CN109983352B

CN109983352B - 用于断路器的测量传感器的制造方法

Info

Publication number: CN109983352B
Application number: CN201780070684.4A
Authority: CN
Inventors: 文森特·盖瑟斯
Original assignee: Hager Electro SAS
Current assignee: Hager Electro SAS
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2037-12-05
Also published as: FR3059783A1; JP6909293B2; JP2020517043A; EP3552034A1; EP3552034B1; CN109983352A; FR3059783B1; WO2018104652A1

Abstract

用于断路器的测量传感器的制造方法。本发明涉及一种测量传感器(10)的制造方法、借助所述方法制造的测量传感器、包括这种测量传感器(10)的断路器以及一种所述断路器(100)的控制方法。所述测量传感器(10)包括至少一个电流测量单元(12)，所述电流测量单元包括能够被初级导体(R、S、T、N)穿过的芯，以及缠绕在所述芯周围的第一导体、能够由初级导体(R、S、T、N)穿过的电流互感器(14)以及数据管理单元(18)。所述测量传感器(10)包括电压测量单元(16)，所述电压测量单元连接到初级导体(R、S、T、N)以测量初级导体(R、S、T、N)中出现的电位。

Description

用于断路器的测量传感器的制造方法

技术领域

本发明涉及断路器领域，并且涉及一种用于断路器的测量传感器的制造方法、一种用于断路器的测量传感器、一种包括这种测量传感器的断路器以及一种这样的断路器的控制方法。

背景技术

现有技术的断路器通常包括一个或多个电流传感器，其可以提供表示在初级导体中传送的电流和/或电压的信号，并将该信号提供给所述断路器的致动器的电子设备。为了确保致动器的准确触发，在组装断路器期间根据该信号校准所述电子设备。

从现有技术已知的这些断路器的缺点在于必须在同一生产线上将断路器的组装和所有传感器与断路器的电子设备的校准组合在一起。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于断路器的测量传感器的制造方法，该方法有助于断路器在其组装期间的校准。

为此目的，本发明提出一种用于断路器、优选用于电子断路器的测量传感器的制造方法，包括以下相继步骤：

提供电流测量单元、电流互感器、电压测量单元和数据管理单元的步骤，所述电流测量单元包括能够由初级导体穿过的芯并且包括缠绕在所述芯周围的第一导体，所述电流互感器能够由初级导体穿过，所述电压测量单元能够连接到初级导体以测量初级导体中出现的电位，所述数据管理单元包括非易失性存储器；

表征测量传感器的步骤，包括确定第一导体中感应的电信号相对于初级导体中感应的电信号的相移和电压测量单元中感应的电信号相对于初级导体中感应的电信号的相移，确定在第一导体中感应的电信号相对于在初级导体中感应的电信号的电流增益，并确定在电压测量单元中感应的电信号相对于在初级导体中感应的电信号的电压增益；

数据管理单元的参数化步骤，包括将在表征测量传感器的步骤中确定的表示相移的数据、表示电流增益的数据和表示电压增益的数据记录在非易失性存储器中。

所述制造方法具有允许以简单且优选自动的方式对传感器与断路器的致动器的控制单元进行校准和/或配对的优点。

根据一种可能性，该制造方法的特征在于，在表征测量传感器的步骤中，通过使初级导体穿过所述芯、通过将具有已知相移的交流电施加到所述初级导体、通过测量第一导体中的感应电流的总相移和通过从测量的总相移中减去所述已知相移来确定相移。

这些特征具有便于触发器和与其相关联的不同一个或多个传感器的校准的优点。

根据一种可能的附加特征，该制造方法的特征在于，在表征测量传感器的步骤中，通过将已知强度的电流施加到初级导体、通过测量初级导体中的感应电流的强度和通过将初级导体中的感应电流的强度除以已知强度的电流强度来确定电流增益，并且其特征在于，在表征测量传感器的步骤中，通过向初级导体施加已知电压、通过测量电压测量单元中的感应电压和通过将电压测量单元中的感应电压除以具有已知电压的电流的电压来确定电压增益。

这些特征具有便于校准触发器和各种传感器的优点。

本发明还涉及一种断路器的制造方法，所述方法包括根据制造根据本发明的断路器的测量传感器的方法制造测量传感器，并且还包括以下相继步骤：

提供包括控制单元的致动器的步骤；

将数据管理单元与控制单元配对的步骤，包括将数据管理单元电连接到控制单元，使得控制单元能够从数据管理单元的非易失性存储器提取表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据。

这些功能使得可在组装断路器时自动进行测量传感器和致动器控制单元的自动校准。

本发明还涉及一种用于断路器的测量传感器，其包括至少一个电流测量单元，所述电流测量单元包括能够被初级导体穿过的芯，以及缠绕在所述芯周围的第一导体、能够由初级导体穿过的电流互感器以及包括非易失性存储器的数据管理单元。所述测量传感器的特征在于，测量传感器包括电压测量单元，所述电压测量单元能够连接到初级导体以测量初级导体中出现的电位，并且特征在于所述测量单元借助根据本发明的方法制造。

根据一种可能性，芯和缠绕在所述芯周围的第一导体构成罗柯夫斯基线圈。

本发明还涉及一种断路器，所述断路器包括根据本发明的测量传感器，和包括控制单元的致动器，所述数据管理单元优选地电连接到控制单元，使得控制单元能够从数据管理单元的非易失性存储器提取表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据。

根据一种可能性，所述控制单元包括至少一个微控制器和至少一个优选地是非易失性的存储器，所述微控制器优选地能够将表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据保存在控制单元的存储器中。因此，可以执行测量传感器和触发器之间的配对的保存。

本发明还涉及一种根据本发明的断路器的控制方法。所述控制方法的特征在于它包括以下相继步骤：

从数据管理单元的非易失性存储器中通过控制单元的微控制器提取表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据的步骤；

将表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据保存在控制单元的存储器中的步骤；

控制单元的校准步骤，包括根据表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据和/或根据用户的调节确定至少一个触发阈值；和

操作步骤，其中当由电流测量单元测量的电流大于触发阈值时触发致动器。

根据一种可能的附加特征，在操作步骤中，控制单元以规则的时间间隔持续检查控制单元是否与数据管理单元电连接，并且在控制单元和数据管理单元之间的连接中断的情况下进入紧急操作模式。

这些特征使得可以确保断路器的正确和精确操作的连续性。

根据一种可能性，在紧急操作模式中，致动器被触发。

因此，一旦检测到控制单元和数据管理单元之间的连接中断，就触发断路器。

根据一种可能的附加特征，在紧急操作模式中，借助优选地布置在控制单元上的信号灯通知用户控制单元和数据管理单元之间的连接中断。

因此，在控制单元和数据管理单元之间的连接中断之后，用户被通知可能触发器被触发时没有服务。

根据一种可能的附加特征，在紧急操作模式中，借助控制单元的发送器发送包括表示控制单元和数据管理单元之间的连接状态的信息的消息，优选地发送至控制单元的远程或非远程显示设备。

因此，可以例如借助显示设备通知用户断路器的可能的故障，该显示设备可以布置在断路器和/或控制单元上或远离断路器和/或控制单元。

附图说明

通过以下描述将更好地理解本发明，该描述参考作为非限制性示例给出的优选实施方式，并且参考所附示意图进行解释，其中：

图1示意性地示出根据该实施方案的断路器，其包括根据该实施方案的四个测量传感器和致动器；

图2示出根据该实施方案的测量传感器的示意图。

具体实施方式

图2公开了根据该实施方案的用于断路器100的测量传感器10。断路器100优选地是电子断路器。所述断路器100包括至少一个测量传感器10，所述测量传感器包括电流测量单元12，所述电流测量单元包括能够被初级导体R、S、T、N穿过的芯和缠绕在所述芯周围的第一导体。测量传感器10还包括也能够由初级导体R、S、T、N穿过的电流互感器14和包括非易失性存储器的数据管理单元18。

测量传感器10包括电压测量单元16，所述电压测量单元能够连接到初级导体R、S、T、N，以测量导体R、S、T、N中出现的电位。

根据该实施方案的电流传感器10借助用于断路器100的测量传感器10的制造方法制造，该方法包括以下相继步骤：

提供电流测量单元12、电流互感器14、电压测量单元16和数据管理单元18的步骤，所述电流测量单元包括能够由初级导体R、S、T、N穿过的芯并且包括缠绕在所述芯周围的第一导体，所述电流互感器能够由初级导体R、S、T、N穿过，所述电压测量单元16能够连接到初级导体R、S、T、N以测量初级导体R、S、T、N中出现的电位，所述数据管理单元18包括非易失性存储器20；

表征测量传感器10的步骤，包括确定第一导体中感应的电信号相对于初级导体R、S、T、N中感应的电信号的相移和电压测量单元16中感应的电信号相对于初级导体R、S、T、N中感应的电信号的相移，确定第一导体中感应的电信号相对于初级导体R、S、T、N中感应的电信号的电流增益，并确定电压测量单元16中感应的电信号相对于初级导体R、S、T、N中感应的电信号的电压增益；

数据管理单元18的参数化步骤，包括将在表征测量传感器10的步骤中确定的表示相移的数据、表示电流增益的数据和表示电压增益的数据记录在非易失性存储器20中。

优选地，芯和缠绕在芯周围的第一导体构成罗柯夫斯基线圈。

根据一种可能性，用于断路器100的测量传感器10的制造方法的特征在于，在表征测量传感器的步骤中，通过使初级导体R、S、T、N穿过所述芯、通过将具有已知相移的交流电施加到所述初级导体R、S、T、N、通过测量第一导体中的感应电流的总相移和通过从测量的总相移中减去所述已知相移来确定相移。

根据该实施方案的用于断路器100的测量传感器10的制造方法的一种可能的附加特征，在表征测量传感器10的步骤中，通过将已知强度的电流施加到初级导体R、S、T、N、通过测量初级导体R、S、T、N中的感应电流的强度和通过将初级导体R、S、T、N中的感应电流的强度除以已知强度的电流强度来确定电流增益，并且其特征在于，在表征测量传感器的步骤中，通过向初级导体R、S、T、N施加已知电压、通过测量电压测量单元16中的感应电压和通过将电压测量单元16中的感应电压除以已知电压来确定电压增益。

该实施方案还涉及一种断路器100的制造方法，所述方法包括制造根据该实施方案的测量传感器10。断路器的制造方法还包括以下相继步骤：

提供包括控制单元62的致动器60的步骤；

将数据管理单元18与控制单元62配对的步骤，包括将数据管理单元18电连接到控制单元62，使得控制单元62能够从数据管理单元18的非易失性存储器20提取表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据。

该实施方案还涉及一种断路器100，优选地是电子断路器，其包括至少一个根据该实施方案的测量传感器10。

优选地，断路器100包括要保护的相位测量传感器。断路器100还包括致动器60，所述致动器包括控制单元62。测量传感器10的数据管理单元18优选地电连接到控制单元62，使得控制单元62能够从数据管理单元18的非易失性存储器20提取表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据。

根据一种可能性，控制单元62包括至少一个微控制器66和至少一个优选地是非易失性的存储器64。微控制器66优选地能够将表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据保存在控制单元62的存储器64中。

如尤其在图1中所公开的，根据该实施方案的断路器100包括致动器60，所述致动器60包括控制单元62，以及根据该实施方案的四个测量传感器10。断路器100的每个测量传感器10的电流测量单元12和电流互感器14分别由四个初级导体R、S、T、N中的一个穿过。每个测量传感器10的数据管理单元18优选地电连接到致动器60的控制单元62，使得控制单元62能够从每个传感器由(每个传感器的)数据管理单元18的非易失性存储器20提取表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据。借助根据该实施方案的测量传感器10的制造方法，因此每个测量传感器10可以分别在其非易失性存储器20中包括表示其相移的数据、表示其电流增益的数据以及表示其电压增益的数据。每个测量传感器10可以适于允许从致动器的控制单元62提取这些数据。

特别是从图2中可以看出，每个测量传感器10的电流互感器14优选地包括正极14a和负极14b。每个测量传感器10的电流测量单元12优选地包括正极12a和接地线12b，也称为模拟接地线(AGND)。接地线12b可以一方面连接到数据管理单元18，另一方面连接到电压测量单元16。数据管理单元18一方面包括通信接口18a，另一方面包括电源18b(VCC)。

电压测量单元16可以包括第一极16a和第二极16b。第一电压可以施加到第一极16a和接地线12b，或模拟地。由第一电压感应的来自第二极16b的第二电压可以施加到数据管理单元18。电压测量单元16可包括两个串联电阻器，在所述两个串联电阻器之间串联连接一个电容器。

该实施方案还涉及一种根据该实施方案的断路器100的控制方法。断路器100的控制方法包括以下相继步骤：

通过控制单元62的微控制器66从数据管理单元18的非易失性存储器20中提取表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据的步骤；

将表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据保存在控制单元62的存储器64中的步骤；

控制单元62的校准步骤，包括根据表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据和/或根据用户的保护设置确定至少一个触发阈值；和

操作步骤，其中当由电流测量单元12测量的电流大于触发阈值时触发致动器60。

根据控制方法的一种可能性，在操作步骤中，控制单元62以规则的时间间隔持续检查控制单元62是否与数据管理单元18电连接，并且在控制单元62和数据管理单元18之间的连接中断的情况下进入紧急操作模式。

当控制单元62和数据管理单元18之间的连接断开时，控制方法进入紧急操作模式，其中或者致动器60被触发以断开与断路器的连接以保护它的电路，或者通知用户控制单元62和数据管理单元18之间的连接中断，这优选地借助信号灯实现。信号灯优选地布置在控制单元62上和/或断路器100上。

根据另一种可能性，在紧急操作模式中，借助控制单元62的发送器发送包括表示控制单元62和数据管理单元18之间的连接状态的信息的消息，优选地发送至断路器100和/或控制单元62的远程或非远程显示设备。

在紧急操作模式中，致动器60被触发并且待保护的电路断开，优选地永久地断开，直到更换相应的测量传感器10或者直到重新建立控制单元62和数据管理单元18之间的连接为止。这种操作原理有利于与操作连续性相关的安全性。

根据该实施方案的控制方法的另一种可能性，在紧急操作模式中，通知用户控制单元62和数据管理单元18之间的连接的中断。根据这种可能性，断路器100继续在紧急操作模式下工作，而不能借助控制单元62提取表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据，从而执行控制单元62的校准。即使在根据该特征的紧急操作模式中，断路器100的触发器60的触发不太精确，也确保了断路器100的操作的连续性。

根据一种可能性，可以在数据管理单元18的非易失性存储器20中存入独有序列号，并且所述控制方法包括借助控制单元62定期提取独有序列号并检查相继提取的两个独有序列号是否相同。当在控制单元62两次提取序列号之间检测到独有序列号改变时，可以重复数据管理单元18与控制单元的配对步骤。

当然，本发明不限于在附图中描述和示出的实施方案。可以进行修改，特别是从各种元件的构造的角度或通过技术等同物的替换而实现，而不脱离本发明的保护范围。

Claims

1.一种断路器(100)的制造方法，包括用于断路器(100)的测量传感器(10)的制造方法，所述用于断路器(100)的测量传感器(10)的制造方法的特征在于，所述测量传感器包括至少一个电流测量单元(12)，所述电流测量单元包括能够被初级导体(R、S、T、N)穿过的芯，以及缠绕在所述芯周围的第一导体、能够由初级导体(R、S、T、N)穿过的电流互感器(14)以及包括非易失性存储器(20)的数据管理单元(18)，以及电压测量单元(16)，所述电压测量单元能够连接到初级导体(R、S、T、N)以测量初级导体(R、S、T、N)中出现的电位，并且所述用于断路器(100)的测量传感器(10)的制造方法包括以下相继的步骤：

提供电流测量单元(12)、电流互感器(14)、电压测量单元(16)和数据管理单元(18)的步骤，所述电流测量单元包括能够由初级导体(R、S、T、N)穿过芯并且包括缠绕在所述芯周围的第一导体，所述电流互感器能够由初级导体(R、S、T、N)穿过，所述电压测量单元能够连接到初级导体(R、S、T、N)以测量初级导体(R、S、T、N)中出现的电位，所述数据管理单元包括非易失性存储器(20)；

表征测量传感器(10)的步骤，包括确定第一导体中感应的电信号相对于初级导体(R、S、T、N)中感应的电信号的相移和电压测量单元(16)中感应的电信号相对于初级导体(R、S、T、N)中感应的电信号的相移，确定第一导体中感应的电信号相对于初级导体(R、S、T、N)中感应的电信号的电流增益，并确定电压测量单元(16)中感应的电信号相对于初级导体(R、S、T、N)中感应的电信号的电压增益；

数据管理单元(18)的参数化步骤，包括将在表征测量传感器(10)的步骤中确定的表示相移的数据、表示电流增益的数据和表示电压增益的数据记录在非易失性存储器(20)中，

其特征在于所述断路器(100)的制造方法还包括以下相继步骤：

提供包括控制单元(62)的致动器(60)的步骤；

将数据管理单元(18)与控制单元(62)配对的步骤，包括将数据管理单元(18)电连接到控制单元(62)，使得控制单元(62)能够从数据管理单元(18)的非易失性存储器(20)提取表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据。

2.根据权利要求1所述的断路器(100)的制造方法，其特征在于，在表征测量传感器的步骤中，通过使初级导体(R、S、T、N)穿过所述芯、通过将具有已知相移的交流电施加到所述初级导体(R、S、T、N)、通过测量第一导体中的感应电流的总相移和通过从测量的总相移中减去所述已知相移来确定相移。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的断路器(100)的制造方法，其特征在于，在表征测量传感器的步骤中，通过将已知强度的电流施加到初级导体(R、S、T、N)、通过测量初级导体(R、S、T、N)中的感应电流的强度和通过将初级导体(R、S、T、N)中的感应电流的强度除以已知强度的电流强度来确定电流增益，并且其特征在于，在表征测量传感器的步骤中，通过向初级导体(R、S、T、N)施加已知电压、通过测量电压测量单元(16)中的感应电压和通过将电压测量单元(16)中的感应电压除以具有已知电压的电流的电压来确定电压增益。

4.一种断路器，包括一种用于断路器(100)、优选用于电子断路器的测量传感器，所述测量传感器包括至少一个电流测量单元(12)，所述电流测量单元包括能够被初级导体(R、S、T、N)穿过的芯，以及缠绕在所述芯周围的第一导体、能够由初级导体(R、S、T、N)穿过的电流互感器(14)以及包括非易失性存储器(20)的数据管理单元(18)，

其特征在于，所述测量传感器(10)包括电压测量单元(16)，所述电压测量单元能够连接到初级导体(R、S、T、N)以测量初级导体(R、S、T、N)中出现的电位，并且特征在于所述测量单元借助根据权利要求1至3中任一项所述的方法制造，

其特征在于所述断路器还包括具有控制单元(62)的致动器(60)，所述数据管理单元(18)优选地电连接到控制单元(62)，使得控制单元(62)能够从数据管理单元(18)的非易失性存储器(20)提取表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据。

5.根据权利要求4所述的断路器(100)，其特征在于，芯和缠绕在所述芯周围的第一导体构成罗柯夫斯基线圈。

6.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述控制单元(62)包括至少一个微控制器(66)和至少一个存储器(64)，所述存储器优选地是非易失性的，所述微控制器(66)优选地能够将表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据保存在控制单元(62)的存储器(64)中。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的断路器(100)的控制方法，其特征在于包括以下相继步骤：

从数据管理单元(18)的非易失性存储器(20)中通过控制单元(62)的微控制器(66)提取表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据的步骤；

将表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据保存在控制单元(62)的存储器(64)中的步骤；

控制单元(62)的校准步骤，包括根据表示相移的数据和/或表示电流增益的数据和/或表示电压增益的数据确定至少一个第一触发阈值；和

操作步骤，其中当由电流测量单元(12)测量的电流大于第一触发阈值时触发致动器(60)。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，在操作步骤中，控制单元(62)以规则的时间间隔持续检查控制单元(62)是否与数据管理单元(18)电连接，并且在控制单元(62)和数据管理单元(18)之间的连接中断的情况下进入紧急操作模式。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在紧急操作模式中，致动器(60)被触发。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在紧急操作模式中，借助优选地布置在控制单元上的信号灯通知用户控制单元(62)和数据管理单元(18)之间的连接中断。

11.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在紧急操作模式中，借助控制单元(62)的发送器发送包括表示控制单元(62)和数据管理单元(18)之间的连接状态的信息的消息，优选地发送至致动器(60)的远程或非远程显示设备。