CN112272856B - 具有极限值智能确定的设备断路器及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有极限值智能确定的设备断路器及其方法。在训练阶段，将设备断路器设置为特定设备及其负载行为。在随后的监视阶段中，将训练阶段中确定的值与当前值或从中导出的值进行比较，并在必要时中断电流流动。本发明还涉及一种用于这种设备断路器的方法。

Description

具有极限值智能确定的设备断路器及其方法

技术领域

本发明涉及一种具有极限值智能确定的设备断路器及其方法。

背景技术

设备断路器用于电气系统工程的许多领域。设备断路器的任务是保护下游负载及其周围环境免受过电流或其影响。如果不使用此类设备断路器并且发生过电流，则下游负载和其他物体都会受到直接或间接影响。例如，过载可能导致下游负载或供应线上发生火灾。

这里的问题是负载表现出不同的电流特性。例如已知的是，例如电动机具有很高的启动电流，该启动电流可能远远高于额定电流。特定的负载，例如开关电源具有高的接通电流，其用于给电容充电。例如，某些负载在接通的一瞬间需要的电流是额定电流的5-7倍。还有其他负载具有会先做某事然后休息一下的时间。

到目前为止，必须建议此类系统操作员将额定电压确保在相应较高的值。

在设备断路器的某些解决方案中，可以调节关闭延迟。

但是，至今为止的解决方案仅是一种折衷，因为相应的系统操作员必须通过选择设备断路器及其开关行为来决定何时可能出现故障。但是，通常没有此类允许的过电流的技术数据；而常常是仅指定了持续电流或额定电流。

这导致系统操作员经常使用规格不正确的设备断路器，因此，设备断路器往往为时过晚地发挥实际的保护目的。

发明内容

本发明的目的是提出一种新概念，即提供一种具有极限值智能确定的设备断路器，该设备断路器根据允许的电流特性并且在过载的情况下提供改善的开关行为。是一种智能方法，提高了处理短路电流关闭的灵敏度和能力。

该目的根据独立权利要求之一的电流确定模块来实现。在从属权利要求，说明书和附图中给出了本发明的其他有利的设计方案。

附图说明

下面参考附图使用优选实施例更详细地解释本发明。

图中示出：

图1示出了根据本发明实施例的各方面的示意性流程图；

图2示出了根据本发明实施例的另一方面的示意性流程图；

图3示出了根据本发明实施例的设备断路器的示例性电流曲线图；

图4示出了根据本发明实施例的设备断路器的示例性电流曲线图；

图5示出了在一种负载情况下根据本发明的实施例设备断路器的示例性电流曲线图；

图6示出了根据本发明的另一实施例的各方面的示意性流程图；

图7示出了根据本发明的另一实施例的各方面的示意性流程图；

图8示出了在训练阶段中根据本发明实施例的设备断路器的示例性能量曲线的图；

图9示出了在监视阶段中根据本发明实施例的设备断路器的示例性能量分布图；

图10示出了根据本发明的设备断路器的逻辑框图示意图。

具体实施方式

下面（参考附图）将更详细地说明本发明。应当注意，描述了可以单独或组合使用的不同方面。也就是说，除非明确显示为纯替代，否则任何方面都可以与本发明的不同实施例一起使用。

此外，为了简单起见，下面通常仅参考一个实体。除非明确说明，否则本发明还可以具有多个相关实体。在这方面，词语“一”，“一个”和“一种”的使用仅应被理解为在简单的实施方式中使用至少一个实体的指示。

在方法描述中，方法的各个步骤可以以任何顺序排列和/或组合，除非上下文另有明确说明。此外，这些方法可以相互组合-除非另有明确说明。

具有数字值的说明通常不应被理解为精确值，但也包括+/- 1％到+/- 10％的公差。

对标准或规范或规则的引用应理解为是指在提交时和/或（如果要求优先权）在提交优先权时适用的标准或规范或规则。但是，这不应理解为对以下或替代标准或规范或规则的适用性的一般排除。

在下文中，“相邻”明确地包括直接相邻关系，但是不限于此。在下文中，“在...之间”明确地包括中间部分非常靠近周围部分的位置。

本发明具有极限值智能确定的设备断路器1有用于确定通过设备断路器1电流的电流确定模块IM，电流确定模块IM可以例如设计为从电阻上的电压测量或电感测量等获取电流值。电流确定模块IM可以以合适的方式提供电流参量。

在下文中，我们将从测量结果的数字处理开始，尽管本发明不限于此。

设备断路器1还具有用于记录时间的时间计数模块CLK。例如，数字时钟发生器，时钟信号或石英控制的时间信号或从电源电压导出的信号可用作基准时间。时间计数模块可以定义开始或停止条件以及计数方向，以便可以基于由基准时间控制的计数间隔以受控方式向上/向下计数时间周期。

此外，设备断路器还具有控制相应模块的处理器单元CPU。这些模块可以固定编程，也可以通过合适的无线或有线接口IO进行编程。通过该接口也可以实现远程信号通知和/或远程询问和/或训练阶段的远程启动和/或参数设置。处理器单元CPU例如可以是微控制器或微处理器。

根据本发明的设备断路器1至少有两种运行模式。

第一运行模式是训练阶段。在训练阶段中，设备断路器测量流过设备断路器1及所连接设备的电流大于设定下限值以及持续时间t_train。该下限值可以例如假定为1.3I_N（I_N为额定电流）。但是，本发明不限于该值。训练阶段最迟在达到一个设定的最大训练时间t_max时结束。在训练阶段期间，还确定流过设备断路器和所连接设备的最大电流I_train。

第二运行模式是监视阶段。在监视阶段中，设备断路器1监视通过设备断路器和所连接的设备的电流，当电流超过下限值时，也就是说例如超过1.3 I_N，则将后续的电流与训练阶段确定的最大电流I_train相比较。

在达到或超过确定的最大电流I_train和/或达到或超过所述持续时间t_train时，设备断路器1会中断电流流动，例如通过开关S。该开关S可以适当地设计为机电或电子开关（例如，半导体开关）。

这意味着，与现有技术不同，现在将针对该设备量身定制的训练资料用作故障判定的基础。这极大地提高了安全性，因为不会发生过去已知的错误规格设定。

换句话说，在训练阶段中训练设备断路器设备。例如，在训练阶段中在预定的最大时间段t_max中确定负载的峰值电流和/或测定电流高于1.3 ×额定电流I_N有多长时间的持续时间段。然后可以将最大电流和最大学习时间t_max指定为极限值。如果超过极限值之一，则训练阶段结束。由峰值电流和/或最大作用时间确定的测量值存储为后续监视阶段的阈值。

在本发明的一个实施例中，在达到电流的设定的上限值I_Max时，训练阶段结束。也就是说，当达到设备断路器的电流功率极限时，则出于安全原因可能会强制关机并进而也结束训练阶段。

在监视阶段中，电流由设备开关监视。如果电流上升到先前确定的阈值以上，例如超过1.3I_N额定电流时，将进一步扫描电流曲线，并将其与存储的峰值电流阈值和最大作用时间进行比较。如果超过这些阈值，则断开负载。

图1示出了示例性方法。该方法以“开始”开始。训练阶段现已开始。在步骤100中，首先启动时间计数模块的计数器/计时器。在步骤110中，开始时间ta被存储为当前计数器日期/计时器日期，并且在步骤120中，确定通过设备断路器的电流和计数器的时间。在步骤130中，检查运行着的训练阶段的时间是否仍在最大学习时间t_max之内。

如果不是这种情况（否），则该方法可以在可选步骤140中用信号通知结束，然后在该时间过去之后终止该方法。由于在训练阶段中未测量到较高的电流，因此可以假定额定电压选择错误或未连接任何负载。这可以例如在步骤140中被信号通知为错误代码。

如果运行着的训练阶段的时间仍在最大学习时间t_max之内（是），则在步骤150中检查通过设备断路器的电流是否大于设定的下限值，例如1.3 I_N。

如果不是这种情况（否），则该方法可以跳回到步骤130并再次运行其他步骤。

另一方面，如果流过设备断路器的电流大于设定的下限值，例如， 1.3I_N，（是），则可以在步骤160中为电流峰值保存一个标记。例如，该标记将被设置为“0”，因为尚未出现先前的峰值电流。在步骤170中，还可以为训练阶段的起始时间设置标记ta。

在另一步骤170中，（再次）确定通过设备断路器电流的计数器时间。

在步骤180中，现在比较通过设备断路器的最后确定的电流是否大于电流峰值的标记。在第一次运行的情况下，情况总是如此，因此在步骤190中，由设备断路器将电流峰值的标记值替换为最后确定的电流。另一方面，如果在步骤180中最后确定的通过设备断路器的电流不大于电流峰值的标记，则可以跳过步骤190。

在接下来的步骤200中，现在比较通过设备断路器的最后确定的电流是否大于设定的下限值。在最后确定的通过设备断路器的电流大于设定的下限值的情况下，在步骤210中存储标记t_e作为训练阶段的终点的当前计数器日期/计时器日期。在最后确定的通过设备断路器的电流不大于特定的下限值的情况下，跳过步骤210。显然，步骤210和相关联的评估也可以并入训练方法中的其他地方，从而例如将关于通过设备断路器的最大电流的比较执行作为第一比较。

在步骤220中，现在可以比较最后确定的电流或电流峰值的标记是否小于通过设备断路器的最大电流I_Max。如果不是这种情况，则可以在可选步骤240中信号通知结束，然后通过断开设备断路器来终止该方法。由于在训练阶段开始时测量的电流过高，因此可以假定设备断路器例如由于设备断路器的能力不足或因为短路而无法成功启动。这可以例如在步骤240中被信号通知为错误代码。

另一方面，如果最后确定的电流或电流峰值的标记小于通过设备断路器的最大电流I_Max，则该方法可以继续执行步骤250。在步骤250中，检查运行着的训练阶段的时间是否在最大学习时间t_max之外。

如果不是这种情况（否），则该方法返回到步骤180。

如果运行着的训练阶段的时间在最大学习时间t_max之外（是），则在步骤260中检查通过设备断路器的电流是否大于设定的下限值，例如1.3 I_N。

如果是这种情况（是），则该方法可以在可选步骤270中用信号通知结束，然后终止该方法。这可以例如在步骤270中被信号通知为错误代码。在这种情况下，必须假设设备断路器在运行期间承受较高电流的负载时间过长，因此不适合负载使用。

但是，如果不是这种情况（否），则训练阶段可以进入最后一个阶段。在步骤280中，可以为峰值电流的阈值为随后的监视阶段分配的峰值电流的标记的值。在步骤290中，可以从开始时间ta的标记和结束时间te的最后存储的标记确定作为接下来的监视阶段的关断时间的阈值的时间差。在可选步骤300中，可以用信号通知训练阶段的成功结束，训练方法由此结束。

在监视阶段中，优选（连续地）监视流过设备断路器的电流是否大于设备断路器的最大电流。如果电流增加，则设备断路器将关闭。

图2示出了示例性方法。该方法以“开始”开始。现在开始监视阶段。在步骤400中，将通过设备断路器的最新确定的电流与设定的下限值和先前确定的峰值电流阈值进行比较。如果最后确定的通过设备断路器的电流大于设定的下限值，例如1.3I_N，并且小于先前确定的峰值电流阈值，则在步骤410中启动/初始化计时器。否则，该方法返回到步骤400。

在步骤410之后，在步骤420中测量电流并确定计时器。在步骤430中，对计时器是否低于关断时间的阈值进行比较。如果不是这种情况（否），则该方法结束（步骤440）。另一方面，如果计时器低于关断时间的阈值（是），则在步骤450中进行检查最后测量的电流是否小于峰值电流的阈值。如果不是这种情况（是），则该方法结束并且可以信号通知识别出的短路（步骤460）。另一方面，如果最后测量的电流低于峰值电流的阈值（是），则在步骤470中检查最后测量的电流是否大于所特定的下限值，例如1.3I_N。如果不是这种情况（否），则该方法返回其开始。另一方面，如果最后测量的电流大于设定的下限值，例如 1.3I_N，（是），则该方法返回到步骤420。

应该注意的是，该实施例仅是示例。例如步骤430、450、470的查询都可以毫无问题地以不同的顺序和/或彼此组合地布置。

现在将根据本发明实施例的设备断路器的行为与根据现有技术的设备断路器的行为进行比较。

在图3中示出了在第一负载情况和第二负载情况下根据本发明的实施例的设备断路器的电流曲线。第一负载情况在图中以实线显示。第二种负载情况在图中以虚线显示。

在第一负载情况下，在增加到预定的阈值以上之后，例如两倍于额定电压，即2I_N，首先关断，然后重新接通。电流再次急剧上升到超过额定电压两倍的值，即2I_N。现在，在t_k之后，由于再次短暂达到了关断条件，因此识别出短路情况，设备断路器永久断开。

在第二负载情况下，在达到设定的下极限，例如1.3I_N后出现过载情况。如果在超过设定的下极限后的一个时间段内电流仍高于设定的下极限，则设备断路器将永久关闭。在现有技术中，至少在这种情况下，由于较高设计的2I_N为关断条件，设备断路器将无法正确识别过载情况，并且取而代之的是，如虚线所示，在t_u之后将无法继续运行。

然而，在根据本发明的设备断路器的训练阶段中，将确定峰值电流的阈值和关断时间的阈值。

通过本设备断路器，现在可以区分两种情况（过载，短路）并提供合适的开关行为。例如，如图4所示，由于电流没有上升超过阈值或者在关断时间的阈值之内下降到下限值以下，所以可以将短路情况与其他情况区分开。同样，可以识别出不存在过载情况，因为现在如图5所示，电流下降到关断时间阈值内的设定的下限值以下。

也就是说，通过本设备断路器能够将不危险的负载情况与危险的负载情况区分开。由于避免了不必要的/错误的关断，提高了受保护负载的可用性，而另一方面，可以可靠地区分真实的短路情况和真实的过载情况。

在本发明的实施例中，提供了具有极限值智能确定的设备断路器1。

在实施例中，具有极限值智能确定的设备断路器1有用于确定能量的能量确定模块EM，用于确定通过设备断路器1电流的电流确定模块IM，用于确定设备断路器输入和输出电压的电压确定模块以及用于记录时间的时间计数模块CLK和用于设定跳闸额定电流的跳闸电流设定装置。在此应当注意，设备断路器的不同实施例可以共同的形式或合适的混合形式来实现。相应的装置可以一起使用。尽管用于确定能量的能量确定模块EM与用于确定电流的电流确定模块IM分开示出，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在电流确定并且已知的时间间隔时，可以从中确定能量。在这方面，对用于确定能量的能量确定模块的引用仅应被理解为对要达到的中间结果的引用。

设备断路器1在训练阶段测量通过设备断路器1流向负载的能量的训练持续时间t_train，其中，训练阶段的持续时间t_train不超过限制的最大训练时间t_max。

例如，当电流超过设定的下限例如1.3I_N时立即开始测量。然后，将能量分量（与下限有关的正+和负-）相加，请参见图8。这例如可以通过以下方式实现：

在经过最大训练时间t_max后，将其保存为极限值E_verbr.train。

在随后的监视阶段中，设备断路器1测量电流能量并将其累加成总和值ΣE。这例如可以通过以下方式实现：

在此，仅考虑大于设备断路器1额定电流值的能量输入，请参见图9。这可以不同的方式实现，并且公式关系仅反映一种可能的考虑形式。

当累加的负载能量ΣE大于或等于在训练阶段中确定的负载能量极限值E_verbr.train时，设备断路器1中断电流流动。

应当注意的是，在实施例中使用滑动监视（依次监视），从而对于从各个时间点起设定前后间隔，将负载能量（超出额定负载的总能量和/或能量分量）与来自训练阶段的相应的参考值，例如下限值进行比较。

训练阶段中的示例性方法在图6中示出。训练阶段以“开始”来开始。同样，训练阶段可以自动开始，也可以手动开始，例如可以通过按下按钮或通过控制命令来触发。

在步骤500中，再次如之前在步骤100中一样，启动计数器。在步骤510中，再次如在步骤110中一样，将开始时间t_a存储为当前计数器日期/计时器日期，并且在步骤120中确定通过设备断路器1的电流和计数器的时间。在步骤520中，检查（类似于步骤130）运行着的训练阶段的时间是否仍在最大学习时间t_max之内。

如果不是这种情况（否），则该方法可以在步骤530中信号通知结束，然后在该时间后结束该方法。由于在训练阶段未测量到较高的电流，因此可以假定额定电流选择错误或未连接任何负载。这可以例如在步骤530中被信号通知为错误代码。

如果运行着的训练阶段的时间仍在最大学习时间t_max之内（是），则在步骤540（类似于步骤150）中检查通过设备断路器的电流是否大于设定的下限值，例如 1.3I_N。

如果不是这种情况（否），则该方法可以跳回到步骤510并再次运行其他步骤。

另一方面，如果流过设备断路器的电流大于设定的下限值，例如，1.3I_N，（是），则在步骤550中可以存储能量的标记，例如，该标记将被设置为“0”，因为尚未发生以前的能量输入。

在另一步骤560（类似于步骤170）中（再次）确定通过设备断路器1的电流和计数器的时间。

基于确定的电流和时间值，根据以下公式累加能量分量：

在步骤580（类似于步骤180）中，现在比较由设备断路器以这种方式确定的能量是否小于最大能量阈值（设备断路器的功率阈值）的标记。在由设备断路器确定的最后能量大于最大能量阈值（否）的情况下，这可以在可选步骤590中用信号通知并且可以中断该方法。另一方面，如果最后由设备断路器确定的能量不大于最大能量阈值，则可以在步骤600中检查电流的测量值是否小于通过设备断路器的最大电流（类似于步骤230）。

在步骤600中，现在可以比较最后确定的电流或电流峰值的标记是否小于通过设备断路器1的最大电流I_Max。如果不是这种情况，则可以在可选步骤610中用信号通知结束，然后通过断开设备断路器来结束该方法。由于在训练阶段开始时测量的电流太高，因此可以假定设备断路器例如由于设备断路器的性能不足或因为短路而无法成功启动。这可以例如在步骤610中被信号通知为错误代码。

另一方面，如果最后确定的电流或电流峰值的标记小于通过设备断路器的最大电流I_Max，则该方法可以继续进行步骤620。

在步骤620中，检查运行着的训练阶段的时间是否在最大学习时间t_max之外。

如果不是这种情况（否），则该方法返回到步骤560。

如果运行着的训练阶段的时间超出最大学习时间t_max（是），则训练阶段中的方法进入到最后阶段。

在步骤630中，可以为随后的监视阶段的能量的阈值分配能量的标记值。在步骤640中，可以用信号通知训练阶段的成功结束，训练方法由此结束。

应该注意的是，该实施例仅是示例。例如查询都可以毫无问题地以不同的顺序和/或彼此组合地布置。

以这种方式设置的设备断路器1的监视阶段在图7的流程图中示例性地示出。

监视阶段以“开始”开始。在第一步骤700中，将当前累加的能量的标记设置为“0”。

在另一步骤710中（类似于步骤420）（再次）确定通过设备断路器1的电流和计数器的时间。

在步骤720中根据以下公式计算能量的标记。

在随后的步骤730中进行比较，能量的标记是否小于在训练阶段中确定的负载能量（能量阈值）。如果是这种情况（是），则该方法返回到步骤710。然而，如果该标记不小于在训练阶段中确定的负载能量，则以设备断路器1的断开来结束该方法。

也就是说，在第二种方案中，运行也分为训练阶段和监视阶段。在训练阶段中，在预定的学习时间t_max内将能量累加。将最大电流和电流积分I²t都指定为极限值。如果超过二者极限值之一，则学习过程结束。否则，将测得的能量保存为阈值。在监控阶段，以连续方式扫描能量流并累加，其中，同时根据当前设定的电流减去最大允许的能量

。将以这种方式累加的能量与训练过的存储能量阈值进行比较。如果发现超出，则断开负载。

在另一个实施例中，还可以规定累加的能量为合成能量。合成能量是由输入电流产生的能量与热能的辐射/耗散所释放的能量之差。

是在一个初始温度下，由热能的辐射/耗散而产生的能量可以迭代地由输入能量和开关参数得出。

在实施例中，具有极限值智能确定功能的设备断路器1有用于确定能量的能量确定模块EM、用于确定通过设备断路器1电流的电流确定模块IM以及用于记录时间的时间计数模块CLK。

在电流小于或等于设定的上限值I_Max且能量小于或等于设定上限值E_Max的训练阶段中，确定相对于设定的电流下限值（1.3I_N）的负载能量E_train，训练阶段从电流达到设定的电流下限值时开始。

在随后的监视阶段中，将大于设定的电流下限值（1.3I_N）的负载能量累加，其中，当累加的负载能量大于或等于在训练阶段（E_train）中确定的负载能量，则设备断路器1例如通过开关S中断电流流动。

在本发明的另一实施例中，具有极限值智能确定功能的设备断路器1有用于确定能量的能量确定模块EM，用于确定通过设备断路器1的电流的电流确定模块IM，用于确定设备断路器输入和输出电压的电压确定模块以及用于记录时间的时间计数模块CLK。

在训练阶段中，当电流小于或等于设定的上限值（I_Max）时，设备断路器1累加产生的能量，其中，累加的能量是电流输入能量与热能辐射/耗散所释放能量之差，热能辐射/耗散所释放的能量，是在初始温度下，由输入能量和散热开关特性参数迭代计算获得。

当达到设定的最大训练时间t_max时，训练阶段结束。此时得到的最终能量最为能量极限值E_train。该能量对应于负载的最大能量。

在随后的监视阶段中，设备断路器1相应地累加产生的负载能量，当产生的负载能量大于或等于在训练阶段中确定的负载能量极限值E_train时，则设备断路器1通过开关S中断电流流动。

在另一个实施例中，根据本发明的设备断路器1还具有用于确定开关S温度的温度测量模块TM，其中，所确定的温度用作设定的初始温度。

替代地或附加地，当达到设定的极限温度T_max时，设备断路器1中断电流的流动。

尤其可以在所有实施例中提出，设备断路器1具有半导体开关S。特别地，设备断路器1可以具有MOS-FET晶体管作为开关S。

在不限制一般性的情况下，可以在所有实施例中提出，最大训练时间t_max可以由用户在本地或远程设置。替代地或附加地，在所有实施例中也可以提出，最大训练时间t_max被设备断路器预先确定为上限。

根据又一实施例，根据本发明具有极限值智能确定功能的设备断路器1有用于确定通过设备断路器1电流的电流模块IM和用于记录时间的时间计数模块CLK。

在训练阶段t_train中，一旦流过的电流超过第一极限值（例如> 1.3 I_N），设备断路器1就会以规律的时间间隔t_train1，... t_train2，...测量通过设备断路器1的电流并保存相应的值 I_train1，... I_train2，...。

当达到设定的最大训练时间t_max时，训练阶段结束。

在随后的监视阶段中，设备断路器1监视电流流动。如果电流流动超过特定的第二极限值（例如1.3 I_N），则以规律的时间间隔t_u1，...t_u2，...将电流值I_u1，...I_u2，...与训练阶段相应确定的电流值进行比较，一旦检测到偏差，设备断路器就会中断电流。

当然，相应的方法可以适用于其他情况，这适用于所有上述实施例。例如，通过相应地选择训练时间或通过设备断路器的最大电流，可以与市场上当前可用的设备断路器的行为相比，设计敏感和不敏感的设备断路器的跳闸行为。如果例如将最大电流设置为设备断路器的性能极限，并将为此可用的训练时间也设置为设备断路器的性能极限，则会获得相当不敏感的行为。另一方面，如果将训练时间和/或最大电流选择为小于设备断路器的性能极限，则灵敏度会提高。

在不限制一般性的情况下，还可以为所有前述实施例提出，设备断路器训练阶段中或之前确定额定电流。以这种方式确定的额定电流可以例如用于确定训练阶段中的阈值，也就是例如1.3I_N。

同样地，对于所有上述实施例，为了确定在设备断路器中的最大能量输入，可以考虑用于学习过程的设备断路器的电子组件的热等效电路图和负载在监视模式下学习到的假定的热运行行为。

在不限制一般性的情况下，对于所有上述实施例，训练阶段可以由外部触发器，例如开关元件或者控制命令开始和/或结束。另外，可以重复训练阶段。

此外，在不限制一般性的情况下，可以为所有上述实施例提出，训练阶段的最大时间t_max静态地根据最大允许峰值电流来确定。这样可以防止超过设备断路器中电子设备的I²t。

此外，只要不超过I²t，就可以通过几次受控启动来确定负载的最大电流值，并且可以相应地延长最大时间阈值。

应当注意的是，当然，对于所有上述实施例也可以提出，最大峰值电流I_Max和训练阶段的最大时间t_max可以根据设定的额定电流I_N来确定。为了输入一个或多个值，例如可以在设备断路器上提供一个输入元件，或者可以通过合适的有线/无线接口对设备断路器进行参数设置。

参考标号列表

1 设备断路器;

CLK 用于记录时间的时间计数模块;

IM 用于确定电流的电流确定模块;

EM 用于确定能量的能量确定模块;

TM 用于确定温度的温度测量模块;

CPU 处理单元;

IO 接口;

S 开关。

Claims (23)

1.具有极限值智能确定的设备断路器（1），其特征在于，设备断路器（1）包括有：处理器单元CPU和与之相连的电流确定模块IM、时间计数模块CLK，设备路器（1）有连接负载的开关S；电流确定模块IM通过电流传感器获取流经开关S的电流，并执行如下操作：

在最大训练时间t_max内测量大于下限值1.3额定电流的电流连续流过所述设备断路器到所连接设备的持续时间t_train，以及确定流过所述设备断路器到所连接设备的最大电流I_train；

在随后的监视阶段中，所述电流确定模块IM监视电流流动，当电流大于所述下限值1.3额定电流时，将所述电流与确定的最大电流I_train进行比较，在达到或超过所确定的最大电流I_train和/或达到或超过所述持续时间t_train时，设备断路器中断电流流动。

2.根据权利要求1所述的设备断路器（1），其特征在于，最大训练时间是当电流达到预先设定的一个上限值I_Max时的时间。

3.具有极限值智能确定的设备断路器（1），其特征在于，设备断路器（1）包括有：处理器单元CPU和与之相连的能量确定模块EM以及时间计数模块CLK，能量确定模块EM含有设备断路器输入和输出的电压确定模块和额定跳闸电流调节模块，设备路器（1）有连接负载的开关S；电流确定模块IM通过电流传感器获取流经开关S的电流，所述能量确定模块EM测量通过所述设备断路器（1）的负载能量，将负载能量累加起来保存为负载能量极限值E_verbr.train，训练持续时间t_train不超过最大训练时间t_max；所述能量确定模块EM测量负载能量E_verbr并将其累加成负载能量总和值ΣE，当测量的负载能量大于所述设备断路器（1）额定电流值输入能量，并且累加的负载能量总和值ΣE大于或等于在训练阶段中确定的负载能量极限值E_verbr.train时，所述设备断路器（1）中断所述电流流动。

4.根据权利要求3所述的设备断路器（1），其特征在于，累加的负载能量是合成能量，在初始温度下，所述合成能量是输入电流产生的输入能量与通过热能辐射/耗散所释放能量之间的差，是由所述输入能量和通过开关特性散热参数迭代计算出的通过热能辐射/耗散所释放能量之差。

5.具有极限值智能确定的设备断路器（1），其特征在于，所述设备断路器（1）包括有：处理器单元CPU和与之相连的能量确定模块EM、电流确定模块IM和时间计数模块CLK，设备路器（1）有连接负载的开关S；电流确定模块IM通过电流传感器获取流经半导体开关S的电流，并执行如下操作：

在电流小于或等于设定的上限值I_Max且能量小于或等于设定的上限值E_Max时，确定大于下限值1.3额定电流的电流所产生的负载能量E_train；所述能量确定模块EM累加大于下限值1.3额定电流的电流所产生的负载能量，当累加的能量大于或等于在训练阶段中确定的负载能量E_train时，所述设备断路器中断电流流动。

6.具有极限值智能确定的设备断路器（1），其特征在于，所述设备断路器（1）包括有：处理器单元CPU和与之相连的能量确定模块EM、电流确定模块IM、时间计数模块CLK，能量确定模块EM含有设备断路器输入和输出的电压确定模块，设备路器（1）有连接负载的开关S；电流确定模块IM通过电流传感器获取流经半导体开关S的电流，并执行如下操作：

当测量的电流小于或等于设定的上限值I_Max时，所述能量确定模块EM累加电流产生的合成能量，在初始温度下，所述合成能量是输入电流产生的能量与通过热能辐射/耗散释放的能量之间的差，所述能量确定模块EM通过输入能量和散热开关特性参数迭代计算出通过热能的辐射/耗散所释放的能量，当达到设定的最大训练时间t_max时结束训练阶段，并将此时确定的合成能量作为负载能量E_train的极限值；

在随后的监视阶段中，能量确定模块EM累加负载能量，当累加的负载能量大于或等于在所述训练阶段中确定的负载能量E_train的极限值时，则所述设备断路器中断所述电流流动。

7.根据权利要求6所述的设备断路器（1），其特征在于，监视阶段中的监视是从监视时间起始点间隔依次监视，将依次间隔时间累加的所述负载能量与训练阶段确定的负载能量的极限值进行比较。

8.根据权利要求1或3或5或6所述的设备断路器（1），其特征在于，所述设备断路器还具有用于确定设备断路器开关温度的温度测量模块，通过温度测量模块确定初始温度。

9.根据权利要求1或3或5或6所述的设备断路器（1），其特征在于，所述设备断路器还具有用于确定设备断路器开关温度的温度测量模块，所述设备断路器在开关温度达到设定的极限温度T_max时中断所述电流流动。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备断路器（1），其特征在于，所述开关S是MOS-FET半导体开关。

11.具有极限值智能确定的设备断路器（1），其特征在于，所述设备断路器（1）包括有：处理器单元CPU和与之相连的电流确定模块IM，以及时间计数模块CLK，设备路器（1）有连接负载的开关S；电流确定模块IM通过电流传感器获取流经开关S的电流，并执行如下操作：

当电流超过第一极限值，所述电流确定模块IM以顺序时间间隔t_train1,… t_train2,…测量通过所述设备断路器（1）的电流并保存相应的值I_train1,… I_train2,…，当达到设定的最大训练时间t_max时，训练阶段结束；

在随后的监视阶段中，所述电流确定模块IM监视电流流动，当电流流动超过设定的第二极限值时，则从该时间点开始将间隔t_u1,… t_u2,…测量的相应电流值I_u1,… I_u2,…与所述训练阶段相应确定的电流值进行比较，一旦检测到偏差，所述设备断路器中断电流流动。

12.设备断路器（1）的极限值智能确定方法，其特征在于，所述方法包括：通过设备断路器（1）电流的电流确定模块IM、时间计数模块CLK；

在训练阶段，当电流大于设定的下限值1.3额定电流时，所述方法具有测量流过所述设备断路器和所连接设备电流持续时间t_train的步骤，在达到确定的最大训练时间t_max时结束所述训练阶段；其中，在所述训练阶段中确定流过所述设备断路器和所述所连接设备的最大电流I_train；

在随后的监视阶段，具有监视电流流动的步骤，当电流大于所设定下限值1.3额定电流时，则将电流与确定的最大电流I_train比较，在达到或超过所述确定的最大电流I_train和/或达到或超过持续时间t_train时，所述设备断路器中断电流流动。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，最大训练时间是当电流达到预先设定的一个上限值I_Max时的时间。

14.设备断路器（1）的极限值智能确定方法，其特征在于，所述方法包括有：由电流确定模块IM测量通过设备断路器（1）电流产生能量的能量确定模块EM、设备断路器输入和输出的电压确定模块以及时间计数模块CLK和额定跳闸电流调节模块；

在训练阶段，所述方法具有以下步骤：测量通过设备断路器（1）流向负载的能量，将所述能量累加并保存为负载能量极限值E_verbr.train，训练阶段的持续时间不超过最大训练时间t_max；在随后的监视阶段，测量平均负载能量E_verbr.，并将其累加成总和值ΣE，所述负载能量是设备断路器（1）额定电流的输入能量，当累加的负载能量总和值（ΣE）大于或等于在训练阶段确定的负载能量极限值E_verbr.train时，所述设备断路器（1）中断所述电流流动。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述累加的负载能量是合成能量，所述合成能量是电流输入能量与热能辐射/耗散所释放能量之间的差，是在初始温度下，由输入能量和散热开关特性参数迭代计算出的热能辐射/耗散所释放能量之间的差。

16.设备断路器（1）的极限值智能确定方法，其特征在于，所述方法包括有：能量确定模块EM，电流确定模块IM和时间计数模块CLK；

在训练阶段，当电流小于或等于设定的上限值I_Max且能量小于或等于设定的上限值E_Max时，确定负载能量E_train，其中，所述训练阶段是在电流达到设定的下限值1.3额定电流时开始；

在随后的监视阶段，累加电流大于设定的下限值1.3额定电流的负载能量，当所述累加的负载能量大于或等于在训练阶段中的负载能量E_train，则所述设备断路器中断所述电流流动。

17.设备断路器（1）的极限值智能确定方法，其特征在于，所述方法包括有：能量确定模块EM、电流确定模块IM、设备断路器输入和输出的电压确定模块、时间计数模块CLK；

在训练阶段中具有步骤：如果电流小于或等于设定的上限值I_Max，则将产生的负载能量累加，所述产生的负载能量是电流输入能量与热能辐射/耗散释放能量之间的差，是在初始温度下，由输入能量和散热的开关特性参数迭代计算确定；其中，在达到设定的最大训练时间t_max时结束所述训练阶段，并由此确定将得到的负载能量作为负载能量E_train极限值；

在后续监视阶段中，具有累加产生的负载能量的步骤，当所述累加的负载能量大于或等于在所述训练阶段中确定的负载能量E_train极限值时，则所述设备断路器中断所述电流流动。

18.根据前述权利要求12、14、16、17中的任一项所述的方法，其特征在于，在监视阶段中的监视，是从监视时间点起设定前后时间间隔的依次监视，将测量的负载能量与来自所述训练阶段的相对应的参考值进行比较。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述设备断路器还具有用于确定开关温度的温度测量模块，温度测量模块确定初始温度。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述设备断路器还具有用于确定所述开关温度的温度测量模块，当设备断路器达到设定的极限温度T_max时中断所述电流流动。

21.根据前述权利要求18所述的方法，其特征在于，所述最大训练时间t_max是由用户设置。

22.根据前述权利要求21所述的方法，其特征在于，所述最大训练时间t_max被预先确定为上限。

23.设备断路器（1）的极限值智能确定方法，其特征在于，所述方法具有：确定通过所述设备断路器（1）的电流确定模块IM，以及时间计数模块CLK；

在训练阶段t_train中具有步骤：当电流超过第一极限值> 1.3 额定电流，就以固定的时间间隔t_train1,… t_train2,…，测量通过所述设备断路器（1）的电流并保存相应的电流值I_train1,… I_train2,…，当达到设定的最大训练时间t_max时，训练阶段结束；

在随后的监视阶段中具有步骤：监视电流流动，其中，当所述电流流动超过设定的第二极限值1.3额定电流时，则从该时间点开始以固定的间隔t_u1,… t_u2,…，测量相应的电流值I_u1,… I_u2,…，并与所述训练阶段对应确定的电流值进行比较，一旦检测到偏差，所述设备断路器中断所述电流流动。