CN111937109B - 电子切断装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子切断装置(10)，它包括第一输入端子(12)、第二输入端子(14)、第一输出端子(16)、第二输出端子(18)、插置于第一输入端子(12)和第一输出端子(16)之间的可控开关(22)、以及能产生被传送到可控开关(22)的控制信号(S)的控制电路(20)。该切断装置(10)还包括用于测量通过可控开关(22)消耗的电量的测量电路(30)、以及插置于第一输出端子(16)和第二输出端子(18)之间的有限阻抗电路(24)。所述控制电路(20)设计成产生控制信号(S)，以用于打开可控开关(22)并且用于当产生该打开控制信号(S)时监测所测量的电量(M)。本发明还描述了用于检测电子切断装置中的故障的方法。

Description

电子切断装置

技术领域

本发明总体上涉及允许选择性传输或切断对负载的供电的电子装置的领域。

更具体地，本发明涉及一种电子切断装置，它包括第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子、第二输出端子、插置于第一输入端子和第一输出端子之间的可控开关、以及用于为可控开关生成控制信号的控制电路。

背景技术

这种电子装置(在控制电路的控制下)允许选择性地(在输入端子之间)将电压施加至与输出端子相连接的负载。

控制电路可以根据各种指令、例如本地指令(例如，通过配备电子切断装置的按钮建立的指令)和/或远程指令(例如，通过控制电路接收的指令)来确定要生成的控制信号(用于打开或闭合可控开关)，从而提供较强的操作灵活性。

然而，这些电子装置中使用的某些可控开关可能保持在闭合位置(通常是因为由被供电的负载引起的瞬时超负荷，导致切断元件的触点之间相互熔接或粘连)，即使控制电路向其施加打开的控制信号。

文献EP 2 879 152描述了一种交流供电切断装置，它包括安装在供电线路上的继电器以及用于检测继电器的熔接故障的装置。

根据该文献，对可能存在的熔接故障的检测基于与供电线路缠绕在一起的变压器中的感应电流差，而这取决于继电器是否熔接。

发明内容

在这种情况下，本发明提出一种电子切断装置，它包括第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子、第二输出端子、插置在第一输入端子和第一输出端子之间的可控开关、以及适于产生用于所述可控开关的控制信号的控制电路，其特征在于，该电子切断装置包括用于测量通过可控开关消耗的电量的测量电路、以及插置在第一输出端子和第二输出端子之间的有限阻抗电路，以及，所述控制电路设计用于产生所述可控开关的打开的控制信号以及用于当产生所述打开的控制信号时监测所测量的电量。

由于插置在输出端子之间的有限阻抗电路，即使没有负载连接至输出端子，当可控开关处于闭合位置时，电流也会通过(经过)所述可控开关。这样，即使在没有负载的情况下，控制电路也可以通过测量电路检测可控开关的异常闭合(也就是说，当可控开关闭合时，控制电路生成打开的控制信号)。

根据本发明的电子切断装置的其他非限制性且有利的技术特征—这些特征可以单独应用或以技术上可能方式的相组合—如下：

-控制电路设计成，当产生所述打开的控制信号时，如果所测量的电量显示通过可控开关的电消耗不为零，则生成故障指示；

-故障指示是发光指示器的点亮；

-故障指示是发光指示器的点亮指令或传输到用户终端的故障信息；

-电子切断装置包括人机界面，该人机界面设计成将本地的指令信息(控制信息)传输至控制电路；

-电子切断装置包括通信电路，该通信电路设计成将远程的指令信息传输至控制电路；

-测量电路设计成测量通过(流经)可控开关的电流强度，所述电量即为所述电流强度；

-有限阻抗电路是安装在第一输出端子和第二输出端子之间的电阻。

本发明还提出一种检测电子切断装置中的故障的方法，该电子切断装置包括第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子、第二输出端子、插置在第一输入端子和第一输出端子之间的可控开关、以及适于产生用于可控开关的控制信号的控制电路，其特征在于，该电子切断装置包括插置于第一输出端子和第二输出端子之间的有限阻抗电路，以及在于，该方法包括如下所述的步骤：

-测量通过可控开关消耗的电量；

-通过控制电路产生用于可控开关的打开的控制信号；

-当产生所述打开的控制信号时，监测所测量的电量。

该故障检测方法还可以包括这样的步骤：当产生打开的控制信号时，如果所测量的电量显示通过可控开关的电消耗不为零，则生成故障指示。

附图说明

下面的说明作为非限制性示例给出并且参考附图进行，通过这些说明将明白本发明由什么组成以及如何实现。

在附图中：

-图1是一个电气系统的电路图，该电气系统包括根据本发明的电子切断装置；以及

-图2是一个流程图，它对如何实现电子切断装置进行了说明。

具体实施方式

图1示出一个电气系统，它包括(在此是交流的)电压源2、负载4和电子切断装置10，该电子切断装置插置于电压源2和负载4之间。

这种电子切断装置10例如是电气开关(即开关型的电气设备)，它旨在嵌入墙壁中或在墙壁上凸出地安装。

在此，电压源2通常是装备在建筑物(例如，住宅)中的电气网络，它在两个供电端子L、N之间施加交流电压、即电网电压，并且具有适用于法规规定的特征(例如，额定有效电压为230V，频率为50Hz)。在这种情况下，供电端子L是火线端子，供电端子N是零线端子。

负载4例如是灯(通过如下文所述的电子切断装置10控制而点亮和熄灭)。然而，其他类型的负载当然也是可以的。

相反，如图1中的虚线示意性地示出的，负载4的存在不是绝对的：在某些情况下，负载4可能不存在(例如，当负载4是灯时，在用户更换该负载4期间，或者，当电子切断装置10集成至电源插座时，在没有任何电气设备与该电源插座相连通的情况下)。如图1所示，当电子切断装置10与电压源2相连通时，该电子切断装置10可以在负载4存在或不存在的情况下运转。

电子切断装置10包括第一输入端子12、第二输入端子14、第一输出端子16和第二输出端子18。

在此处描述的示例中，第一输入端子12旨在与电压源2的火线端子L相连通，第二输入端子14旨在与电压源2的零线端子N相连通。

如图1所示，电子切断装置10包括串联安装在第一输入端子12和第一输出端子16之间的测量电路30和可控开关22。

第二输入端子14与第二输出端子18相互电气连接，并且在此直接地连接。换句话说，第二输入端子14与第二输出端子18具有相同的电势。

测量电路30设计用于产生由可控开关22消耗的电量的测量值M。该电量在此为通过可控开关22的电流强度，或者，它可以是由可控开关22消耗的电能。测量电路30例如通过分流器(分路器)实现。

电子切断装置10还包括控制电路20，该控制电路接收由测量电路30生成的测量值M。

控制电路20还可以通过控制信号S控制可控开关22的打开或闭合。

控制电路20例如是微控制器。这种微控制器通常包括处理器和至少一个存储器。该存储器尤其存储所设计的计算机程序指令，以使得微控制器当处理器执行这些指令时实现下述功能和流程(尤其是下面参照图2说明的流程)。

作为变型，控制电路20可以是具有专用程序的可编程电路。

如图1所示，控制电路20例如由供电电路32供电，该供电电路32一方面连接至第一输入端子12，另一方面连接至第二输入端子14，这样，供电电路32接收由电压源2生成的电压(在此，即电网电压)。

虽然图1没有示出，但供电电路32实际上也可以为电子切断装置10的其他元件供电。

根据第一实施例，控制电路20接收来自装备电子切断装置10的人机界面26的指令信息C(或本地指令C)。人机界面26例如是按钮(旋钮)，例如按压式按钮。

在本例中，控制电路20尤其根据由人机界面26产生的指令信息C来生成(打开或闭合可控开关22的)控制信号S。例如，可以设想，控制信号S随着对人机界面26的每次操作(即，例如对按压式按钮26的每次按压)而在闭合可控开关22的状态和打开可控开关22的状态之间切换。

根据第二实施例(如图1的虚线所示)—该实施例可与第一实施例相结合，控制电路20接收来自外部控制设备6的指令信息C’(或远程指令C’)，并且经由通信电路28与该控制设备6通信。

实际上，通信电路28(如图1的虚线所示，在本例中它装备电气切断装置10)可以适于与控制设备6建立无线连接，并且从而与控制设备6交换数据(尤其是指令信息C’)。

作为变型，通信电路28可以与控制设备6建立有线连接，在需要时，可以使用前文提到的电气网络中的电缆建立有线连接(例如，通过电力线网络技术)。

应当注意，指令信息C’可以通过各种网络(例如，包括移动电话网络和有线或无线的局域网络)从控制设备6(在本例中例如是用户终端，如智能手机)被传输至通信电路28。

另外，通信电路28还与控制电路20(例如，通过信息总线)相连，以便将由通信电路28(尤其从控制设备6)接收的数据(尤其是指令信息C’)传输至控制电路20。

电子切断装置10还包括安装在第一输出端子16和第二输出端子18之间的有限阻抗电路24。该有限阻抗电路24例如是电偶极子(在此为电阻)，在此，它的一个端子与第一输出端子16相连，另一个端子与第二输出端子18相连。该有限阻抗电路24例如具有介于100kΩ和1MΩ之间的电阻，在此为470kΩ的电阻。

当控制电路20(通过生成打开的控制信号S)控制可控开关22打开时，通常收到对应的指令信息C、C’，该控制电路20监测通过可控开关22消耗的电量的测量值M(所接收的测量值M如测量电路30中所述)。

在正常运转的情况下，可控开关22实际上是通过打开的控制信号S打开的，因而第一输入端子12与第一输出端子16之间没有任何电流经过。由测量电路30产生(并且被传输至控制电路20)的测量值M显示出零消耗(也就是说，通过可控开关22的电流强度为零)。

相反，如果测量电路30产生了表征非零消耗的测量值M(在此，即通过可控开关22的电流强度不为零)—这表示即使生成打开的控制信号S也仍有电流通过可控开关22，则意味着可控开关22保持在闭合位置(换句话说，即“粘连”)。

应当注意，由于安装在第一输出端子16和第二输出端子18之间的有限阻抗电路24的存在，即使没有负载4，该电流也会存在。

这样，如果控制电路20生成打开的控制信号S，并且接收到表征非零消耗的测量值M，则控制电路20生成故障指示I、I’，例如通过故障指示器34(在实际中通常是用户可见的发光二极管)发出发光指令I和/或向通信电路28发出故障信息I’。该故障信息I’可以由通信电路28传输至用户终端(例如，智能手机)。

为实现该目的，例如在控制电路20或通信电路28中存储与用户相关联的用户名(例如，电子邮件地址或电话号码)，接收到来自控制电路20的故障信息I’时，通信电路28使用所存储的用户名传输该故障信息I’。

根据一种可能的实施例，当控制电路20生成可控开关22闭合的控制信号S时，该控制电路20也可以监测通过可控开关22消耗的电量的测量值M。

在这种情况下，在正常运转中，因为有电路通过可控开关22(为有限阻抗电路24供电，并且可能为负载4供电)，所以电消耗不为零。

因此，如果控制电路20接收到表征可控开关22的零消耗的测量值M，并且控制电路20生成可控开关22闭合的控制信号S，则也表示运转故障，并且控制电路20可以控制故障指示器点亮(可能与故障指示器34不同)和/或通过通信电路28向用户终端发送故障信息。

图2是可在电子切断装置10中通过控制电路20实现的流程的示例。

该流程从步骤E2开始，在该步骤中，控制电路20向可控开关22传输闭合的控制信号S。可控开关22因而正常闭合，并且，如果存在负载4，则通过可控开关22为其供电。

在步骤E4中，(例如由于用户按压按钮26)控制电路20接收到指令信息C、C’。

由于接收到指令信息C、C’，控制电路20使得控制信号S转换，并且，在步骤E6中，向可控开关22传输打开的控制信号S。

在该打开的控制信号S被施加至可控开关22期间，在步骤E8中，控制电路20获得由可控开关22消耗的电量的测量值M，在此为由与可控开关22串联安装的测量电路30提供的电流强度的测量值。

如果所接收的测量值M显示电消耗为零(在此，即电流强度为零)，则表示可控开关22是打开的，并且电子切断装置10正常运转。该流程可以绕至步骤E8，以获得新的来自测量电路30的测量值M，并且继续监测该测量值M。

如果所接收的测量值M显示电消耗不为零，则表示即使可控开关22被施加打开的控制信号，但该可控开关22却还处于闭合位置，在这种情况下，流程继续进行至步骤E10，以告知用户该故障。

在步骤E10中，控制电路20向用户生成故障指示，例如，通过故障指示器34发出发光指令I和/或通过通信电路28向外部电气设备(例如，用户的智能手机)发出故障信息I’。

Claims (8)

1.电子切断装置(10)，包括第一输入端子(12)、第二输入端子(14)、第一输出端子(16)、第二输出端子(18)、插置于第一输入端子(12)和第一输出端子(16)之间的可控开关(22)、以及适于产生用于所述可控开关(22)的控制信号(S)的控制电路(20)，

其特征在于，该电子切断装置包括：

-测量电路(30)，该测量电路测量通过所述可控开关(22)消耗的电量，

-有限阻抗电路(24)，该有限阻抗电路插置于第一输出端子(16)和第二输出端子(18)之间，

以及在于，所述控制电路(20)设计用于产生可控开关(22)的打开的控制信号(S)，并且用于在产生所述打开的控制信号(S)时监测所测量的电量(M)，

其中，所述控制电路(20)设计用于，当产生所述打开的控制信号(S)时，如果所测量的电量(M)显示通过可控开关(22)的电消耗不为零，则生成故障指示(I；I’)。

2.根据权利要求1所述的电子切断装置，其中，所述故障指示是发光指示器(34)的点亮指令(I)。

3.根据权利要求1所述的电子切断装置，其中，所述故障指示是传输到用户终端的故障信息(I’)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子切断装置，包括人机界面(26)，该人机界面设计用于将本地的指令信息(C)传输至所述控制电路(20)。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电子切断装置，包括通信电路(28)，该通信电路设计用于将远程的指令信息(C’)传输至所述控制电路(20)。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电子切断装置，其中，所述测量电路(30)设计用于测量通过可控开关(22)的电流强度，所述电量为所述电流强度。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的电子切断装置，其中，所述有限阻抗电路是安装在所述第一输出端子(16)和所述第二输出端子(18)之间的电阻(24)。

8.检测电子切断装置(10)中的故障的方法，该电子切断装置包括第一输入端子(12)、第二输入端子(14)、第一输出端子(16)、第二输出端子(18)、插置于第一输入端子(12)和第一输出端子(16)之间的可控开关(22)、以及适于产生用于所述可控开关(22)的控制信号(S)的控制电路(20)，其特征在于，所述电子切断装置(10)包括有限阻抗电路(24)，该有限阻抗电路插置于第一输出端子(16)和第二输出端子(18)之间，以及在于，该方法包括下列步骤：

-测量通过所述可控开关(22)消耗的电量；

-通过所述控制电路(20)产生(E6)可控开关(22)的打开的控制信号(S)；

-当产生所述打开的控制信号(S)时，监测(E8)所测量的电量(M)，

其中，该方法还包括当产生所述打开的控制信号(S)时如果所测量的电量(M)显示通过可控开关(22)的电消耗不为零则生成故障指示(I；I’)的步骤(E10)。

Images