度程度，来选择他们想要的阈值的值。
来自处理器的输出可以采用各种不同的形式，并且可以多种不同的方式处理，例如以便警告操作者存在连接性故障或相不平衡(如果系统被配置为检测不平衡)，和/或监测和记录端子的状态随着时间的推移而不管是否存在故障。
因此，在优选实施方式中，处理器适于使得由处理器产生的至少一个输出信号包括至少一个状态信号，如果指示端子中的一个处的连接性故障或电力线中的两个之间的不平衡，则该状态信号是警报信号，而否则是无警报信号。一个或多个状态信号可以提供控制部分的“健康”的总体指示，即，由处理器在任何端子或电力线上指示任何故障或不平衡时，转换到警报信号。或者，可以为系统被配置为进行检测的不同的故障类型中的每个以及可选地不平衡提供专用状态信号，例如一个状态信号指示第一电力线上的输入-输出功能是否在可接受的阈值内、另一状态信号对于第二电力线指示相同的内容、用于任何提供的高功能的状态信号等等。通过以这种方式提供来自每个计算的单独输出，可以根据故障的性质和/或已检测到的不平衡来采取不同的下游动作。
一旦处理器检测到故障或不平衡，就可以立即触发警报信号(一个或多个)。然而，在优选实施方式中，处理器适于仅在连接性故障或不平衡被指示为预定时段(优选60秒)的持续期内将至少一个状态信号从无警报信号改变为警报信号。以这种方式，可以减少或避免由测量温度的短暂临时变化引起的错误警报。对于每个状态信号，所应用的预定时段可以相同或不同。例如，基于输入-输出功能或相不平衡测量的状态信号可以被配置为在已经过去相对较短的时间的时段之后转换为警报信号，而基于高功能的状态信号可以被配置为在测量温度高于对应阈值的较长时段之后转换为警报信号，以帮助解释该测量中的固有波动。预定时段(一个或多个)可以是工厂设置的，或者可以与上面关于阈值(一个或多个)的值描述类似的方式为用户可选择的。
在上述实施方式中，处理器简单地输出指示警报情形存在或不存在的信号(一个或多个)。然而，作为补充或替代，处理器还可以输出测量或计算的温度数据中的一些或全部。在要不断记录设备控制系统的状况的情况下，这是特别希望的。因此，优选地，处理器适于使得由处理器产生的至少一个输出信号包括检测温度数据，其优选地包括以下任何一个：端子中的一个或多个的检测温度(TL1-输入、TL1-输出、......)和/或一个或多个计算的温度差值(ΔTL1、ΔTL2、ΔTL1/L2-输入、TL1-输入/AMB、......)。输出信号(一个或多个)可以以模拟或数字形式携带检测温度数据，如下面进一步讨论的。
输出模块可以简单地提供用于将输出信号(一个或多个)传送到一些外部设备或网络的装置，例如用户界面。然而，在优选实施方式中，输出模块包括至少一个警报设备，优选地是视觉和/或音频警报设备，其由来自处理器的输出信号(一个或多个)控制。优选地，处理器被配置为使得输出警报信号激活至少一个警报设备中的一个或多个。一个或多个警报设备可以被配置为不管处理器已经检测到的故障或不平衡的性质如何都产生相同的警报，例如打开特定的灯光或发出警笛。例如，如果输出信号仅由指示存在任何故障或不平衡的单个状态信号组成，如上所述，则将是这种情况。然而，优选地，处理器被配置为根据由处理器执行的哪个计算指示连接性故障或不平衡来控制至少一个警报设备输出不同的警报。例如，不同的警报可以区分在哪个端子和/或在哪个电力线已经检测到故障。例如，在输入-输出例程检测到某个电力线上的故障的情况下，处理器还将能够识别其是具有故障的输入还是输出端子，因为该端子将显示更高的温度读数。
在系统适于另外执行以上提到的高功能和/或检测相不平衡的情况下，不同的警报优选地还在以下之间区分：
●由同一对端子的两个端子的检测温度之间的差值(ΔTL1、ΔTL2、......)指示的连接性故障-即输入-输出功能；
●由端子的检测温度(TL1-输入、TL1-输出、......)指示的连接性故障，该温度可选地相对于检测到的环境温度大于对应的阈值-即高功能；以及
●由两个电源侧端子或两个设备侧端子的检测温度之间的差值(ΔTL1/L2-输入、ΔTL1/L2-输出、......)指示的不平衡-即，相不平衡。
例如，不同的警报可以采用具有不同颜色或不同位置的灯的形式，或具有不同声音的警笛的形式，或两者的任何组合。在特别优选的示例中，可以传达不同的警报，通过激活至少一个警报设备，根据编码的序列来。例如，可以根据一个代码控制诸如LED的灯闪烁或闪光，以指示在一个端子处存在某种故障类型，并且根据不同的第二代码来指示存在相同的故障类型但在不同的端子处。在更进一步的示例中，警报可以包括诸如液晶显示器的显示器，其可以被控制以根据输出信号(一个或多个)来显示某个消息，例如，识别检测到的故障类型和/或其位置。如果处理器和输出模块对于控制部分是本地的，则警报设备(或它们中的至少一个)优选地也是本地的，例如，连线到处理器并安放在其中含有控制部分的任何情况下的外部。
有利地，警报设备或每个警报设备是光源，优选地是LED，或发声器，优选地是警笛。在特别地优选的实现方式中，输出模块包括多个光源每个发射不同颜色，或者是多色光源，其适于在处理器的控制下发射不同的颜色，优选地是三色光源。例如，每一种颜色可用于指示不同的警报类型(输入-输出、高和相不平衡)。然后，可以根据代码使每种颜色闪光以识别导致警报的端子或电力线，如上所述。理想地，至少一个警报设备可以由来自处理器的输出信号经由继电器(优选地是干接触式继电器)来控制。
除了控制至少一个警报设备(其优选地在输出模块本地)之外，输出模块还有利地提供远程输出通道，其被配置为将输出信号中的至少一个输出到远程计算机或网络，优选地经由继电器，最优选地为干接触式继电器。这样，系统可以基本上同时向本地和远程操作者通知警报。
作为提供一个或多个警报设备和/或继电器输出的替代或补充，输出模块可以被配置为提供能够通过网络与处理器通信的更高级功能。这可以用于控制处理器(例如，设置任何以上提到的预定阈值)和/或从处理器接收数据(例如，状态信号和/或测量或计算的温度数据)。因此，优选地，输出模块包括通信设备，其被配置为将输出信号(一个或多个)转换为网络数据协议并且经由网络将输出信号(一个或多个)传送到外部设备，该网络数据协议有利地是串行的通信协议，最优选地是MODBUS。MODBUS是优选的，因为它是许多行业制造商广泛支持的非专有协议，尽管具有相同好处的其他协议是可用的并且可以替代使用。通信设备可以被配置为经由有线连接或无线地将输出信号传送到网络上。系统本地部件优选地设置有网络地址，其也可以使用DIP开关或类似物设置在控制部分本地的电路板上。
如在开始所提到的，故障监测系统的唯一部件，其必须是控制部分本地的，是温度传感器。处理器和输出模块可以安放在其他地方，与温度传感器进行有线或无线通信。这样的实现方式很好地为自身提供一个中央处理器和输出模块，其接收并处理来自多控制部分的温度测量，如果设备控制中心包括它们。因此，在优选实施方式中，在设备控制中心包括多个控制部分的情况下，故障监测系统包括用于每个控制部分的至少第一对温度传感器，该处理器是中央处理器，其被配置为从为多个控制部分中的每个提供的温度传感器接收检测温度，并且输出模块是中央输出模块。例如，处理器可以由托管设备控制中心的系统上的计算机提供。使用诸如此类的中央处理器的实现尤其适合，其中故障监测系统包括在设备控制中心的原始设计中而不是稍后进行改装。
然而，在大多数情形下，优选的是处理器和输出模块也提供在控制部分本地，因为这使得故障监测系统能够最直接了当地装配到任何设备控制中心，而无需复杂的连线或无线通信的使用。因此，优选地，故障监测系统包括用于至少一个控制部分中的每个的故障监测模块，每个故障监测模块包括：
用于相应的控制部分的至少第一对温度传感器；
处理器，其中处理器是本地处理器，其被配置为仅从相应控制部分的至少第一对温度传感器接收检测温度；以及
输出模块，其中输出模块是本地输出模块。
如果设备控制中心包括多个控制部分，则故障监测系统因此包括相应的多个故障监测模块。每个故障监测模块通常采用承载处理器和可选地输出模块的全部或部分的电路板或类似的形式，温度传感器连接到该输出模块，如下面进一步描述的。处理器通常用适当的软件预编程，以执行上面已经描述的功能。故障监测模块可以装配在含有控制部分(诸如抽屉或桶)的壳体中。通常可以从控制部分向处理器供应电力(例如，以低电压DC电力供应的形式，通常在12至24V之间)，通过将处理器连接到控制部分。如果无法从控制部分获得合适的电力供应，则故障监测模块可以包括合适的电力适配器(例如AC到DC)。控制部分通常还将包括网络通信连接，且因此，如果输出模块包括诸如MODBUS输出的通信模块，则这通常也可以经由控制部分连接到网络。因此，在优选实施方式中，故障监测系统包括控制器和故障监测模块的网络，其中每个故障监测模块包括如上所述的输出模块，用于通过网络与控制器通信。可选地，网络还可以包括至少一个聚合器，其被配置为聚合控制器和故障监测模块的子集之间的通信。
在每个故障监测模块中，温度传感器通常将具有到处理器的有线连接。可以标记每个温度传感器，以便识别测量温度的端子。温度传感器可以永久地连线到处理器。然而，为了允许容易地更换温度传感器，并且特别是在处理器和传感器之间使用不同长度或类型的连线，优选地，温度传感器通过连接器组件连接到处理器，该连接器组件被配置为使得温度传感器能够与处理器分离和可移除地耦接到处理器。每个温度传感器可以单独地可连接到处理器-例如，该连接器组件可以包括若干标准端子块，每个传感器一个。然而，在更优选的实施方式中，连接器组件包括与温度传感器耦接的第一多引脚连接部件，以及耦接到处理器的第二多引脚连接部件，第一和第二多引脚连接部件被配置用于可移除地相互接合。因此，所有温度传感器由于它们耦接到第一多引脚连接部件而形成为单个单元，并且可以在一个步骤中“插入”到处理器。这确保将正确的传感器线缆连接到处理器上的正确输入/输出，并减少用户错误的可能性。此外，这种方法允许：在运输之前对传感器进行简单、低成本的测试；减少工厂中的组装时间；缩短安装时间并减少安装人员所需的技能；提高传感器和处理器之间连接的质量，以及供应各种不同传感器线缆长度和/或UL变化(“UL”代表“Underwriters Laboratory LLC”，为电气设备和部件设置安全标准并提供其认证的本体)的能力。
在一些优选的实现方式中，温度传感器将硬连线到第一多引脚部件。这将所需零件的数量减到最小，并提供最简单的安装过程，使用户错误的机会最小。然而，在其他优选实施方式中，第一多引脚连接部件包括多个连接点，相应的温度传感器可移除地耦接到这些连接点。如果需要，这允许安装者为传感器中的每个单独选择不同的线缆长度或类型。
优选地，每个故障监测模块包括外壳，该外壳含有处理器并且可选地含有输出模块的至少一部分。外壳的尺寸有利地装配在诸如控制部分旁边的抽屉和桶的典型的MCC壳体内部。优选的是，外壳的规格不大于80x 60x 20mm。优选地，外壳被配置为使其能够架置在MCC壳体内，例如到D输入轨道。D输入优选地架置在外壳的窄(例如20mm)面上。
温度传感器可以是各种不同类型，并且可以在故障监测系统内采用混合的类型，如果需要。在一些优选实施方式中，每个温度传感器包括非接触式温度传感器，优选地是辐射温度计。非接触式传感器在端子的几何形状使传感器很难放置成与端子良好地热接触的环境中尤为优选，因为非接触式传感器可以放置在端子的大体附近，并且还被布置成以高精度程度地检测端子温度。然而，在许多情况下，优选的是每个温度传感器包括直接接触式温度传感器，优选为热敏电阻。诸如这些的传感器通常成本较低，并且可以比非接触式传感器更耐用。在端子几何形状不允许将接触式温度传感器放置在端子本身上的情况下，它可以附着到与端子相邻的线缆。
如果使用接触式传感器，优选地，温度传感器中的一个或每个可以设置有由热绝缘材料形成的盖，该盖布置成减少温度传感器和周围环境之间的热传递，相对于温度传感器和相应的端子之间的热传递。例如，盖可以采用缠绕在传感器外部的热绝缘带以及其上放置传感器的端子或线缆的形式。或者，可以提供由诸如塑料的绝缘材料形成的传感器外壳，该外壳在传感器和周围环境之间具有壁厚，该壁厚大于传感器与其上放置传感器的端子或线缆之间的壁厚。例如，可以使用诸如线缆扎带的机械固定或经由粘合剂将这种外壳附着到端子或线缆。
如在开始所提到的，故障监测系统可以部署在任何形式的设备控制中心中。最优选地，设备控制中心是电动机控制中心(MCC)、配电单元(PDU)、配电柜(PDC)、电力控制柜(PCC)、远程电力板(RPP)、保险丝板、断路器或配电盘。
本发明还提供了一种设备控制中心，包括至少一个控制部分，该控制部分被配置为控制从电源到相应的至少一个设备的电功率的供应，该控制部分或每个控制部分电连接在电源和相应的设备之间，至少第一对端子，第一对端子中的一个将控制部分连接到第一电力线的电源侧，并且第一对端子中的另一个将控制部分连接到第一电力线的设备侧，使得控制部分完成设备的电力电路；以及故障监测系统，如上所述，并且可选地具有以上提到的任何优选的特征。故障监测可以集成地构建到设备控制中心中，或者可以改装到设备控制中心。
在优选的实现方式中，控制部分或每个控制部分容置在分离的壳体(诸如抽屉或桶)中，并且优选地可移除地耦接到至少第一电力线的电源侧。最优选地，设备控制中心包括多个控制部分。
在特别优选的实现方式中，提供了一种用于检测设备控制中心中的连接性故障的故障监测系统，该设备控制中心包括至少一个控制部分，该控制部分被配置为控制从电源到相应的至少一个设备的电功率的供应，该控制部分或每个控制部分电连接在电源和相应的设备之间，至少第一对端子，每对端子中的一个将控制部分连接到相应的电力线的电源侧，并且每对端子中的另一个将控制部分连接到相应的电力线的设备侧，使得控制部分完成设备的电力电路，该电力线以不同的相应的相L1、L2…Lm承载电力，该故障监测系统包括：
对于控制部分或每个控制部分，多对温度传感器，每对温度传感器中的一个适于检测相应的一对端子中的一个的温度(TL1-输入、TL2-输入......TLn-输入)，并且每对温度传感器中的另一个适用于检测相应的一对端子中的另一个的温度(TL1-输出、TL2-输出......TLn-输出)；处理器被配置为：接收检测温度；计算输入-输出差值，该输入-输出差值是每对端子的温度之间的差值(ΔTL1、ΔTL2......ΔTLm)，并将计算的输入-输出差值或每个计算的输入-输出差值与相应的预定阈值的值(ΔT*L1、ΔT*L2......ΔT*Lm)进行比较，由此计算的输入-输出差值(ΔTL1、ΔTL2......ΔTLm)大于对应的预定阈值的值(ΔT*L1、ΔT*L2......ΔT*Lm)指示在相应的一对端子中的端子中的一个处的连接性故障；将每个端子的检测温度(TL1-输入、TL1-输出、......)针对相应的预定阈值的值(T*L1-输入、T*L1-输出、......)进行比较，由此检测温度大于对应的预定阈值的值的温度指示对应的端子处的连接性故障；计算不平衡差值(ΔTL1/L2-输入)，不平衡差值是电力线的电源侧端子中的两个的温度之间的差值和/或电力线的设备侧端子中的两个的温度之间的差值(ΔTL1/L2-输出)，并且将计算的不平衡差值与预定的相应阈值的值(ΔT*L1/L2-输入和/或ΔT*L1/L2-输出)进行比较，由此计算的不平衡差值大于对应的预定阈值的值指示在相应的电力线上供应的电力之间的不平衡；并且，基于比较的一个或多个结果产生至少一个输出信号；以及输出模块，适于接收由处理器产生的至少一个输出信号并在外部传送至少一个输出信号。
该实现提供了一种耐用的系统，该系统能够通过前后使用三种创新技术来检测故障，该组合提供了特定的好处。例如，输入-输出和高技术一起特别好地识别了连接性故障，因为输入-输出方法不受环境温度波动的影响，但如果该对中的两个端子碰巧在同一时间均遭受故障，则承担无法认出问题的风险。高方法提供了一个安全网来捕捉这一点。同样，高算法受环境温度波动的影响，但输入-输出功能不受影响。连同对相不平衡(其补偿设备中的错误)的监测，每个算法识别其他算法可能无法识别的故障，使得系统一起提供识别电动机控制中心可能遭受的故障，并降低灾难性失效的风险。行业趋势是提供故障减轻，或者存在对提供直接故障监测的公认偏见，其已经被认为是不可能的。
现在将参考随附附图来描述根据本发明的故障监测系统和方法的示例，在附图中：
图1示出了示例性设备控制中心中的故障监测系统的第一实施方式；
图2示出了另一个示例性设备控制中心中的故障监测系统的第二实施方式；
图3示意性地描绘了具有故障监测系统的设备控制中心的另外的示例；
图4示出了在一个实施方式中的图3的设备控制中心的其中一种情况的示例性内容；
图5示出了在另一个实施方式中图3的设备控制中心的其中一种情况的示例性内容；
图6示出了在另外的实施方式中图3的设备控制中心的其中一种情况的示例性内容；
图7(a)和7(b)示出了根据另外的实施方式的故障监测模块的两个示例；
图8(a)和8(b)示出了根据另外的实施方式的两个故障监测模块的部分；
图9(a)和9(b)示出了可以在实施方式中的任何一个中使用的两个示例性温度传感器实现；以及
图10和11示意性地示出了在本发明的另外的实施方式中形成故障监测系统的两个示例性网络。
如上所述，目前公开的故障监测系统和方法适合于部署在任何设备控制中心中。通常，设备控制中心将被配置为经由对应的多个控制部分而控制多个设备。然而，本系统和方法同样可以用在控制单个设备的设备控制中心中。因此，将首先参考单个设备的控制来描述故障监测系统和方法的操作原理，但是正如所看到的，可以在具有任意数量的设备的设备控制中心(例如，MCC、配电盘、配电中心等)中采用相同的技术。
因此，图1示出了设备控制中心(“DCC”)1，其被配置为控制从电源PS到单个设备D的电力的供应。在这种情况下，设备D以单相电力运行并且因此经由单个电力线L1被供应电力。在该实施方式中，还存在返回或中性线Ln，但是在如下所述的所有实施方式中不需要这样。例如，设备D可以是小泵电路。DCC 1包括控制部分5，其连接在第一端子L1-输入处的电力线L1的电源侧和第二端子L1-输出处的电力线L1的设备侧之间。第一和第二端子被称为第一对端子，因为它们都在控制部分5完成的同一电力线上。控制部分5包括开关齿轮4，其在这里示意性地表示为包括简单的开关，但实际上可以包括任何合适的控制部件，其包括开关、断路器、切断器、隔离器、保险丝、软启动器等。控制部分5通常包含在壳体2(诸如前面提到的抽屉或桶)内，但这是可选的。
故障监测模块10本地地提供给控制部分5(并且优选在壳体2内)，该故障监测模块在本实施方式中构成故障监测系统，但在其他实施方式中可以形成其一部分，如下面进一步描述的那样。在该实施方式中，故障监测模块10包括处理器11、第一和第二温度传感器12a、12b和输出模块(这里采用警报设备16的形式)以及可选的远程输出线15/17，用于向远程设备或网络R输出信号。在该实施方式中的故障监测模块10中提供的其他可选特征包括另外的温度传感器19和从控制部分5取得的电力供应18，两者将在下面讨论。
温度传感器12a、12b被布置成测量电力线L1上的第一和第二端子的温度。因此，传感器12a测量第一端子L1-输入的温度TL1-输入并且传感器12b测量第二端子L1-输出的温度TL1-输出。在实践中，根据所使用的温度传感器的类型，可以从在相应的端子处连结的线缆中的一个而不是直接在端子本身上测量温度，但是在这种情况下，测量是从尽可能靠近端子的点获得的。处理器11接收来自传感器的温度测量值，其以规则的间隔更新，以便提供基本上实时的连续监测。例如，应至少每60秒检测来自传感器的温度。
本实施方式中的处理器11被预编程以计算测量温度TL1-输入和TL1-输出之间的差值ΔTL1，并将计算的差值ΔTL1针对预定阈值的值ΔT* L1进行比较。预定阈值的值ΔT* L1被设定成使得计算的值ΔTL1大于预定阈值的值ΔT* L1被视为指示第一和第二端子中的任一个处的连接性故障。下面讨论用于设置由该处理器使用的该阈值的值和其他预定阈值的值的各种方法。基于该比较，处理器11产生至少一个输出信号，其由输出模块外部地传送，这里包括本地报警报设备16，例如以诸如LED的光源的形式。可替代地或另外地，输出信号(一个或多个)可以在线15/17上传递到远程设备或网络R。输出信号(一个或多个)可以例如包括状态信号，该状态信号指示端子L1-输入、L1-输出的状态，通过从非警报信号转换为警报信号，在处理器计算出比阈值ΔT* L1更大的温度差值ΔTL1时。优选地，警报是“锁定”，意味着如果计算的温度差值ΔTL1回落到阈值ΔT* L1以下，则状态信号将保持在警报状况下直到操作者重置为止。为了减少错误警报的可能性，处理器11可以被配置为在输出警报信号之前等待直到计算的温度差值ΔTL1在预定时间段(例如60秒)的持续期内保持在大于阈值ΔT* L1的值。本地警报设备16由来自处理器11的输出信号控制，例如在光源的情况下，当状态符号是警报信号时变亮，并且否则保持关闭(反之亦然)或光源改变颜色。警报设备也可以由处理器11控制，以提供附加信息，诸如向操作者识别哪个端子L1-输入或L1-输出有故障，因为这将是具有两个测量温度中较高者的端子。可以控制警报设备16以输出该信息，例如通过根据代码序列致动-例如在光源的情况下，它可以被配置为以某个第一序列闪光或闪烁以指示端子L1-输入有故障并且以不同的第二个序列闪光或闪烁以指示端子L1-输出有故障。
如果提供远程输出线15/17，则这可以简单地输出相同的状态信号，例如，经由继电器输出。远程设备R可以是远程警报设备，诸如另一个光源或警笛，或者可以是例如计算机或计算机网络，具有适当的图形用户界面，被配置为使得在控制部分5处向用户显示端子的状态，并向他们警告任何警报信号。可替代地或另外地，在远程线R上输出的输出信号可以包括测量和/或计算的温度数据，在这种情况下，这可以是诸如MODBUS的串行数据通信协议的形式。
可选地，除了上述“输入-输出”功能之外，故障监测系统还可以响应于第一和第二端子的单独测量温度(TL1-输入和TL1-输出)，绝对的或者参考环境温度，这被称为“高”功能。在后一种情况下，环境温度由另外的温度传感器19测量。处理器通过将每个测量温度TL1-输入和TL1-输出针对相应的预定阈值T* L1-输入和T* L1-输出(其可以对于每个端子具有相同值，或者可以对于每个端子是不同的)进行比较来实现高功能，可选地参考测量的环境温度。如果测量温度TL1-输入和/或TL1-输出中的一个(或多个)大于对应的阈值，则这指示相应的端子处的连接性故障。由于高功能本质上容易受到由于在电力线L1上的负载的不可避免的波动(以及因此端子的温度)而导致的错误警报，因此可以相对高地设置预定阈值T*L1-输入和T* L1-输出以便减少错误警报的发生和/或处理器11可以被配置为仅在测量温度已经保持高于对应的阈值的值一定时间段(例如60秒)之后输出警报信号。高警报可以外部地传送，通过相同的本地警报设备16(优选地通过以不同的方式致动它，例如使其以不同的颜色照亮)，或者通过诸如第二光源的另一本地警报设备(未示出)和/或在远程输出线15/17上。高功能在极少数情形下提供有用的破损安全警报，诸如两个端子同时经受连接性故障，在这种情况下，它们的温度会分别同时上升并且潜在地输入-输出功能可能无法报警。
应当注意，虽然在该实施方式中本地处理器11执行上述输入-输出计算(并且可选地执行高计算)以确定是否存在故障并且生成输出信号，但是在其他实施方式中，这些功能在远程处理器(图1中未示出)处可以执行，在这种情况下，本地处理器11可以具有较少的功能，例如简单地经由远程输出线15/17将测量温度TL1-输入和TL1-输出传达到远程设备以进行另外的处理，包括执行输入-输出计算(和可选的高计算)，并产生输出信号。在存在多个控制部分5和对应的故障监测模块10的情况下，这可能是优选的，如下面进一步描述的。
优选地，通过连接18将电力提供给故障监测模块10，该连接连接到控制部分5上通常可用的电力供应，例如12或24V Dc供应。如果所需电压不是直接可用的，则故障监测模块可以包括合适的转换器。在更进一步的实施方式中，故障监测模块可以替代地包括诸如电池的车载电力供应。
在图1的实施方式中，设备D使用单相电力，并且因此存在单个电力线L1和中性线Ln以完成电路。应当理解，中性线可以以与电力线L1非常相同的方式连接在控制部分5两端，在这种情况下，可以提供或不提供对应的开关齿轮4以连接和断开中性线Ln。然而，这不是必需的，因为可以通过仅控制线L1上的开关齿轮来控制对设备D的电力供应(假设这将整体打开/关闭电路)。等效地，开关齿轮4可以仅位于中性线Ln上而不是位于线L1上，具有相同的效果。因此，如果需要，中性线Ln可以完全绕过控制部分5(和隔室5)，并且可以是硬连线的。如果中性线Ln连接在控制部分5两端，则优选的是，连接到控制部分5的一对端子具有的温度由设置在故障监测模块10中的附加温度传感器12(未示出)监测，以便也可以使用与上述相同的原理来检测中性线Ln上的任何连接故障。
许多其他设备(诸如电动机)需要多相电力供应，并且因此多个电力线承载不同的电力相。图2示出了第二实施方式，其中DCC 1提供不同的相应相L1、L2和L3的第一、第二和第三电力线。应注意，不存在中性线Ln，并且这是因为在电力供应是多相的情况下中性线不是必需的。控制部分5连接在三个电力线中的每个之间，在三对相应的端子处：L1-输入和L1-输出、L2-输入和L2-输出以及L3-输入和L3-输出。故障监测模块10现在包括三对对应的温度传感器：12a和12b、12c和12d以及12e和12f，布置成测量六个端子的温度(在图2中，为清楚起见，未示出将温度传感器12连接到处理器的线缆)。处理器11对三个电力线L1、L2和L3中的每个执行上述输入-输出计算。因此，计算第一电力线L1上的输入和输出端子的温度之间的差值ΔTL1，并与对应的阈值ΔT* L1进行比较；计算第二电力线L2上的输入和输出端子的温度之间的差值ΔTL2，并与对应的阈值ΔT* L2进行比较；并且计算第三电力线L3上的输出和输出端子的温度之间的差值ΔTL3，并与对应的阈值ΔT* L3进行比较。同样，这些预定阈值的值可以彼此不同但通常会是相同的(结果是仅需要储存一个阈值的值并且可以在所有三个计算中使用)。处理器11被配置为基于计算生成一个或多个输出信号，并将信号(一个或多个)输出到本地输出模块16和/或远程输出线15/17上(各自如关于第一实施方式所述)以便外部地传送端子的状态。输出信号(一个或多个)可以包括指示控制部分5的整体“健康”的状态信号，其转换为警告信号，如果三个输入-输出计算中的任何一个或多个指示故障。可替代地，处理器可以产生三个信号，一个与每个电力线L1、L2、L3相关，其可以用于控制三个不同的警报设备或控制一个警报设备以输出不同的警报(例如颜色或闪光序列)，这取决于哪个电力线指示故障。
可选地，处理器11可以再次被另外的编程以执行上面关于第一实施方式描述的高功能。因此，在这种情况下，六个端子中的每个的绝对或环境参考温度(TL1-输入、TL1-输出、TL2-输入、TL2-输出、......等)将针对对应的预定阈值的值(T* L1-输入、T* L1-输出、T* L2-输入、T* L2-输出、......等)进行比较，这也可以彼此相同或不同。通过测量温度超过阈值，优选地在预设时间段内，来指示故障的存在。处理器11将相应地产生一个或多个输出信号，用于控制警报设备(一个或多个)16和/或远程输出线15/17上的通信。
多相电力供应易于遭受所谓的相不平衡，其中多个电力线L1、L2、L3上的电力水平彼此不同。在诸如多相电动机的设备中，这可能导致实质性损坏并且显著缩短设备的寿命。在有利的实施方式中，故障监测系统可以可选地配置为额外检测相不平衡的事件。因此，在相不平衡例程(“相”)中，处理器11计算每个输入端子和其他输入端子中的每个的测量温度之间的差值，即计算ΔTL1/L2-输入(＝TL1-输入-TL2-输入)、ΔTL2/L3-输入(＝TL2-输入-TL3-输入)和ΔTL3/L1-输入(＝TL3-输入-TL1-输入)和/或每个输出端子和其他输出端子中的每个的测量温度之间的差值，即计算ΔTL1/L2-输出(＝TL1-输出-TL2-输出)、ΔTL2/L3-输出(＝TL2-输出-TL3-输出)和ΔTL3/L1-输出(＝TL3-输出-TL1-输出)。将所计算的差值中的每个针对对应的预定阈值的值ΔT* L1/L2-输入等进行比较，其对于每对端子也可以是不同的，但更通常将都是相同的。两个输入端子或两个输出端子的温度之间的计算的差值大于对应的阈值指示所讨论的两个电力线之间存在相不平衡。处理器被配置为基于计算而生成一个或多个输出信号，其经由诸如16的本地警报设备和/或在远程输出线15/17上外部地传送。与先前的功能一样，处理器可以被配置为仅当已在预设时间的时段的持续期内(例如60秒)指示相不平衡时生成警报信号，以避免错误警报。
可以将相不平衡例程的结果考虑到由处理器11产生的状态信号中，其指示端子的整体健康状况，如上所述。在这种情况下，如果任何输入-输出、高或相例程识别连接故障或相不平衡，则状态信号可以转换为警报信号。然而，在优选示例中，生成多个输出信号，使得输出模块不仅可以用于指示存在故障或相不平衡，而且还指示例程中的哪个已经识别故障或相不平衡，并且优选地指示哪个端子或电力线指示故障或相不平衡。
在一个示例中，可以通过将警报设备(一个或多个)16实现为多色光源(例如LED)或为不同颜色的光源的阵列，而本地地指示故障和/或相不平衡的性质和位置。例如，警报设备16可以是三色光源，其能够在处理器11的控制下发射例如绿、黄和红光(顺序地)。处理器可以被配置为在没有警报状况时(即，当没有任何例程已识别故障或相不平衡时)控制光源16发射绿光，并且当警报状况被激活时转换为黄或红光，根据下表：
在一个示例中，当输入-输出例程识别同一线缆上的一对传感器12之间的温度差值(例如ΔTL1)超过警告阈值(ΔT* L1)超过60秒时，LED 16将颜色从绿改变为红。LED将是不间断的红比如5秒，随后是若干“闪光”，这将指示最高温度传感器在相关的传感器对的位置。例如，以均匀间隔重复的单个闪光可以指定端子L1-输入，以均匀间隔重复的双闪光可以指定端子L1-输出等等。当高路由指示任何传感器12的温度超过相关阈值时，那么LED 16将颜色从绿改变为红并且连续地闪光，例如，以与上述编码的序列中的任一个不同的频率。如果相例程识别两个输入或两个输出传感器之间的温度差值大于对应的阈值超过60秒，则LED 16被点亮为不间断的黄。可选地，这随后可以是闪光编码，以指示电力线中的哪个之间存在相不平衡。
如上表所示，LED 16还可以可选地用于指示温度传感器12中的任一个是否已经失效，其将由处理器11检测为开路或短路。同样，可能需要在预设时间段内(例如60秒)检测开路或短路状况，在将产生警报信号之前。在该示例中，LED 16点亮为5秒的不间断的黄，随后是若干编码的“闪光”，其将指示故障传感器的位置。
所有警报优选地“锁定”，使得如果警报事件消失(例如，测量温度或计算的温度差值回落到相关阈值以下)，则警报将不会自动清除，而是保持在适当位置直到操作者重置。
应该注意，高和相例程二者都是可选的，并且可以彼此独立地实现。也就是说，处理器11可以被配置为执行高和相例程中的任一个、两者或两者都不，在输入-输出例程旁边。
使用与图1中使用的图2中的相同的附图标记指示的第二实施方式的其他特征与第一实施方式中的相同，并且因此将不再描述。
到目前为止所描述的设备控制中心(DCC)1已经被配置用于控制单个设备D。然而，在实践中，DCC 1通常将被配置为经由对应的多个控制部分5控制多个设备D，各自可选地容置在分离的壳体2诸如抽屉或桶中。图3示出了用于这种DCC 1的示意性电力电路图，其控制从电源PS到多个设备D的电力的供应。DCC 1可以是例如电动机控制中心(MCC)、配电单元(PDU)、配电柜(PDC)、电力控制柜(PCC)、远程电力板(RPP)、保险丝板或配电盘。虽然所有设备D在图中用相同的标识符指定，但实际上它们可能包括不同设备类型的混合，诸如电动机、照明电路、泵、压缩机等。每个设备(或设备类型)D可以具有不同的电力供应需求和/或控制需求。例如，设备中的一些可能需要单相电力，其他多相，并且一些可能需要返回(中性)导线Ln而其他可能不需要。因此，虽然图3中将所有设备D描绘为连接到四个电力线L1、L2、L3和L4，但实际情况可能并非如此。类似地，虽然所有控制部分5被相同地描绘，但实际上控制部分的功能可以根据控制部分所连接的设备D的需求而不同。下面将更详细地描述一些示例性控制部分5。
在故障监测系统中，图3中仅指示出了故障监测模块10的位置，并且系统的其他部件，诸如温度传感器、处理器或输出模块(其可以形成故障监测模块的一部分)为清楚起见未示出。这些可以如上面在第一和/或第二实施方式中关于每个控制部分5所讨论的那样实现，其另外的示例将在下面描述。图3也没有描绘可以可选地提供在故障监测模块10之间和/或到远程设备或网络的任何通信线。下面将结合图10和11提供其示例。
因此，DCC 1从第一、第二和第三电力线L1、L2、L3上的电源PS接收输入电力，以三个不同的相应的相。还提供中性线或返回线Ln。经由可选的主进入器8从电源PS接收输入电力，主进入器可包括例如开关或断路器。输入电力分布在DCC上，沿着总线6中提供的相应的电力线，并且分支7a、7b和7c从总线向控制部分5的相应列供应电力。例如，每个分支7a、7b、7c可以包括一组竖直导体，一个竖直导体用于每个电力线L1、L2、L3、Ln，列中的控制部分5中的每个在其输入端子处连接到该竖直导体。
分支7b和7c中的每个被描绘为向控制部分5的相应列供应电力，这里控制部分包含在单独的壳体2中，壳体可以是可移除的抽屉或不可移除的“桶”。下面分别参考图4和5描述每个的示例性实现方式。在分支7a上，描绘了壳体3中的不同的控制部分5，其包括对外馈电线，诸如适合于供应变化负载的设备的断路器。下面结合图6提供了这样的示例。
转到图4，示出了一个实施方式中的抽屉2的内容的示意图。在抽屉的后部，提供一系列连接端子：四个输入端子，用于连接到相应的电力线L1、L2、L3和Ln的电力供应侧；以及四个输出端子，用于连接到相应的电力线L1、L2、L3和Ln的设备侧。物理上，端子各自包括一组弹簧加载的“钳口”或类似的可移除的连接解决方案以形成夹具，该夹具可以装配在DCC导体(输入端子)上和连接到相应设备D(输出端子)的导体上。在输入和输出端子之间，四个电力线被路由在形成控制部分5的各种开关齿轮部件5a、5b和5c之间。在该示例中，部件5a是主隔离器并且架置到抽屉2的前表面。部件5b是控制设备，诸如接触器、变频驱动(VFD)或软启动器。部件5c是提供热/磁过载保护的单元。应当理解，所示的开关齿轮部仅是示例性的并且在其他情况下，控制部分5可以包括任何其他合适的开关齿轮，或者仅是所指示的示例中的一个或一些。在该示例中，控制部分5还包括可选的计量设备5d，例如，用于测量由电力线中的至少一些承载的电压和/或电流。
该示例中的故障监测模块包括处理器11，其接收来自八个温度传感器12a、......12h的测量温度，其中的每个布置成检测输入或输出端子中的一个的温度，如图所示。这里的故障监测模块还包括本地警报设备16，以多色LED形式，位于抽屉或桶2的前面板上，用于警告操作者警报事件或以其他方式传送端子的状态。处理器11接收经由DC连接18到控制部分5(这里由控制设备5b提供)的电力，并且可选地经由连接到在控制部分5上也可用的通信端口的远程输出线15/17而输出输出信号(一个或多个)。下面将参考图7、10和11另外地讨论这个和其他远程通信选项。可以可选地提供环境温度传感器19，如前所述。
处理器11被配置为执行输入-输出功能以及可选地高和/或相功能，对于由传感器12a至12h测量的温度，以与上面参考图1和2讨论的相同方式。如果识别故障或相不平衡事件，则LED 16以前述方式由处理器11控制，并且可选地，输出信号也在通信线15/17上外部地传送。
图5是另一实施方式中的桶2’的内容的示意图。这里，桶2’在日常使用中不旨在是可移除的，并且因此输入和输出端子被配置为螺栓或端子式连接到竖直导体(输入)和设备导体(输出)上，而不是弹簧加载的钳口。该实施方式与图4的实施方式的不同之处还在于，在三个线L1、L2和L3上仅提供三相电力，并且没有提供中性线(尽管这可以根据设备需求以其他桶式实现提供)。该实施方式的其余特征与已描述的相同，并且处理器11被配置为执行输入-输出例程并且可选地执行已经描述的高和/或相例程。
图6示意性地示出了断路器3，诸如可以部署在图3中所示的DCC的分支7a上。通常，这也将包含在壳体中(图6中未示出)。控制部分5硬连线在三个电力线L1、L2和L3的电力供应侧(输入端子)和相同的三个线的设备侧(输出端子)之间。与之前一样，提供配备有温度传感器12的故障监测模块，以检测六个端子的温度并执行如已经描述的输入-输出(和可选的高和/或相)例程，以识别连接性故障和/或相不平衡的存在。在该示例中，仅提供本地输出设备16而没有远程输出线，但是在其他实现中，也可以添加这样的远程线15/17。
现在将参考图7(a)和7(b)描述可用于上述实施方式中任一个的故障监测模块10的两个示例性实现。这两个示例性实现都包括本地处理器11，其被预编程为至少执行上述输入-输出例程以及可选地执行高和/或相例程。然而，如上面在其他实施方式中所提到的，这种处理的水平可以集中地，例如，在所有故障监测模块10所连接的计算机上执行。这种实现将在下面进一步讨论。
在图7(a)和7(b)两者的实施方式中，处理器11设置在电路板等，优选地包装在外壳10a中，该外壳配备有适当的接入点，用于与以下所描述的部件中的每个连接。外壳10a的尺寸优选地使得占据DCC壳体内的最小空间，例如，具有最大规格为80x 60x 20mm。外壳10a优选地在其窄面上设计有D输入导轨架置件。
上述温度传感器12(其中通常可以有6个)经由线缆13和连接器20连接到处理器11，这将在下面参考图8进一步描述。在两个实施方式中，提供电力供应输入端子18a/b，用于将处理器连接到交流或直流电源，例如12至48V DC电源，其通常在控制部分5上可获得，如上所述。或者，端子18a/b可以由诸如电池的车载电源代替。在两个实施方式中还提供了输出端子16a/b，用于连接到本地警报设备16，诸如光源，例如在先前的实施方式中提到的LED。实际上，输出端子16a/b可以由处理器11经由继电器输出来控制。
图7(a)和(b)中所示的两个实施方式都提供了远程输出线，经由该远程输出线可以将至少一个输出信号传送到远程设备。然而，这种远程通信的性质和范围在实施方式之间是不同的。在图7(a)的实施方式中，远程输出线15是另一个继电器输出(优选地是干式继电器输出接触)，其可用于控制远程警报设备(未示出)。例如，该远程警报设备可以是面板上的警笛或指示器，位于DCC外部，其由来自处理器11的警报信号激活，以指示故障监测模块10所附接的特定控制部分中的连接性故障或相不平衡的发生。在另一个示例中，继电器输出15可以向远程计算机提供输入，该远程计算机被配置为警告用户存在故障或相不平衡，通过在线15上报告接收到警报信号，例如通过向用户发送消息和/或通过在代表DCC的图形用户界面上指示故障。继电器输出15可以由处理器11控制，以与上面关于其对本地警报设备16的控制所描述的相同的方式，例如，以便在信号中提供关于哪个输入-输出、高或相例程已经指示故障或相不平衡的信息，并且可选地关于哪个端子有故障。然而，不能经由中继线15输出诸如测量或计算的温度数据的另外的信息。
除了本地警报线16和继电器输出15(或作为替代)之外，图7(b)中所示的故障监测模块10的实施方式配备有更复杂的通信功能。处理器11设置有输出模块，输出模块包括通信设备11a，该通信设备被配置为将处理器输出的数据转换成适合的通信协议，优选地是诸如MODBUS的串行通信协议。实际上，该功能可以归入处理器11自身的功能中。提供一个或多个数据线17，用于将模块10连接到在所述数据协议上操作的远程设备或网络。例如，在图7(b)的实施方式中，项目17a和17b是用于连接MODBUS RS485菊花链网络的两个螺钉端子。当然，可以使用任何其他数据协议，但是诸如MODBUS的非专有串行数据协议是优选的，因为它将被跨越许多行业的广泛范围的DCC制造商的支持。
在数据线17a、17b和/或17c上输出的数据可以是由上面已经讨论过的处理器11产生的一个或多个输出信号(一个或多个)，例如，一个或多个状态信号指示警报或非警报事件。可替代地或另外地，线17a、17b和/或17c上的输出可以包括温度数据，诸如以下任何一个：来自传感器12的测量温度(可选地参考环境温度)，或者由输入-输出计算的任何温度差值或者可选的高或相例程。以这种方式可以获得关于端子状态的附加信息，例如任何温度升高的幅度，从而允许更精确的监测。下面将描述模块10可以经由线路17a、17b和/或17c连接到的网络的示例。
由线17a、17b和/或17c启用的数据连接也可以可选地用于将数据上载到模块10，例如，更新处理器11上的软件和/或设置某些参数，诸如上面所提到的各种阈值，诸如在输入-输出例程中使用的ΔT* L1等，在高例程中使用的T* L1-输入等，和/或在相例程中使用的ΔT* L1/L2-输入等，以及在将输出警报信号之前必须检测警报事件的可选的预设时间段。在这样的实施方式中，这些值可以储存在处理器11的存储器中，并且使用已知技术通过经由所选择的网络协议向处理器11发送适当的命令而写入其中。
然而，在优选示例中，诸如上述阈值的值可以是工厂设置的，或者可以是从工厂设置选项列表中用户可选择的。这在诸如图7(a)的实施方式中特别有利，其中没有可用的数据输入，但仍然是诸如图7(b)(其中这种通信是可能的)的实施方式中的优选实现，因为安装更直接了当，并且更不容易有用户错误。
因此，在所有实施方式中，模块10优选地设置有合适的用户输入，诸如一系列开关(例如，旋转或DIP开关)14，其可用于设置所选阈值的值(一个或多个)以用于以上提到的计算。这使得用户能够根据安装的特定情况定制故障监测系统，例如，选择更高或更低水平的故障灵敏度和/或考虑异常高或低的环境温度。在图7(a)和(b)所示的示例中，提供了一组八个DIP开关14，安装者可以使用它们来设置输入-输出阈值ΔT* Lm的值(关于每个电力线Lm使用的相同的阈值的值应该被提供为多于一个)，高阈值T* Lm(用于每个端子的相同的阈值的值)，以及相阈值ΔT* Lx/Ly-输入(用于每对电力线的相同的阈值的值)。
例如，前三个开关(开关中的每个可以设置为“1”或“0”的值)可用于从预先储存的选项的列表中选择输入-输出阈值的值，例如：
开关位置 ΔT* Lm
0，0，0 10℃
0，0，1 14℃
0，1，0 18℃
0，1，1* 22℃
1，0，0 26℃
1，0，1 30℃
1，1，0 34℃
1，1，1 38℃
星号条目0，1，1(＝22摄氏度)指示优选默认设置，其中模块10可以离开工厂。
类似地，块14的第四、第五和第六开关可用于从预先储存的选项的列表中选择高阈值的值，例如：
开关位置 T＊ Lm
0，0，0 55℃
0，0，1 60℃
0，1，0 65℃
0，1，1* 70℃
1，0，0 75℃
1，0，1 80℃
1，1，0 85℃
1，1，1 90℃
同样，星号条目0，1，1(＝70摄氏度)指示优选的默认工厂设置。
最后两个开关(第七和第八)可用于从四个预储存的选项中选择相阈值的值，例如：
在模块10设置有用于连接到网络的数据输出17的情况下，还将需要设置模块10的网络地址。如果要通过其他装置设置上述阈值的值中的一个或多个(例如，经由通信通道直接地写入处理器11)，则可以将块14中的开关中的一些用于此目的。可替代地，可以为安装者提供另一组开关以设置网络地址。例如，可以使用一组5个开关来在1至31之间选择网络地址，通过为每个开关分配一个值，如下所示。分配的地址将是安装者设置为“1”的开关的总和：
开关 Modbus从属值
1 1
2 2
3 4
4 8
5 16
在配备有网络通信功能的这种类型的实施方式中，处理器11通常将根据所选择的协议(例如MODBUS)被编程，以将数据中的每个项目保持在相应分配的寄存器中。在一个示例中，可以提供以下MODBUS寄存器：
因此，寄存器1、2和3分别指示“1”(警报)或“0”(无警报)，根据处理器是否已经识别警报事件，基于输入-输出功能、高功能或相功能。如果温度传感器12已经被检测为故障(例如由于短路或开路)，则寄存器4指示“1”，并且如果没有则为“0”。寄存器5是“公共”警报寄存器，如果不存在警报状况则其设置为“0”，并且如果寄存器1至4中存在任何一个或多个警报，则为“1”。寄存器6是“看门狗”寄存器，它以预设间隔在“1”和“0”之间连续切换，以使外部系统能够确认处理器11(是否)是可操作的。提供寄存器7以使用户能够通知处理器，含有处理器11的模块10装配到的控制部分5在服务中(“1”)还是暂停服务(“0”)。通过将寄存器设置为暂停服务，故障监测模块10的功能被禁用，使得控制部分5可以工作，例如，断开连接，而不会触发警报。
寄存器30001至30003是多位寄存器，用于储存数据，诸如处理器11被编程的固件或软件的版本号，以及特定处理器的序列号。
寄存器30010至30016是由温度传感器12a至12h和可选的环境温度传感器19(TAMB)测量的温度中的每个的多位寄存器。
寄存器40001至40003是多位寄存器，分别包含输入-输出、高和相阈值的值。如上所述，这些可以经由处理器本地的DIP开关14设置，或者由网络上的通信设置。
在所有实施方式中，温度传感器12可以硬连线到处理器11或经由标准端子块连接，例如经由电路板，诸如其上承载处理器11的PCB。然而，在优选实施方式中，提供连接组件20，经由该连接组件，温度传感器可以可移除地耦接到模块10的其余部分。这不仅增加了安装的便利性，而且如果传感器损坏或需要不同类型的传感器或传感器线缆，则允许直接了当地更换传感器。图8(a)和(b)示出了这种连接组件20的两种优选实现。在图8(a)的实施方式中，温度传感器12硬连线到多引脚连接单元(例如插头)22，并且提供对应的多引脚连接单元(例如插座)以与其耦接。以这种方式，所有传感器12可以在一个动作中连接到处理器。这允许简单测试和连接到模块10，以及：
·在装运之前对传感器12进行简单、低成本的测试；
·减少在工厂中的组装时间；
·缩短安装时间并减少安装者所需要的技能；
·改善从传感器到处理器11的连接质量；
·直接了当地在服务中更换任何损坏的传感器12；以及
·要供应的各种传感器线缆长度，和/或线缆13的UL变化。
该实施方式的变体在图8(b)中示出。这里，传感器所连接的连接单元22包括一组端子块连接器22b(每个传感器一个)，连结到多引脚连接器22a。这使安装者能够为传感器中的每个选择例如不同的传感器线缆长度。
在所有实施方式中，优选的是，传感器被标记或以其他方式编码(例如，经由选择线缆颜色)以指示每一个端子将测量的温度，因为已知每个温度输入的位置是关键的。
在所有实施方式中，温度传感器12本身(以及环境传感器19，如果提供的话)可以采用各种不同的形式，并且可以部署在不同的位置，根据安装的几何形状。但是，在所有情况下，应尽可能靠近端子本身来测量每个端子的温度。由于可能难以确保传感器和端子(其可能具有不规则形状)之间的良好物理接触，因此可能优选利用非接触式温度传感器，诸如辐射温度计，例如红外探测器，其被安放以便接收由相应的端子发射的辐射。在其他实施方式中，优选的是使用接触式温度传感器，诸如热敏电阻或热电偶(如果使用热电偶，则环境温度参考19是必不可少的)。例如，10K3A1型电阻值的热敏电阻传感器是适合的。
诸如热敏电阻的接触式传感器优选地尽可能靠近相应的端子架置，例如，在端子相邻的线缆中的一个上。为了改善测量精度，希望将每个温度传感器与环境温度隔离，使得其温度尽可能接近地与其所附着的端子或线缆的温度相配。因此，在优选实施方式中，每个传感器12设置有由热绝缘材料形成的盖，布置成减少温度传感器和周围环境之间的热传递，相对于温度传感器和相应的端子之间的热传递。图9(a)和(b)示出了适合的盖的两个示例。在图9(a)中，将温度传感器12(这里是热敏电阻)附着到线缆C的表面，使用热绝缘粘合剂带25，其缠绕在传感器12和线缆C的周围(并且优选地不会在传感器12和线缆C之间穿过)。形成带25的材料优选地包括泡沫或三维织物，其含有空气或其他气体的口袋以提供增强的热绝缘。图9(b)示出了可替代的实施方式，其中盖26以由诸如塑料的绝缘材料形成的块的形式提供。块26的尺寸为使得传感器12容置在其内的空腔中。制造块26的绝缘材料至少围绕传感器12的侧面延伸，否则其将暴露于环境状况。块26可以在下面的表面上开口，使得在传感器12和线缆C之间没有绝缘材料，或者在这里可以具有更薄的壁或膜以用于相对高的热传递。块26可以使用诸如线缆扎带(未示出)的机械装置或通过适合的粘合剂27而附接到线缆C。
如已经描述的，DCC通常将包括多个控制部分5，并且优选地每个控制部分将设置有上述种类之一的故障监测模块10。每个故障监测模块可以简单地提供本地输出，诸如以上提到的警报设备16。然而，更优选地，模块10连接到一个或多个远程设备，使得可以向远离DCC或甚至非现场的人通知警报事件的发生。
如果模块10设置有继电器输出线15，如上面关于图7所述，则这些输出可以全部连接到适合的远程设备，诸如显示面板或输入设备进入计算机网络，用于将继电器线15上的信号转换为用于用户的适当的通知。
在模块10包括通信模块和数据输出17(例如MODBUS)的情况下，模块优选地各自连接到在所选择的协议上操作的适合的通信网络。在图10中示出了这种网络的示例。应当注意的是，其中部署故障监测系统的DCC的电力电路(例如，如图3所示)当然也将存在，但未在图10中示出。为清楚起见，仅描绘了故障监测模块10的所选部件，但实际上，这些部件中的每个都可以使用上述实施方式中描述的任何或所有特征来实现。因此，多个故障监测模块10经由数据线17连接以形成网络，在该网络上还驻留至少控制器31并且优选地一个或多个用户输入设备和/或显示器诸如32和33。每个模块10使用所选择的串行协议(例如MODBUS)与控制器31通信，输出诸如警报状态和/或温度数据的数据。如前所述，网络还可用于将数据输入到模块10。然后可以经由网络上的接口32、33向用户指示警报和其他数据。
诸如图10中所示的网络系统也适于可替代的实现方式，其中上述处理功能不是在每个模块10内本地执行，而是在远程处理器11’处，其例如可以形成控制器31的一部分。因此，每个模块10中的本地处理器11可以简单地将由温度传感器12测量的温度传达到中央处理器11’，该中央处理器然后可以针对每个模块10执行输入-输出例程(以及可选地高和/或相例程)，并且产生必要的输出信号，用于与用户通信，经由接口32/33和/或通过远程控制警报设备16，该警报设备优选地仍然位于每个模块10本地(经由本地处理器11)。
可替代的网络实现如图11所示。这里，不是将所有模块10串联连接到网络，而是提供网络聚合器35，其中的每个接受来自模块10的子集的输入，并提供该子集与网络的其余部分之间的通信。例如，每个单元35可以是MODBUS聚合器，其接受多达32个输入并提供简单的MODBUS从属设备输出。聚合器35的使用减少了网络通信量并简化了模块10的安装。

Claims (64)

1.一种用于检测设备控制中心中的连接性故障的故障监测系统，所述设备控制中心包括至少一个控制部分，所述至少一个控制部分被配置为控制从电源到相应的至少一个设备的电功率的供应，所述控制部分或每个控制部分电连接在所述电源和相应的设备之间，至少第一对端子，所述第一对端子中的一个将所述控制部分连接到第一电力线的电源侧，并且所述第一对端子中的另一个将所述控制部分连接到所述第一电力线的设备侧，使得所述控制部分完成所述设备的电力电路，所述故障监测系统包括：
对于所述控制部分或每个控制部分，至少第一对温度传感器，所述第一对温度传感器中的一个适于检测所述第一对端子中的一个的温度(TL1-输入)，并且所述第一对温度传感器中的另一个适于检测所述第一对端子中的另一个的温度(TL1-输出)；
处理器，被配置为接收检测温度，计算输入-输出差值，所述输入-输出差值是所述第一对端子的温度之间的差值(ΔTL1)，将计算的所述输入-输出差值与预定阈值的值(ΔT* L1)进行比较，由此计算的输入-输出差值(ΔTL1)大于所述预定阈值的值(ΔT* L1)指示所述第一对端子中的一个处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号；以及
输出模块，所述输出模块适于接收由所述处理器产生的输出信号并外部地传送所述输出信号。
2.根据权利要求1所述的故障监测系统，其中，所述控制部分或每个控制部分额外地电连接在所述电源和相应的设备之间，在第二对端子处并且可选地在随后的一对或多对端子处，所述第二对端子和可选的随后的一对或多对端子中的每对将所述控制部分连接到相应的第二电力线和可选的随后的电力线的源侧和设备侧，所述第一电力线、第二电力线和可选的随后的电力线承载具有不同的相应的相L1、L2......Lm的电力，并且所述故障监测系统还包括：
对于所述控制部分或每个控制部分，第二对温度传感器，第二对温度传感器中的一个适于检测所述第二对端子中的一个的温度(TL2-输入)，并且所述第二对温度传感器中的另一个适于检测所述第二对端子中的另一个的温度(TL2-输出)；并且可选地
随后的一对或多对温度传感器，随后的每一对温度传感器中的一个适于检测相应的随后的每一对端子中的一个的温度(TLn-输入)，并且随后的一对温度传感器中的另一个适合检测相应的随后的一对端子中的另一个的温度(TLn-输出)；
其中，所述处理器还被配置为计算所述第二对端子和任何随后的一对端子中的端子的温度之间的输入-输出差值(ΔTL2......ΔTLm)，将计算的所述输入-输出差值或每个计算的输入-输出差值与预定的相应阈值的值(ΔT* L2......ΔT* Lm)进行比较，由此计算的输入-输出差值(ΔTL2......ΔTLm)大于对应的预定阈值的值(ΔT* L2......ΔT* Lm)指示在相应的一对端子中的一个处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号。
3.根据权利要求2所述的故障监测系统，其中，所述控制部分或每个控制部分电连接在所述电源和相应设备之间，在三对端子中的每对处，所述三对端子中的每对将所述控制部分连接到相应的第一电力线、第二电力线和第三电力线的源侧和设备侧，所述第一电力线、第二电力线和第三电力线承载具有不同的相应的相L1、L2、L3的电力，并且所述故障监测系统包括：
对于所述控制部分或每个控制部分，三对温度传感器，每对温度传感器中的一个适于检测相应的每对端子中的一个的温度(TLm-输入)，并且随后的一对温度传感器中的另一个适用于检测所述相应的随后的一对端子中的另一个的温度(TLm-输出)；
其中，所述处理器被配置为计算端子差值，所述端子差值是三对端子中的每对的端子的温度之间的差值(ΔTL1、ΔTL2、ΔTL3)，将所计算的端子差值或每个所计算的端子差值与预定的相应阈值的值(ΔT* L1、ΔT* L2、ΔT* L3)进行比较，由此计算的端子差值大于对应的预定阈值的值指示相应的一对端子中的一个处的连接性故障，并且根据比较结果产生至少一个输出信号。
4.根据前述权利要求中任一项所述的故障监测系统，其中，所述控制部分或每个控制部分额外地电连接在所述电源和所述相应设备之间，在另外一对端子处，所述另外一对端子将所述控制部分连接到中性电力线的所述源侧和设备侧，并且故障监测系统包括：
对于所述控制部分或每个控制部分，另外一对温度传感器，所述另外一对温度传感器中的一个适于检测所述另外一对端子中的一个的温度(TLn-输入)，并且所述另外一对温度传感器中的另一个适于检测所述另外一对端子中的另一个的温度(TLn-输出)；
其中，所述处理器还被配置为计算中性差值，所述中性差值是所述另外一对端子中的端子的温度之间的差值(ΔTLn)，将计算的中性差值与预定的相应阈值的值(ΔT* Ln)进行比较，由此计算的中性差值大于对应的预定阈值的值指示所述另外一对端子中的一个处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号。
5.根据前述权利要求中任一项所述的故障监测系统，其中，所述处理器还被配置为将每个端子的检测温度(TL1-输入、TL1-输出......)与相应的预定阈值的值(T* L1-输入、T* L1-输出......)进行比较，由此检测温度大于对应的预定阈值的值指示相应的端子处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号。
6.根据权利要求5所述的故障监测系统，其中，所述故障监测系统还包括环境温度传感器，适用于检测所述环境温度(TAMB)，并且所述处理器还被配置为将每个端子相对于检测的环境温度TAMB的检测温度(TL1-输入、TL1-输出......)与相应的预定阈值的值(T* L1-输入/AMB、T* L1-输出/AMB......)进行比较，由此检测的相对温度大于对应的预定阈值的值指示在相应的端子处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号。
7.根据至少权利要求2所述的故障监测系统，其中，所述处理器还被配置为计算不平衡差值，所述不平衡差值是所述第一电力线的所述电源侧端子的温度(TL1-输入)和所述第二电力线的所述电源侧端子的温度(TL2-输入)之间的差值(ΔTL1/L2-输入)，和/或所述第一电力线的所述设备侧端子的温度(TL1-输出)和所述第二电力线的所述设备侧端子的温度(TL2-输出)之间的差值(ΔTL1/L2-输出)，并将计算的不平衡差值与预定的相应阈值的值(ΔT* L1/L2-输入和/或ΔT* L1/L2-输出)进行比较，由此计算的差值大于对应的预定阈值的值指示在所述第一电力线上供应的电力和在所述第二电力线上供应的电力之间的不平衡，并根据比较的结果产生至少一个输出信号。
8.根据权利要求7所述的故障监测系统，其中，所述处理器还被配置为计算每个电力线的所述电源侧端子的温度(TLx-输入)与每个其他电力线的所述电源侧端子的温度(TLy-输入)之间的不平衡差值(ΔTLx/Ly-输入)，和/或每个电力线的所述设备侧端子(TLx-输出)的温度与每个其他电力线的所述设备侧端子(TLy-输出)的温度之间的不平衡差值(ΔTLx/Ly-输出)，并且将每个计算的不平衡差值与预定的相应阈值的值(ΔT*Lx/Ly-输入和/或ΔT*Lx/Ly-输出)进行比较，由此计算的不平衡差值大于对应的预定阈值的值指示在电力线中的两个上供应的电力之间的不平衡，并根据比较的结果产生至少一个输出信号。
9.根据前述权利要求中任一项所述的故障监测系统，其中，所述处理器适用于使得由所述处理器产生的所述至少一个输出信号包括至少一个状态信号，如果指示端子中的一个处的连接性故障或电力线中的两个之间的不平衡，则所述状态信号是警报信号，而否则是无警报信号。
10.根据权利要求9所述的故障监测系统，其中，所述处理器适于仅在所述连接性故障或不平衡被在预定时段，优选60秒，的持续期内指示时，将所述至少一个状态信号从无警报信号改变为警报信号。
11.根据前述权利要求中任一项所述的故障监测系统，其中，所述处理器适于使得由所述处理器产生的所述至少一个输出信号包括检测温度数据，所述检测温度数据优选地包括以下任何一个：端子中的一个或多个的检测温度(TL1-输入、TL1-输出......)和/或一个或多个计算的温度差值(ΔTL1、ΔTL2、ΔTL1/L2-输入、TL1-输入/AMB......)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的故障监测系统，其中，所述输出模块包括至少一个警报设备，优选地是视觉和/或音频警报设备，由来自所述处理器的所述输出信号控制。
13.根据权利要求12所述的故障监测系统，当其从属于权利要求9或权利要求10时，其中，所述处理器被配置为使得输出警报信号激活所述至少一个警报设备中的一个或多个。
14.根据权利要求12或13所述的故障监测系统，其中，所述处理器被配置为根据由所述处理器执行哪个计算指示所述连接性故障或不平衡，来控制所述至少一个警报设备输出不同的警报。
15.根据权利要求14所述的故障监测系统，其中，所述不同的警报在以下之间区分：
·由同一对端子的两个端子的检测温度之间的差值(ΔTL1、ΔTL2......)指示的连接性故障；
·由端子的检测温度(TL1-输入、TL1-输出......)指示的连接性故障，可选地相对于检测的环境温度，大于对应的阈值；以及
·由两个电源侧端子或两个设备侧端子的检测温度之间的差值(ΔTL1/L2-输入、ΔTL1/L2-输出......)指示的不平衡。
16.根据权利要求14或15所述的故障监测系统，其中，所述不同的警报识别指示所述连接性故障或不平衡的所述端子或电力线，优选地通过根据编码的序列激活至少一个警报设备。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的故障监测系统，其中，所述警报设备或每个警报设备是光源，优选地是LED，或发声器，优选地是警笛。
18.根据权利要求17所述的故障监测系统，其中，所述输出模块包括多个光源，每个发射不同颜色，或者是多色光源，所述多色光源适于在所述处理器的控制下发射不同的颜色，优选地是三色光源。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的故障监测系统，其中，所述至少一个警报设备由来自所述处理器的所述输出信号经由继电器，优选地干接触式继电器来控制。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的故障监测系统，其中，所述至少一个报警设备是所述输出模块本地的，并且所述输出模块还提供远程输出通道，所述远程输出通道被配置为将所述输出信号中的至少一个输出到远程计算机或网络，优选经由继电器，最优选地干接触式继电器。
21.根据前述权利要求中任一项所述的故障监测系统，其中，所述输出模块包括通信设备，所述通信设备被配置为将输出信号转换为网络数据协议并且经由网络将所述输出信号传送到外部设备，所述网络数据协议优选地是串行的通信协议，优选地是MODBUS。
22.根据权利要求21所述的故障监测系统，其中，所述通信设备经由有线连接或无线地将所述输出信号传送到所述网络上。
23.根据前述权利要求中任一项所述的故障监测系统，其中，所述设备控制中心包括多个控制部分，所述故障监测系统包括用于每个控制部分的至少第一对温度传感器，所述处理器是中央处理器，被配置为从为多个控制部分中的每个提供的所述温度传感器接收检测温度，并且所述输出模块是中央输出模块。
24.根据权利要求1至22中任一项所述的故障监测系统，其中，所述故障监测系统包括用于所述至少一个所述控制部分中的每个的故障监测模块，每个故障监测模块包括：
用于相应的所述控制部分的所述至少第一对温度传感器；
所述处理器，其中所述处理器是本地处理器，被配置为仅从相应的控制部分的所述至少第一对温度传感器接收检测温度；以及
所述输出模块，其中所述输出模块是本地输出模块。
25.根据权利要求24所述的故障监测系统，其中，所述设备控制中心包括多个控制部分，所述故障监测系统包括相应的多个故障监测模块。
26.根据权利要求25所述的故障监测系统，包括控制器和故障监测模块的网络，其中每个故障监测模块包括根据权利要求21或22的输出模块，用于通过网络与控制器通信。
27.根据权利要求26所述的故障监测系统，其中，所述网络还包括至少一个聚合器，所述至少一个聚合器被配置为聚合所述控制器和所述故障监测模块的子集之间的通信。
28.根据权利要求24至27中的任一项所述的故障监测系统，其中，在每个故障监测模块中，所述温度传感器通过连接器组件连接到所述处理器，所述连接器组件被配置为使得所述温度传感器能够与所述处理器分离并且可移除地耦接到所述处理器。
29.根据权利要求28所述的故障监测系统，其中，所述连接器组件包括与所述温度传感器耦接的第一多引脚连接部件，以及耦接到所述处理器的第二多引脚连接部件，所述第一多引脚连接部件和第二多引脚连接部件被配置为可移除地相互接合。
30.根据权利要求29所述的故障监测系统，其中，所述温度传感器硬连线到所述第一多引脚部件。
31.根据权利要求29所述的故障监测系统，其中，所述第一多引脚连接部件包括多个连接点，相应的温度传感器可移除地耦接到所述多个连接点。
32.根据权利要求24至31中任一项所述的故障监测系统，其中，每个故障监测模块包括外壳，所述外壳包含所述处理器并且可选地包含所述输出模块的至少一部分。
33.根据前述权利要求中任一项所述的故障监测系统，其中，每个温度传感器包括非接触式温度传感器，优选地是辐射温度计。
34.根据权利要求1至32中任一项所述的故障监测系统，其中，每个温度传感器包括直接接触式温度传感器，优选地是热敏电阻。
35.根据权利要求34所述的故障监测系统，其中，所述温度传感器中的一个或每个设置有由热绝缘材料形成的盖，所述盖布置成减少所述温度传感器和周围环境之间的热传递，相对于所述温度传感器和相应的端子之间的热传递。
36.根据前述权利要求中任一项所述的故障监测系统，其中，所述设备控制中心是电动机控制中心(MCC)、配电单元(PDU)、配电柜(PDC)、电力控制柜(PCC)、远程电力板(RPP)、保险丝板、断路器或配电盘。
37.一种设备控制中心，所述设备控制中心包括至少一个控制部分，所述控制部分被配置为控制从电源到相应的至少一个设备的电功率的供应，所述控制部分或每个控制部分电连接在所述电源和相应的设备之间，至少第一对端子，所述第一对端子中的一个将控制部分连接到第一电力线的电源侧的所述控制部分，并且所述第一对端子中的另一个将所述控制部分连接到所述第一电力线的设备侧，使得所述控制部分完成所述设备的电力电路，以及根据前述任一权利要求所述的故障监测系统。
38.根据权利要求37所述的设备控制中心，其中，所述设备控制中心是电动机控制中心(MCC)、配电单元(PDU)、配电柜(PDC)、电力控制柜(PCC)、远程电力板(RPP)、保险丝板、断路器或配电盘。
39.根据权利要求37或38所述的设备控制中心，其中，所述控制部分或每个控制部分容置在单独的壳体中，并且优选地可移除地耦接到所述第一电力线的至少所述电源侧。
40.根据权利要求37至39中任一项所述的设备控制中心，包括多个控制部分。
41.一种用于检测设备控制中心中的连接性故障的方法，所述设备控制中心包括至少一个控制部分，所述至少一个控制部分被配置为控制从电源到相应的至少一个设备的电功率的供应，所述控制部分或每个控制部分电连接在所述电源和相应的设备之间，至少第一对端子，所述第一对端子中的一个将所述控制部分连接到第一电力线的电源侧，并且所述第一对端子中的另一个将所述控制部分连接到所述第一电力线的设备侧，使得所述控制部分完成所述设备的所述电力电路，所述方法包括：
对于所述控制部分或每个控制部分，检测第一对端子中的一个的温度(TL1-输入)和所述第一对端子中的另一个的温度(TL1-输出)；
在处理器中，计算输入-输出差值，所述输入-输出差值是所述第一对端子的温度之间的差值(ΔTL1)，将计算的所述输入-输出差值与预定阈值的值(ΔT* L1)进行比较，由此计算的输入-输出差值(ΔTL1)大于预定阈值的值(ΔT* L1)指示所述第一对端子中的一个处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号；以及
在输出模块处，接收由所述处理器产生的所述输出信号并外部地传送所述输出信号。
42.根于权利要求41所述的方法，其中，所述控制部分或每个控制部分额外地电连接在所述电源和相应的设备之间，在第二对端子处并且可选地在随后的一对或多对端子处，所述第二对端子和可选的随后的一对或多对端子中的每对将所述控制部分连接到相应的第二电力线和可选的随后的电力线的源侧和设备侧，所述第一电力线、第二电力线和可选的随后的电力线承载具有不同的相应的相L1、L2......Lm的电力，并且所述方法还包括：
对于所述控制部分或每个控制部分，检测所述第二对端子中的一个的温度(TL2-输入)和所述第二对端子(TL2-输出)中的另一个的温度；并且可选地
检测相应的随后的每对端子中的一个的温度(TLn-输入)，以及相应的随后的一对端子中的另一个的温度(TLn-输出)；
在所述处理器中，计算所述第二对端子和任何随后的一对端子中的端子的温度之间的输入-输出差值(ΔTL2......ΔTLm)，将计算的所述输入-输出差值或每个计算的输入-输出差值与预定的相应阈值的值(ΔT* L2......ΔT* Lm)进行比较，由此计算的输入-输出差值(ΔTL2......ΔTLm)大于对应的预定阈值的值(ΔT* L2......ΔT* Lm)指示在相应的一对端子中的一个处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号。
43.根据权利要求42所述的方法，其中，所述控制部分或每个控制部分电连接在所述电源和相应的所述设备之间，在三对端子中的每对处，所述三对端子中的每对将所述控制部分连接到相应的第一电力线、第二电力线和第三电力线的源侧和设备侧，所述第一电力线、第二电力线和第三电力线承载具有不同的相应的相L1、L2、L3的电力，并且所述方法包括：
对于所述控制部分或每个控制部分，检测相应的每对端子中的一个的温度(TLm-输入)和相应的随后一对端子(TLm-输出)中的另一个的温度；
在所述处理器中，计算端子差值，所述端子差值是所述三对端子中的每对的端子的温度之间的差值(ΔTL1、ΔTL2、ΔTL3)，将所计算的端子差值或每个所计算的端子差值与预定的相应阈值的值(ΔT* L1、ΔT* L2、ΔT* L3)进行比较，由此计算的端子差值大于对应的预定阈值的值指示相应的一对端子中的一个处的连接性故障，并且根据比较结果产生至少一个输出信号。
44.根据权利要求41至43中任一项所述的方法，其中，所述控制部分或每个控制部分额外地电连接在所述电源和相应的所述设备之间，在另外一对端子处，所述另外一对端子将所述控制部分连接到中性电力线的所述源侧和设备侧，并且所述方法还包括：
对于所述控制部分或每个控制部分，检测所述另外一对端子中的一个的温度(TLn-输入)和所述另外一对端子中的另一个的温度(TLn-输出)；
在所述处理器中，计算中性差值，所述中性差值是所述另外一对端子中的端子的温度之间的差值(ΔTLn)，将计算的中性差值与预定的相应阈值的值(ΔT* Ln)进行比较，由此计算的中性差值大于对应的预定阈值的值指示所述另外一对端子中的一个处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号。
45.根据权利要求41至44中任一项所述的方法，还包括将每个端子的检测温度(TL1-输入、TL1-输出......)与相应的预定阈值的值(T* L1-输入、T* L1-输出......)进行比较，由此检测温度大于对应的预定阈值的值指示相应的端子处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号。
46.根据权利要求45所述的方法，还包括检测所述环境温度TAMB，将每个端子相对于检测的环境温度TAMB的检测温度(TL1-输入、TL1-输出......)与相应的预定阈值的值(T* L1-输入/AMB、T* L1-输出/AMB......)进行比较，由此检测的相应温度大于对应的预定阈值的值指示相应的端子处的连接性故障，并且基于比较结果产生至少一个输出信号。
47.根据至少权利要求42所述的故障监测系统，还包括计算不平衡差值，所述不平衡差值是所述第一电力线的所述电源侧端子的温度(TL1-输入)和所述第二电力线的所述电源侧端子的温度(TL2-输入)之间的差值(ΔTL1/L2-输入)，和/或所述第一电力线的所述设备侧端子的温度(TL1-输出)和所述第二电力线的所述设备侧端子的温度(TL2-输出)之间的差值(ΔTL1/L2-输出)，并将计算的不平衡差值与相应的预定阈值的值(ΔT* L1/L2-输入和/或ΔT* L1/L2-输出)进行比较，由此计算的差值不平衡大于对应的预定阈值的值指示在所述第一电力线上供应的电力和在所述第二电力线上供应的电力之间的不平衡，并根据比较的结果产生至少一个输出信号。
48.根据权利要求47所述的方法，还包括计算每个电力线的所述电源侧端子的温度(TLx-输入)与每个其他电力线的所述电源侧端子的温度(TLy-输入)之间的所述不平衡差值(ΔTLx/Ly-输入)，和/或每个电力线的所述设备侧端子的温度(TLx-输出)与每个其他电力线的所述设备侧端子的温度(TLy-输出)之间的所述不平衡差值(ΔTLx/Ly-输出)，并且将每个计算的不平衡差值与预定的相应阈值的值(ΔT*Lx/Ly-输入和/或ΔT*Lx/Ly-输出)进行比较，由此计算的不平衡差值大于对应的预定阈值的值指示在电力线中的两个上供应的电力之间的不平衡，并根据比较的结果产生至少一个输出信号。
49.根据权利要求41至48中任一项所述的方法，其中，所述至少一个输出信号包括至少一个状态信号，如果端子中的一个处的连接性故障或电力线中的两个之间的不平衡被指示，则所述状态信号是警报信号，而否则是无警报信号。
50.根据权利要求49所述的方法，其中，仅在所述连接性故障或不平衡被在预定时段，优选60秒，的持续期内指示时，将所述至少一个状态信号从无警报信号改变为警报信号。
51.根据权利要求41至50中任一项所述的方法，其中，所述至少一个输出信号包括检测温度数据，所述检测温度数据优选地包括以下任何一个：端子中的一个或多个的检测温度(TL1-输入、TL1-输出......)和/或一个或多个计算的温度差值(ΔTL1、ΔTL2、ΔTL1/L2-输入、TL1-输入/AMB......)。
52.根据权利要求41至51中任一项所述的方法，其中，所述输出模块包括至少一个警报设备，优选地是视觉和/或音频警报设备，由来自所述处理器的所述输出信号控制。
53.根据权利要求52所述的方法，当从属于权利要求49或权利要求50时，其中，输出警报信号激活所述至少一个警报设备中的一个或多个。
54.根据权利要求52或53所述的方法，当从属于权利要求45至48中任一项时，其中，根据由所述处理器执行的哪个计算指示所述连接性故障或不平衡，来控制所述至少一个警报设备输出不同的警报。
55.根据权利要求54所述的方法，其中，所述不同的警报在以下之间区分：
·由同一对端子的两个端子的所述检测温度之间的差值(ΔTL1、ΔTL2......)指示的连接性故障；
·由端子的检测温度(TL1-输入、TL1-输出......)指示的连接性故障，可选地相对于检测的环境温度，大于对应的阈值；以及
·由两个电源侧端子或两个设备侧端子的检测温度之间的差值(ΔTL1/L2-输入、ΔTL1/L2-输出......)指示的不平衡。
56.根据权利要求54或55所述的方法，其中，所述不同的警报识别指示所述连接性故障或不平衡的所述端子或电力线，优选地通过根据编码的序列激活至少一个警报设备。
57.根据权利要求52至56中任一项所述的方法，其中，所述警报设备或每个警报设备是光源，优选地是LED，或发声器，优选地是警笛。
58.根据权利要求57所述的方法，其中，所述输出模块包括多个光源，每个发射不同颜色，或者是多色光源，所述多色光源适于在所述处理器的控制下发射不同的颜色，优选地是三色光源。
59.根据权利要求52至58中任一项所述的方法，其中，所述至少一个警报设备由来自所述处理器的所述输出信号经由继电器，优选地干接触式继电器来控制。
60.根据权利要求52至59中任一项所述的方法，其中，所述至少一个警报设备是所述输出模块本地的，并且所述输出模块额外地在远程输出通道上将输出信号中的至少一个输出到远程计算机或网络，优选地经由继电器，最优选地为干接触式继电器。
61.根据前述权利要求41至60中任一项所述的方法，还包括将所述输出信号转换为网络数据协议并且经由网络将所述输出信号传送到外部设备，所述网络数据协议优选地是串行的通信协议，优选地是MODBUS。
62.根据权利要求61的方法，其中，所述输出信号经由有线连接或无线地传送到所述网络上。
63.根据权利要求41至62中任一项所述的方法，其中，所述设备控制中心是电动机控制中心(MCC)、配电单元(PDU)、配电柜(PDC)、电力控制柜(PCC)、远程电力板(RPP)、保险丝板、断路器或配电盘。
64.一种计算机程序产品，储存一序列步骤，所述一序列步骤被配置为执行根据权利要求41至62中任一项所述的方法。
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