CN109086174A - 电子保护设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及电子保护设备。一种用于LV电力线路(100)的电子保护设备(1)，所述保护设备设有包括控制器(4)的控制单元(2)，控制器(4)包括数字数据处理资源(40)，数字数据处理资源(40)由第一时钟源(5)计时，第一时钟源(5)适于提供具有第一标称时钟频率(f1)的第一时钟信号(CK1)。所述控制单元(2)包括适于检查所述第一时钟源(5)是否正确操作的时钟测试布置(6)。

Description

电子保护设备
技术领域
本发明涉及用于低压(LV)电线的电子保护设备。
背景技术
众所周知，用于LV电力线路的电子保护设备一般由适于可操作地与电力线路相关联的电子设备组成，以便为所述电力线路的一些部分提供保护和监视功能。
用于LV电力线路的电子保护设备通常包括控制单元，该控制单元包括电子布置以检查电力线路的操作状况并且确定故障状态(例如，接地故障状况、过电压状况、过电流状况、电弧故障状况等)是否存在。
通常，上面提到的控制单元包括控制器(例如微控制器)，该控制器包括数字型的数据处理资源，例如，根据需要，能够执行存储的软件指令的CPU、外围模块和I/O端口以执行其功能。
用于LV电力线路的电子保护设备还包括继电器或与继电器操作关联，该继电器能够在接收到由所述控制单元生成的跳闸信号时中断所述电力线路。
众所周知，用于LV线路的电子保护设备的控制单元通常被配置为执行测试过程，以检查电子保护设备的内部部件的操作状态。
其中，所述测试过程通常包括所谓的“错误频率”测试过程，其旨在检查通常向控制器的数据处理资源提供时钟信号的内部时钟源是否正确操作。
所述内部时钟源的定时故障实际上可能危及控制器的操作，并因此影响电子保护设备的功能。
在当前可用的电子保护设备中被采用以执行所述“错误频率”测试过程的已知时钟测试布置示出一些缺点。
一些当前可用的解决方案采用包括在控制器中的定时器以操作。这种解决方案常常需要控制器的计算过载或采用具有相对高计算能力的昂贵控制器或专用于测试功能的硬件部件(例如，外围设备)。
其它目前可用的解决方案的布置相当复杂，并且常常对其布置造成不可接受的工业成本。
因此，在现有技术中，仍然感觉到需要采用时钟测试布置的创新型电子保护设备，这种设备在工业水平上的布置和生产相对容易和便宜。
发明内容
为了响应这种需求，本发明提供了根据以下权利要求1和相关从属权利要求的电子保护设备。
在一般定义中，电子保护设备包括控制单元，该控制单元包括具有数字数据处理资源的控制器，其中该控制器由适于提供具有第一标称时钟频率的第一时钟信号的第一时钟源计时。
所述控制单元包括适于检查所述第一时钟源是否正确操作的时钟测试布置。
所述时钟测试布置包括：
-第二时钟源，适于提供具有第二标称时钟频率的第二时钟信号，所述第二时钟源适于独立于所述第一时钟源进行操作；
-由所述第二时钟源计时的任务执行模块，所述任务执行模块适于在预期的时间间隔内执行预定义的测试任务；
-数据处理模块，由所述第一时钟源计时并适于控制所述任务执行模块的操作。
所述数据处理模块适于通过获得指示由所述任务执行模块执行所述预定义测试任务所用的时间的测得时间值并通过将所述测得时间值与所述预期时间间隔进行比较来确定所述第一时钟源是否正确操作。
优选地，所述第二时钟源的第二标称时钟频率低于所述第一时钟源的第一标称时钟频率。
优选地，所述数据处理模块适于通过周期性地检查所述任务执行模块是否已经在一个或多个后续检查时刻完全执行了所述预定义测试任务并且通过在每个检查时刻周期性地更新所述测得时间值来获得所述测得时间值。
优选地，所述数据处理模块适于执行测试过程，该测试过程包括：
-执行开始步骤，其中所述数据处理模块使所述任务执行模块开始执行所述预定义的测试任务，并在开始时刻将所述测得时间值设置为初始化值；
-执行检查步骤，其中所述数据处理模块检查所述任务执行模块在一个或多个后续检查时刻是否完全执行了所述预定义的测试任务，直到所述任务执行模块已经完全执行了所述预定义的测试任务，或者直到所述测得时间已经超过最大值，所述数据处理模块在每个检查时刻更新所述测得时间值；
-当所述任务执行模块已经完全执行了所述预定义的测试任务时或者当所述测得时间已经超过最大值时，执行确定步骤，其中所述数据处理模块将所述测得时间值与所述预期时间间隔进行比较，并确定是否所述测得时间值与所述预期时间间隔兼容。
优选地，所述数据处理模块适于在执行所述检查步骤时检查指示所述任务执行模块是处于空闲状态还是处于繁忙状态的状态信号。
优选地，所述数据处理模块适于对一个或多个重复周期执行所述测试过程。
优选地，如果所述测得时间值被确定为与一个或多个重复周期的所述预期时间间隔不兼容，那么所述数据处理模块适于将所述控制单元置于内部错误状态。
优选地，所述预期时间间隔是存储在存储器中的预定义时间值或校准时间值，或者是根据至少指示在所述控制单元中或其附近测得的温度的温度值计算的时间值。
优选地，所述第一时钟源是所述控制器内部的时钟部件或所述控制器外部的时钟电路。
优选地，所述第二时钟源是所述控制器外部的时钟电路或所述控制器内部的时钟部件。
优选地，所述任务执行模块是所述控制器的数据通信外围部件。
优选地，所述数据处理模块是所述控制器的数据处理部件或所述控制器外部的数据处理布置。
附图说明
本发明还有的特性和优点将从附图中仅通过非限制性示例的方式示出的电子保护设备的示例性实施例的详细描述中变得显而易见，其中：
图1是根据本发明的电子保护设备操作地与其相关联的LV电线的框图；
图2-4示意性地示出了根据本发明的电子保护设备的一些实施例；
图5示意性地示出了包括在图2-4的电子保护设备的控制单元中的时钟测试布置；
图6-7示意性地示出了图5的时钟测试布置的操作。
具体实施方式
参考所引用的图，本发明涉及电子保护设备1，该电子保护设备1在操作中与低压电线100相关联。
为了本申请的目的，术语“低压”(LV)涉及低于1kV AC和1.5kV DC的操作电压。
电力线路100包括一个或多个相导体P，并且优选地包括中性导体N。
优选地，电力线路100包括单相导体P和中性导体N。
但是，如本领域技术人员将明确理解的，电力线路100可以根据需要具有用于其自己的导体的不同布置。
电力线路100旨在电连接电源SC和可以是任何类型的电负载LD。
在操作中，电子保护设备1被布置在电源SC与电负载LD之间，更确切地说，分别与电源SC和电负载LD电连接的电力线100的上游部分100A和下游部分100B之间。
方便地，电子保护设备1包括优选地由电绝缘材料制成的外壳(未示出)，其定义内部容积以容纳所述电子保护设备的部件。
电子保护设备1包括控制单元2，该控制单元2方便地包括例如控制器4(例如，微控制器)。
控制器4方便地包括数字型数据处理资源40，例如，根据需要，能够执行存储的软件指令的CPU、外围模块和I/O端口，以执行其功能。
所述数据处理资源由适于提供具有第一标称时钟频率f1的第一时钟信号CK1的第一时钟源5计时。以这种方式，由数据处理资源40执行的数据处理活动的定时由从第一时钟源5接收到的时钟信号CK1提供。
优选地，第一时钟源5是控制器内部的时钟部件(其可以是已知类型的)，如所引用的附图中所示。
但是，根据本发明的一些实施例(未示出)，第一时钟源5可以是控制器4外部的时钟电路(其可以是已知类型的)。
方便地，控制单元2包括合适的电子布置(未示出)，以确定电力线路100中可能的故障状况(例如，接地故障状况、过电流状况、过电压状况、电弧故障状况等等)的存在。这种电子布置可以是已知类型的，并且为了简洁起见，这里不再进一步描述。
根据本发明，控制单元2包括适于检查第一时钟源5是否正确工作的时钟测试布置6。下面将详细描述这种时钟测试布置。
方便地，控制单元2可以包括另外的电子布置(未示出)，以确定电子保护设备中内部故障状况得存在。这种附加的电子布置可以是已知的类型，并且为了简洁起见，这里不再进一步描述。
根据本发明的一些实施例(图2)，电子保护设备1本身适于中断沿着电力线路100的线路电流IL的流动。
在这种情况下，根据一些配置(通常专用于北美市场)，电子保护设备1可以在其操作寿命期间采取三种不同的操作状态，即，闭合状态、跳闸状态和打开状态。
可替代地，根据其它配置(通常专用于欧洲或其它国际市场)，电子保护设备1可以在其操作寿命期间采取两种不同的操作状态，即，闭合状态和打开状态。
当电子保护设备1在闭合状态下操作时，电子保护设备1允许电流IL沿着电线100在电线100的上游部分100A和下游部分100B之间流动。
当电子保护设备1在跳闸状态或打开状态下操作时，电子保护设备1中断沿着电线100的电流IL，从而使电线100的上游部分100A和下游部分100B电断开。
根据本发明的这些实施例，电子保护设备1包括一对或多对电触点14，每对电触点包括移动触点和固定触点。
每对电触点14旨在电连接到电线100的对应导体，并且在操作中可以相互耦合或分离。
当电触点14相互耦合时，保护设备1处于闭合状态，并且电流IL可以沿着电线100的对应导体流动。
当电触点14解耦时，保护设备1处于跳闸状态或打开状态，并且防止电流IL沿着电线100的对应导体流动。
电触点14及其与电线100的对应导体的电连接可以以已知的方式实现，为了简洁起见，这里将不再更详细地描述。
电子保护设备1还包括操作机构11，其可操作地与电触点14(特别是与其移动触点)耦合并且与这些后者机械地相互作用。
电子保护设备1还包括适于机械致动操作机构11的跳闸单元12(例如，电磁致动器)。
在操作中，当接收到跳闸信号TS时，跳闸单元12致动操作机构11以解耦电触点14，从而执行电子保护设备的跳闸动作。
电子保护设备1附加地包括手柄13，手柄13与操作机构11可操作地耦合并且与后者机械地相互作用。
手柄13可在两个或三个操作位置(取决于电子保护设备的配置)之间移动(优选地围绕合适的旋转轴)。
在电子保护设备的跳闸或打开动作期间，手柄13可以由操作机构11、由用户或者由外部装备致动。
手柄13可以致动操作机构11，以便在电子保护设备的打开操作或闭合操作期间耦合电触点或解耦电触点或维持解耦的(取决于电子保护设备的配置)电触点14。
电触点14、操作机构11、跳闸单元12和手柄13可以是已知的类型，并且为了简洁起见，这里不再详细描述。
如从上面显然的，在本发明的上面提到的实施例中，电触点14、操作机构11、跳闸单元12和手柄13形成继电器10，其适于中断沿着电力线路100的线路电流IL的流动。
根据本发明的上面提到的实施例，当需要电子保护设备的跳闸操纵的故障状态被确定时，控制单元2方便地适于提供跳闸信号TS以激活跳闸单元12。
但是，控制单元2可以适于执行信令功能，诸如当确定故障状况时提供命令信号CS以激活合适的信令装置，和/或监视功能，诸如提供(例如，向遥控设备)提供指示电力线路100和/或电子保护设备1本身的操作状态的监视信号MS。
根据本发明的其它实施例(图3)，电子保护设备1可操作地与适于中断沿着电力线路100的线路电流IL的流动的继电器10A相关联。
继电器10A可以是已知类型的，并且为了简洁起见，这里不再详细描述。
在这种情况下，控制单元2方便地适于在确定需要中断电力线路100的故障状况时提供跳闸信号TS或机械力TR以激活继电器10A。
当它提供机械力TR以使继电器10A跳闸时，控制单元2方便地包括可操作地耦合到继电器10A的机电布置(未示出)。这种机电布置(其可以是已知类型的)在确定故障状况时由控制单元2生成的合适控制信号激活，并且它响应于所述控制信号而提供机械力TR。
但是，控制单元2可以适于执行信令功能，诸如当确定故障状况时提供命令信号CS以激活合适的信令装置(未示出–它们可以是已知类型的)，和/或监视功能，诸如提供(例如，向遥控设备)指示电力线路100和/或电子保护设备1本身的操作状态的监视信号MS。
根据本发明的另外的实施例(图4)，电子保护设备1基本上适于监视电力线路100的操作状态。
在这种情况下，控制单元2方便地适于提供(例如，向遥控设备)指示电力线路100和/或电子保护设备1本身的操作状态的监视信号MS。
但是，控制单元2可以适于执行信令功能，诸如当确定故障状况时提供命令信号CS以激活合适的信令装置(未示出–它们可以是已知类型的)。
如上面所提到的，根据本发明，控制单元2包括时钟测试布置6，其适于检查对控制器4的数据处理资源40进行计时的第一时钟源5是否正确操作。
根据本发明，时钟测试布置6包括：
-第二时钟源61；
-任务执行模块62，与第二时钟源61可操作地关联；
-数据处理模块63，由第一时钟源5计时并与任务执行模块62交互。
第二时钟源61适于提供具有第二标称时钟频率f2的第二时钟信号CK2。
优选地，第二标称时钟频率f2方便地低于第一时钟信号CK1的第一标称时钟频率f1。
作为示例，第一时钟信号CK1的第一标称时钟频率f1可以在几十MHz的量级(例如，16MHz)，而第二时钟信号CK2的第二标称时钟频率f2可以在几十kHz的量级(例如，12kHz)。
这种解决方案极大地促进了时钟测试布置6的实际实现。
第二时钟源61适于独立于第一时钟源5操作。以这种方式，第二时钟信号CK2构成不受第一时钟信号CK1的可能频率变化影响的参考信号。
方便地，第二时钟源61可以是控制器4外部的时钟电路(其可以是已知类型的)或控制器4内部的时钟部件(其可以是已知类型的)。
任务执行模块62适于在预期的时间间隔TE内执行预定义的测试任务。
在原理上，任务执行模块62可以是微控制器4的任何外围部件或者适于在已知的预期时间间隔TE内执行给定任务的任何独立电子设备或电路。
强调由任务执行模块62执行的任务的实际性质与本发明的目的不相关是重要的。
任务执行模块62的非常重要的特征在于它能够在已知的预期时间间隔TE内正常执行这种任务。
任务执行模块62由第二时钟源61计时。以这种方式，从第二时钟源61接收的时钟信号CK2向任务执行模块62提供定时以便操作(即，执行上面提到的预定义的测试任务)。
方便地，其中任务执行模块62正常执行上述任务的预期时间间隔TE比第二时钟信号CK2的第二时钟周期T2＝1/f2长得多。
作为示例，预期的时间间隔TE可以是数十ms的量级(例如，10ms)，而第二时钟周期T2可以是数十μs的量级(例如，大约80μs)。任务执行模块62因此花费第二时钟信号CK2的相对大量(例如，大约120个)时钟周期来执行上面提到的任务。
参考图7，预期的时间间隔TE由包括在开始执行上面提到的预定义任务的开始时刻tS和上面提到的预定义任务完成的结束时刻tE之间的时间段给出。
优选地，任务执行模块62适于提供指示所述任务执行模块是不在操作(空闲状态)还是忙于执行上面提到的预定义测试任务(忙状态)的状态信号F。
作为示例，状态信号F可以是如下的逻辑信号：当任务执行模块62处于空闲状态时，状态信号F取“低”逻辑电平，而当任务执行模块62处于忙状态时状态信号F取“高”逻辑电平(图7)。
优选地，任务执行模块62是控制器4的串行数据通信外围部件。
在这种情况下，如所引用的图中所示，串行数据通信外围部件62执行预定义的测试任务，其方便地包括在预期的时间间隔TE内将给定信息IT从输入存储器位置MEM1传送到输出存储器位置MEM2。
如本领域技术人员将明确理解的那样，由串行数据通信外围部件62传送的信息IT的实际性质与本发明的目的无关。非常重要的是这些信息正常在已知的预期时间间隔TE内被传送(例如，10ms)。
优选地，串行数据通信外围部件62包括标志输出620，在标志输出620处，它提供指示其是否忙于传送上面提到的信息IT的状态信号F(例如，逻辑信号)。
数据处理模块63适于控制任务执行模块62，特别是命令任务执行模块62(例如，通过发送合适的控制信号C1)来执行上面提到的预定义的测试任务。
根据本发明，数据处理模块63适于通过获得指示由任务执行模块62执行上面提到的预定义测试任务所采用的时间的测得时间值TM并通过比较测得时间值TM与预期时间间隔TE来确定第一时钟源5是否正确操作。
如上面所提到的，数据处理模块63由第一时钟源5计时。以这种方式，从第一时钟源5接收的时钟信号CK1向数据处理模块63提供定时以便操作。
数据处理模块63可以是控制器4内部的数据处理部件或控制器4外部的数据处理布置(例如，数字型的电子电路)。
优选地，数据处理模块63适于通过在一个或多个后续检查时刻tCK周期性地检查任务执行模块62是否已经完成了上面提到的预定义测试任务来获得测得时间值TM。
优选地，数据处理模块63在每个检查时刻tCK检查由任务执行模块62提供的状态信号F。
优选地，每个检查时刻tCK由以下关系给出：
tCK＝tS+N1*TCK
其中tS是任务执行模块62开始执行上面提到的预定义任务的开始时刻，TCK是检查周期，并且N1是N1>＝1的整数。
数据处理模块63可以取决于可用的计算资源采用不同持续时间的检查周期TCK。
根据本发明的可能变体，检查周期TCK由以下关系给出：
TCK＝N2*T1
其中，T1＝1/f1是第一时钟信号CK1的时钟周期，并且N2是N2>＝1的整数。
根据本发明的替代变体，检查周期TCK由以下关系给出：
TCK＝N3*Ts
其中Ts是由控制器4在操作中采用的采样周期，并且N3是N3>＝1的整数。
这最后一个解决方案允许减少数据处理资源63的计算负荷。
优选地，数据处理模块63通过周期性地(即，每个检查周期TCK)在每个检查时刻tCK更新测得时间值TM来获得测得时间值TM。
优选地，为了获得测得时间值TM，数据处理模块63在每个检查时刻tCK更新第一内部计数器COUNT。
当任务执行模块处于忙状态时，内部计数器COUNT计数由数据处理模块63执行的检查周期的计数数量NCT。
在给定的检查时刻tCK的测得时间值TM因此由以下关系给出：
TM＝NCT*TCK
其中NCT是内部计数器COUNT的计数，并且TCK是数据处理模块63采用的检查周期。
优选地，数据处理模块63适于执行测试过程60，以确定第一时钟源5是否正常操作。
参考图5-7，现在详细描述测试过程60。
方便地，测试过程60以任务执行模块62在初始空闲状态下开始。在这种状况下，任务执行模块62在输出中提供指示所述任务执行模块处于空闲状态的合适状态信号F(例如，处于“低”逻辑电平)。
测试过程60包括开始步骤601，其中数据处理模块63使得任务执行模块62在开始时刻tS开始执行上面提到的预定义测试任务，优选地通过向后者发送控制信号C1进行。
响应于控制信号C1，任务执行模块62开始操作并且在输出中提供指示其处于忙状态的合适状态信号F(例如，处于“高”逻辑电平)。
在使任务执行模块62开始操作的上下文中，数据处理模块63将测得时间值TM设置为初始值。
优选地，数据处理模块63重置其内部计数器COUNT，以便执行开始步骤601。
测试过程60包括检查步骤602，其中数据处理模块63在一个或多个检查时刻tCK(在开始时刻tS之后)检查任务执行模块62是否已经完全执行了上面提到的预定义的测试任务，直到任务执行模块62已经完全执行了所述预定义的测试任务，或者直到从开始时刻tS起已经过去了太多时间。
在实践中，在检查步骤602，数据处理模块63执行一个或多个检查循环，以检查任务执行模块62是否已经完全执行了上面提到的预定义的测试任务并且检查从开始时刻tS起是否已经过去了太多时间。
所述检查循环在开始时刻tS之后的对应检查时刻tCK处执行，并且直到上面提到的预定义的测试任务完成的时刻。
优选地，如上面所提到的，两个后续检查时刻被给定的检查周期TCK分开。
如果任务执行模块62在给定的检查时刻tCK尚未完成上面提到的预定义的测试任务，并且从开始时刻tS起还没有过去太多时间，那么数据处理模块63在接下来的检查时刻tCK+TCK执行进一步的检查循环。
参考图7，显而易见的是，如果所述检查时刻tCK发生在上面提到的预定义任务完成的结束时刻tE之前(即，在预期的时间间隔TE＝tE-tS已经过去之前)，那么任务执行模块62在给定的检查时刻tCK处尚未完成上面提到的预定义的测试任务。
如果任务执行模块62在给定的检查时刻tCK已经完成了上面提到的预定义的测试任务，或者从开始时刻tS起已经过去了太多时间，那么检查步骤完成并且测试过程60将继续进一步的步骤。
参考图7，显而易见的是，如果所述检查时刻tCK发生在结束时刻tE之后(即，一旦预期的时间间隔TE＝tE-tS已经过去)，那么任务执行模块62在给定的检查时刻tCK已经完成了上面提到的预定义的测试任务。
优选地，数据处理模块63在每个检查循环检查由任务执行模块62提供的状态信号F，以确定任务执行模块62是否已经完成了上面提到的预定义的测试任务。
如果任务执行模块62尚未完成上面提到的预定义的测试任务，那么状态信号F将指示所述任务执行模块62仍处于忙状态(例如，状态信号F仍将处于“高”逻辑电平)。否则，状态信号F将指示所述任务执行模块62已经返回到空闲状态(例如，状态信号F将已经返回到“低”逻辑电平)。
优选地，为了确定从开始时刻tS起是否已经过去了太多时间，数据处理模块63在每个检查循环检查以下条件是否通过验证：
TM>TMAX
或以等同的方式：
TM＝NCT*TCK>TMAX＝NMAX*TCK
或以等同的方式：
NCT>NMAX
其中NCT是内部计数器COUNT的计数，TCK是由数据处理模块63采用的检查周期，TMAX是以这样一种方式高于预期时间间隔TE的最大时间，使得其不在为预期时间间隔TE提供的预定义兼容性范围R＝[TE-△Τ，TE+△Τ]中，并且NMAX是取决于最大时间TMAX的最大计数器数量。
在每个检查时刻tCK，数据处理模块63更新测得时间值TM。
优选地，在每个检查时刻tCK，数据处理模块63通过增加计数NCT来更新内部计数器COUNT，以更新测得时间值TM。
当任务执行模块62已经完全执行了上面提到的预定义测试任务时，完成检查测试602。
优选地，如上面所指示的，数据处理模块63通过检查由任务执行模块62提供的状态信号F来确定任务执行模块62已经完全执行了上面提到的预定义的测试任务。
然后，测试过程60包括确定步骤603，在该步骤中，数据处理模块63将测得时间值TM与预期的时间间隔TE进行比较，并且确定测得时间值TM是否与预期的时间间隔TE兼容。
优选地，测得时间值TM现在指示由数据处理模块63执行的检查循环的总数，因为数据处理模块63已经在每个检查时刻tCK周期性地更新了内部计数器COUNT。
技术人员当然将理解，如上所述的测得时间值TM的计算可能由于在数据处理模块63和任务执行模块62之间的交互期间可能发生的可能时间不对齐而经受定时误差。但是，由于预期的时间间隔TE比第二时钟信号CK2的第二时钟周期T2长得多，因此所述定时误差的实际影响减小。
优选地，数据处理模块63通过检查测得时间TM是否落入以预期时间间隔TE为中心的兼容性范围R＝[TE-△Τ,TE+△Τ]内来确定测得时间值TM是否与预期的时间间隔TE兼容(△Τ是预定义的兼容性时间阈值)。
如果它落入兼容性范围R内，那么测得时间值TM被认为与时间间隔TE兼容。否则，测得时间值TM被认为与时间间隔TE不兼容。
一旦确定步骤603被执行，数据处理模块63就完成了测试过程60。
优选地，数据处理模块63适于对一个或多个重复循环重复测试过程60。
优选地，数据处理模块63适于如果测得时间值TM被确定为对于最大数量的重复循环(这是根据需要预定义的)与预期的时间间隔TE不兼容，那么就将控制单元2置于指示存在故障状况的风险处理状态。
优选地，在确定测得时间值TM与预期的时间间隔TE不兼容的每个重复循环处，数据处理模块63更新第二内部计数器COUNT2。
当内部计数器COUNT2的计数NERR超过预定义的计数值时，数据处理模块63将控制单元2置于风险处理状态。
优选地，数据处理模块63在预定义的时刻重置内部计数器COUNT2，该预定义时刻由比时间NERR*TE(例如，2小时)长得多的时间间隔分开。
当处于风险处理状态时，控制单元2可以通过生成跳闸信号TS来执行保护功能，以激活内部继电器10或外部继电器10A，和/或通过提供命令信号CS来执行信令功能以激活合适的信令装置，和/或通过提供指示电子保护设备1的操作状态的监视信号MS来执行监视功能。
根据本发明的可能变体，预期的时间间隔TE可以是存储在存储器中的时间值，其取决于任务执行模块62的性能被适当地设置。
作为替代，预期的时间间隔TE可以是存储在存储器中的校准时间值，其在安装任务执行模块62时被测量和设置。
作为进一步的替代方案，预期的时间间隔TE可以是根据至少指示在控制单元2中或其附近测得的温度的温度值来计算(例如，由控制器4)的运行时间。
时间阈值ΔT可以类似于预期的时间间隔TE来设置。
在实践中，已经发现根据本发明的电子保护设备完全实现了预期的目标和目的。
根据本发明的电子保护设备1包括时钟测试布置6，其能够提供对为控制器4的数据处理资源40进行计时的第一时钟源5的功能的可靠且高效的检查。
时钟测试布置6不需要用于控制器4的高计算负荷，并且可以在工业水平上容易且便宜地布置。
时钟测试布置6显示出高度的使用灵活性并且可以在不同类型的电子保护设备中被采用。
已经证明电子保护设备1易于在工业上制造，并且相对于当前可用的电子保护设备具有竞争力的成本。

Claims (12)

1.一种用于低电压电力线路(100)的电子保护设备(1)，所述保护设备设有包括控制器(4)的控制单元(2)，控制器(4)包括数字数据处理资源(40)，数字数据处理资源(40)由第一时钟源(5)计时，第一时钟源(5)适于提供具有第一标称时钟频率(f1)的第一时钟信号(CK1)，所述控制单元(2)包括适于检查所述第一时钟源(5)是否正确操作的时钟测试布置(6)，其特征在于所述时钟测试布置包括：
-第二时钟源(61)，适于提供具有第二标称时钟频率(f2)的第二时钟信号(CK2)，所述第二时钟源适于独立于所述第一时钟源操作；
-任务执行模块(62)，由所述第二时钟源计时，所述任务执行模块适于在预期时间间隔(TE)内执行预定义的测试任务；
-数据处理模块(63)，由所述第一时钟源计时，并适于控制所述任务执行模块的操作，所述数据处理模块适于通过获得指示由所述任务执行模块(62)执行所述预定义测试任务所采用的时间的测得时间值(TM)并将所述测得时间值(TM)与所述预期时间间隔(TE)进行比较来确定所述第一时钟源是否正确操作。
2.如权利要求1所述的电子保护设备，其特征在于，所述第二时钟源的第二标称时钟频率(f2)低于所述第一时钟源的所述第一标称时钟频率(f1)。
3.如前述权利要求中的一项或多项所述的电子保护设备，其特征在于，所述数据处理模块(63)适于通过在一个或多个后续检查时刻(tCK)周期性地检查所述任务执行模块(62)是否已经完全执行了所述预定义测试任务并且通过在每个检查时刻(tCK)周期性地更新所述测得时间值(TM)来获得所述测得时间值(TM)。
4.如权利要求3所述的电子保护设备，其特征在于，所述每个检查时刻(tCK)由关系tCK＝tS+N1*TCK给出，其中tS是所述预定义测试任务的执行开始时刻，TCK是检查周期，并且N1是N1>＝1的整数。
5.如权利要求4所述的电子保护设备，其特征在于，所述检查周期(TCK)由关系TCK＝N2*T1给出，其中T1是所述第一时钟信号(CK1)的时钟周期，并且N2是N2>＝1的整数。
6.如权利要求4所述的电子保护设备，其特征在于，所述检查周期(TCK)由关系TCK＝N3*TS给出，其中Ts是由所述控制器(4)采用的采样周期，并且N3是N3>＝1的整数。
7.如权利要求3至6中的一项或多项所述的电子保护设备，其特征在于，所述数据处理模块(63)适于执行测试过程(60)，该测试过程包括：
-执行开始步骤(601)，其中所述数据处理模块(63)使所述任务执行模块(62)在开始时刻(tS)开始执行所述预定义的测试任务，并将所述测得时间值(TM)设置为初始值；
-执行检查步骤(602)，其中所述数据处理模块(63)在一个或多个后续检查时刻(tCK)检查所述任务执行模块(62)是否已经完全执行了所述预定义的测试任务，直到所述任务执行模块已经完全执行了所述预定义的测试任务或者直到所述测得时间值(TM)已经超过最大值，所述数据处理模块在每个检查时刻(tCK)更新所述测得时间值(TM)；
-当所述任务执行模块(62)已经完全执行了所述预定义的测试任务时或者当所述测得时间已经超过最大值时，执行确定步骤(603)，其中所述数据处理模块(63)将所述测得时间值(TM)与所述预期时间间隔(TE)进行比较，并确定所述测得时间值(TM)是否与所述预期时间间隔(TE)兼容。
8.如权利要求7所述的电子保护设备，其特征在于，所述数据处理模块(63)适于当执行所述检查步骤时检查指示所述任务执行模块处于空闲状态还是处于忙状态的状态信号(F)。
9.如权利要求7或8所述的电子保护设备，其特征在于，所述数据处理模块(63)适于对于一个或多个重复循环执行所述测试过程(60)。
10.如权利要求9所述的电子保护设备，其特征在于，如果所述测得时间值(TM)对于一个或多个重复循环与预期的时间间隔(TE)不兼容，那么所述数据处理模块(63)适于将所述控制单元(2)置于风险处理状态。
11.如前述权利要求中的一项或多项所述的电子保护设备，其特征在于，所述预期的时间间隔(TE)是存储在存储器中的预定义时间值或校准时间值。
12.如前述权利要求中的一项或多项所述的电子保护设备，其特征在于，所述预期的时间间隔(TE)是根据至少指示在所述控制单元中或附近测得的温度的温度值计算的时间值。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009059912A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Abb S.P.A. Electronic protection device against earth leakage currents and related detection procedure
CN101796489A (zh) * 2007-09-03 2010-08-04 Nxp股份有限公司 时钟监控单元
US20110068828A1 (en) * 2008-04-25 2011-03-24 Peter Anderson Method and System for Detecting Timing Characteristics in a Communications System
US20130113527A1 (en) * 2010-07-20 2013-05-09 Freescale Semiconductor, Inc. Clock circuit for providing an electronic device with a clock signal, electronic device with a clock circuit and method for providing an electronic device with a clock signal
CN103582876A (zh) * 2011-05-31 2014-02-12 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 用于测量设备的测量设备电子系统以及用于检查测量设备的方法
US20140344614A1 (en) * 2013-05-14 2014-11-20 National Instruments Corporation Specifying and Implementing Relative Hardware Clocking in a High Level Programming Language
US20150033101A1 (en) * 2013-07-26 2015-01-29 Honeywell International, Inc. Apparatus and method for detecting a fault with a clock source
CN105404535A (zh) * 2015-11-30 2016-03-16 中国人民解放军装甲兵工程学院 基于arm构架的纳秒级计时方法和系统
CN105930242A (zh) * 2016-05-06 2016-09-07 中国科学院计算技术研究所 一种支持精确访存检测的多核处理器随机验证方法及装置
CN106131947A (zh) * 2016-09-14 2016-11-16 潘进 一种无线网络设备间时钟同步的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5642052A (en) * 1995-06-05 1997-06-24 Etcon Corporation Hand-held tester for receptacle ground fault circuit interrupters
WO2003073577A1 (de) * 2002-02-28 2003-09-04 Siemens Aktiengesellschaft Prüfanordnung für einen leistungsschalter mit elektronischem auslöser
US7617409B2 (en) * 2006-05-01 2009-11-10 Arm Limited System for checking clock-signal correspondence
US8599523B1 (en) * 2011-07-29 2013-12-03 Leviton Manufacturing Company, Inc. Arc fault circuit interrupter

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101796489A (zh) * 2007-09-03 2010-08-04 Nxp股份有限公司 时钟监控单元
WO2009059912A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Abb S.P.A. Electronic protection device against earth leakage currents and related detection procedure
US20110068828A1 (en) * 2008-04-25 2011-03-24 Peter Anderson Method and System for Detecting Timing Characteristics in a Communications System
US20130113527A1 (en) * 2010-07-20 2013-05-09 Freescale Semiconductor, Inc. Clock circuit for providing an electronic device with a clock signal, electronic device with a clock circuit and method for providing an electronic device with a clock signal
CN103582876A (zh) * 2011-05-31 2014-02-12 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 用于测量设备的测量设备电子系统以及用于检查测量设备的方法
US20140344614A1 (en) * 2013-05-14 2014-11-20 National Instruments Corporation Specifying and Implementing Relative Hardware Clocking in a High Level Programming Language
US20150033101A1 (en) * 2013-07-26 2015-01-29 Honeywell International, Inc. Apparatus and method for detecting a fault with a clock source
CN105404535A (zh) * 2015-11-30 2016-03-16 中国人民解放军装甲兵工程学院 基于arm构架的纳秒级计时方法和系统
CN105930242A (zh) * 2016-05-06 2016-09-07 中国科学院计算技术研究所 一种支持精确访存检测的多核处理器随机验证方法及装置
CN106131947A (zh) * 2016-09-14 2016-11-16 潘进 一种无线网络设备间时钟同步的方法

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