CN114646859A - 住宅故障诊断工具 - Google Patents

Abstract

住宅故障诊断工具。诊断设备包括电气连接器、负载、电源、开关电路、传感器和处理器。连接器包括第一组端子和第二组端子，用于在沿着电路的插座位置处分别沿上游方向和下游方向连接到分支电路的导体。开关电路可以隔离电路位于插座位置的上游和下游部分，并选择性地将电源或负载与上游或下游部分连接或断开。传感器测量电路的导体上的电气特性，以监测上游和下游电路部分的(诸如电力线、中性线和地线上的)负载电流。处理器控制开关电路，并从传感器执行的测量中获得与在分支电路的上游和下游部分上的监测的负载电流相对应的诊断信息。

Description

住宅故障诊断工具

技术领域

本公开涉及电路诊断，并且更具体地涉及用于电气系统中促进或执行住宅分支电路的电路诊断的设备、系统和方法。

背景技术

高级住宅断路器可以检测和中断电路上超出标准过流故障的故障。检测到的附加故障可以包括各种类型的电弧故障和接地故障。这些断路器甚至可以提供关于导致断路器中断电路上的电力的最后故障类型的一些反馈类型。对于一些高级住宅断路器，要接收此类反馈，用户可能需要闭合断路器并冒着激发故障的风险，这可能会出现危险。此外，在故障时闭合的高级住宅断路器可能几乎立即跳闸，从而中断反馈过程并导致用户混淆。此外，在分支电路上发生故障后，调查(多个)墙壁内的故障的位置可能成为破坏性且昂贵的过程，尤其是分支电路有时由(多个)墙壁内超过100英尺的电线组成。

发明内容

提供用于对电气系统的分支电路执行诊断的诊断设备，分支电路具有包括电力线、中性线和地线的多个电气导体。诊断设备可以包括电气连接器、负载、电源、开关电路、传感器和至少一个处理器。电气连接器包括第一组端子和第二组端子，第一组端子用于在电气插座位置处沿上游方向连接到分支电路的电气导体，第二组端子用于在电气插座位置处沿下游方向连接到分支电路的电气导体。开关电路耦接到电气连接器的第一组端子和第二组端子、负载和电源，该开关电路可以隔离分支电路位于电气插座的上游或下游部分，并经由电气连接器选择性地将电源或负载与分支电路位于电气插座位置的上游或下游的部分连接或断开。传感器可以测量电气导体在分支电路上的电气特性，以监测电力线、中性线和地线上的电流。然后至少一个处理器可以被配置为：控制开关电路以选择性地将电源或负载与分支电路位于电气插座位置的上游或下游的部分连接；并且基于传感器执行的测量获得与电力线、中性线和地线上的监测的电流相对应的诊断信息。

在各种实施例中，负载为可变负载，并且处理器还被配置为将可变负载设置为与分支电路上连接的其他负载不同的负载电平。电源是可变电源，并且处理器还被配置为控制由可变电源供应到分支电路位于电气插座位置的上游或下游的所隔离部分的电力的量。

在各种实施例中，开关电路在第一开关配置和第二开关配置中可操作，其中在电气插座位置处将分支电路的上游和下游部分彼此隔离，第一开关配置将电源连接到上游部分并将负载连接到下游部分，第二开关配置将电源连接到下游部分并将负载连接到上游部分。此外，电源的电力电平可以是可控的，以从能够激发电弧故障的第一电压电平和不能激发电弧故障的第二电压电平中的一个中的可选择电平来输出电压。由电源供应的电压电平和/或可连接到分支电路的负载电平可以是选择性地可控的，以将分支电路上的电流限制到能够防止或减少潜在危险电弧故障达到危险电平的电流电平。

根据进一步的实施例，诊断系统可以包括：断路器，布置在分支电路的起点处，断路器包括可选择性地连接到分支电路的负载；以及多个权利要求1的诊断设备，多个诊断设备中的每一个被配置为沿着分支电路在不同电气插座位置处连接到分支电路的电气导体，多个诊断设备的开关电路是可操作的，以沿着分支电路提供电源和负载连接的不同组合，来隔离和监测分支电路的不同部分上的负载电流，分支电路的不同部分包括具有连接到其的诊断设备的电气插座位置之间的部分。基于监测的负载电流确定分支电路上的故障的类型和位置，或者基于监测的负载电流确定沿着分支电路的电气插座位置的映射。

在一些实施例中，多个诊断设备中的每一个和断路器包括通信设备。系统还可以包括：计算机设备，包括处理器、存储器和通信设备，计算机设备被配置为：远程控制断路器和多个诊断设备的操作，以用于选择性地隔离分支电路的不同部分并监测分支电路的所隔离部分上的负载电流；经由计算机设备的通信设备从断路器和多个诊断设备接收到诊断信息，所接收到的诊断信息包括与分支电路的不同部分的监测的负载电流相对应的信息；以及基于所接收到的诊断信息确定分支电路上的故障的类型和位置，或者基于所接收到的诊断信息确定沿着分支电路的电气插座位置的映射。

在各种系统实施例中，计算机设备还可以被配置为向用户报告故障的类型和位置或电气插座位置的映射。计算机设备可以被配置为控制诊断设备和断路器以获得诊断信息，诊断信息用于分析由用户经由用户输入设备定义的或者由断路器保护的(多种)故障的类型定义的一种或多种故障的类型。系统还可以包括接地断路开关以在位于多个电气插座位置的上游选择性地断开接地，接地断路开关是可操作的，以在监测负载电流以检测接地故障时断开接地，并且沿着断路器与离断路器最近一个电气插座位置之间的分支电路的部分，来区分火线对中性线的并联故障和火线对地线的并联故障，最近一个电气插座位置具有与其连接的诊断设备。

根据进一步的实施例，提供了用于电气系统中对具有多个电气插座位置的分支电路执行诊断的方法。分支电路具有包括电力线、中性线和地线的多个电气导体。该方法涉及在不同的电气插座位置处将多个诊断设备连接到分支电路的上游和下游电气导体。每个诊断设备包括：负载、电源、用于测量分支电路上的电气特性以监测电力线、中性线和地线上的电流的传感器、以及开关电路，开关电路用于隔离分支电路位于电气插座的上游或下游部分并且用于经由电气连接器选择性地将电源或负载与分支电路位于电气插座位置的上游或下游的部分连接或断开。该方法还涉及控制多个诊断设备中的每一个诊断设备的开关电路以沿着分支电路提供电源和负载连接的不同组合，以便隔离和监测分支电路的不同部分上的负载电流，分支电路包括具有连接到其的诊断设备的电气插座位置之间的部分；以及基于监测的负载电流确定分支电路上的故障的类型和位置，或者基于监测的负载电流确定沿着分支电路的电气插座位置的映射。

在各种实施例中，诊断操作可以是在计算机设备的控制下执行的，并且确定操作是由计算机设备基于与从多个诊断设备接收的监测的负载相对应的诊断信息来执行的。断路器或诊断设备中的至少一个的负载可以是可变负载，并且方法还可以涉及将可变负载设置为与分支电路上连接的其他负载不同的负载电平。诊断设备中的一个的电源可以是可变电源，并且方法还可以涉及从连接诊断设备中的一个的电气插座位置，控制由可变电源供应到分支电路的上游或下游的部分的电力电平。

该方法还可以涉及控制一个或多个诊断设备的电源的电力电平，以从能够激发电弧故障的第一电压电平和不能激发电弧故障的第二电压电平中的一个中的可选择电平来输出电压。该方法还可以涉及选择性地控制由电源供应的电压电平和/或分支电路上的负载电平，以将分支电路上的电流限制到能够防止或减少潜在危险电弧故障达到危险电平的电流电平。

附图说明

通过参考各种实施例，可以获得上文简要概述的本公开的更详细描述，其中一些实施例在附图中图示。虽然附图图示了本公开的选定实施例，但是这些附图不应被认为是对其范围的限制，因为本公开可以允许其他同等有效的实施例。

图1是图示了根据实施例的用于诊断电路(诸如分支电路)的状态的诊断系统的框图。

图2示出了根据实施例的图1的系统的诊断设备的示例组件的图。

图3示出了根据实施例的图1的系统的断路器的示例组件的电路图。

图4示出了根据实施例的图1的系统的诊断设备的示例组件的电路图。

图5示出了根据实施例的分支电路上连接的图3和图4的断路器和(多个)诊断设备的电路图。

图6示出了根据实施例的分支电路上连接的(诸如图3和图4的)断路器和三个诊断设备的示例电路。

图7示出了根据实施例的图6的示例电路，其中三个诊断设备之一的开关电路的开关具有反向的分支连接。

图8示出了根据实施例的图7的示例电路，其中在沿着分支电路连接的第一诊断设备和第二诊断设备之间监测到串联故障。

图9示出了根据实施例的图7的示例电路，其中在沿着分支电路连接的第一诊断设备和第二诊断设备之间检测到接地故障。

图10示出了根据实施例的图7的示例电路，其中在沿着分支电路连接的第一诊断设备和第二诊断设备之间检测到火线对中性线的并联故障。

图11示出了根据实施例的图7的示例电路，其中在沿着分支电路连接的第一诊断设备和第二诊断设备之间检测到火线对地线的并联故障。

图12和图13图示了根据实施例的监测、分析和诊断电路(例如分支电路)上的情况的示例方法。

图14图示了根据实施例的监测、分析和诊断电路(例如分支电路)上的情况的示例方法。

图15图示了根据实施例的计算机或计算系统的示例组件。

这个想法提供了确定故障类型和位置的好处，而不必闭合断路器或暴露分支电路的不必要部分。

在可能的情况下，已经使用相同的附图标记来表示附图共有的相同元件。然而，在一个实施例中公开的元件可以有益地用于其他实施例而无需具体叙述。

具体实施方式

本公开涉及用于诊断电路(例如住宅建筑中的电气系统的分支电路)的状态的系统和方法。该系统和方法可以采用多个诊断设备(也被称为“诊断箱”)，该诊断设备可以沿着电路在不同电气插座(outlet)或插孔(receptacle)位置(也被称为“插座位置”)处安装/连接到分支电路的接线，以执行电路诊断。每个诊断设备可以包括：(多个)处理器；通信设备；电源；不同或唯一的负载；具有第一组端子和第二组端子的电气连接器，第一组端子和第二组端子用于分别沿位于电气插座位置的上游方向和下游方向连接到电路；(多个)传感器；以及开关电路，用于从插座位置隔离分支电路的上游或下游部分，并选择性地分别将诊断设备的组件与分支电路的上游或下游部分连接或断开。传感器可以包括(多个)电流传感器、(多个)电压传感器或其组合，其可以测量分支电路或其部分的导体上的电气特性，以便监测分支电路或其(多个)部分上的负载电流。当电源和负载连接到被监测的电路部分时，负载电流可以包括分支电路的各种电气导体(或接线)上的电流，诸如电力线或火线(L)、中性线(N)和地线((或接地)(G))上的电流。

在各种实施例中，诊断设备被配置为将电源从电气插座位置沿上游方向和下游方向中的一个方向连接到电路，并且同时，将负载从电气插座位置沿上游方向和下游方向中的另一个方向连接到电路。诊断设备还被配置为经由开关电路反转电源和负载到分支电路部分的连接。

在分支起点处的断路器也可以是智能断路器，其可以包含诊断设备的组件和特征以及用于中断、接通或关断到分支电路的电力的跳闸单元和其他断路器组件的组件和特征。例如，断路器还可以包括(多个)处理器、通信设备、开关电路、(多个)传感器和唯一或不同的负载。当断路器处于关断或跳闸状态(或位置)时，负载可以选择性地连接到分支电路或从分支电路断开。断路器还可以包括隔离电源。断路器可以经由通信设备通过诸如星形、网状或其他网络的网络上与其他远程设备进行无线或有线通信。

在示例诊断操作中，多个诊断设备可以沿着要监测的分支电路在不同电气插座位置处安装/连接到的分支电路。例如，诊断设备可以沿着分支电路在每个电气插座位置处连接到上游接线和下游接线，除非插座位置是分支电路的末端，在这种情况下没有下游连接。当分支电路处于断电状态(例如断路器关断或跳闸)时，可以选择性地操作诊断设备以实现不同的电源和负载连接场景用于隔离沿分支电路的不同部分并用于监测(例如，测量、感测、计算或导出)隔离部分上的负载电流以收集与其对应的诊断信息。隔离部分可以例如包括在具有与其连接的诊断设备的插座位置之间的那些隔离部分以及在断路器与距断路器最近的插座位置(具有与其连接的诊断设备)之间的那些隔离部分。收集的诊断信息可以用于映射沿着分支电路的电气插座/插座位置，用于识别电路中故障的类型和位置，和/或用于诊断电路上的其他情况。用于诊断设备和断路器的不同电源和/或负载连接场景可以根据要执行的期望诊断(例如插座映射、故障类型和位置识别、串联故障检测、接地故障检测、并联故障检测)来实现。例如，当执行诸如插座映射以及串联故障检测和接地故障检测之类的诊断时可以使用低电压电源；当执行诸如包括并联线对中性点和线对接地故障检测的并联故障检测之类的诊断时可以使用高(或较高)电压电源。

智能设备(诸如操作电路诊断应用软件的计算机设备)可以用于远程控制和协调诊断设备和断路器的操作，并且使用从连接到分支电路的诊断设备(以及如果需要的话，(多个)其它设备)收集的诊断信息来执行包括插座映射和/或对电路上的(多个)故障的类型和位置的识别的各种电路诊断分析。智能设备可以是用户可操作的计算机设备。

在各种实施例中，诊断设备和断路器的每个负载可以是可变负载，其可以被选择性地设置在不同的负载电平(例如，电平、数量、值等)以将设备彼此区分。分支电路上的诊断设备和其他设备可以具有唯一标识符以便于其识别。每个诊断设备还可以包括可变电源，该可变电源可以根据环境或情况以期望的电流或电压电平供应电力。例如，来自电源的供应电流或电压可以被限制在电流或电压电平处或以下，该电流或电压电平不会激发电弧故障，诸如当映射或识别分支电路上的插座顺序时。在断路器由于一些故障而跳闸的事件中，当对电路进行诊断以确定电路上的故障的类型和位置时，也可以操作诊断设备以安全的、增加的电流或电压电平来供应电力，该安全的、增加的电流或电压电平能够安全地激发故障。诊断过程还可以设置为根据用户输入、基于断路器的故障保护能力、基于断路器检测到的导致分支电路电力中断的故障、或基于其他情况或因素，来执行特定类型故障的搜索。

本公开的电路诊断系统和方法可以在不必访问负载面板(或其(多个)断路器)或不必使分支电路的部分(例如，撕开或损坏墙壁以访问电路接线)非必要暴露的情况下实现。此外，在分支电路的断路器跳闸的事件中，诊断设备可以用于监测或测试分支电路及其电气线上的情况，以便确定分支电路上的故障的类型和位置，而不必在跳闸或关断状态下闭合(或接通)断路器。

下面将参考附图更详细地描述本公开的这些和其他示例特征。

图1图示了用于诊断电路(诸如具有沿着电路的多个电气插座位置12的分支电路10)的状态的示例诊断系统100。诊断系统100包括断路器110、多个诊断设备120和诸如计算机设备的智能设备130，它们可以通过诸如星形、网状或其他网络的(多个)网络彼此通信。

每个诊断设备120可以是便携式单元，其可以连接到分支电路接线(例如，L线、N线和G线)。诊断设备120在电气插座位置12处可连接到上游方向分支电路接线和下游方向分支电路接线。如下文将进一步详细描述的，诊断设备可以包括电气连接器、负载、电源、开关电路、(多个)处理器和通信设备。诊断设备120可以被操作来隔离分支电路的在电气插座位置12的上游和下游的部分，并且选择性地将电源或负载连接到分支电路10的上游或下游部分。诊断设备120还可以基于隔离部分的导体上的电气特性的传感器的测量，获得与电力线、中性线和/或地线上的监测的电流相对应的诊断信息。当对分支电路10执行诊断时，断路器110和诊断设备120中的每一个的负载可以被配置为具有不同的负载电平以将它们彼此区分和识别。

断路器110可以布置在分支电路10的起点处，并且可以驻留在负载中心或配电板(panel board)中，该负载中心或配电板包括连接以保护不同分支电路的多个断路器。可以操作断路器110来接通或关断分支电路的电力。断路器110还可以包括跳闸单元，该跳闸单元被配置为在触发事件或情况，诸如故障(例如，电弧故障、接地故障、过载等)的事件中跳闸和中断分支电路10的电力。可以作为智能断路器的断路器110还可以包括负载(诸如可选择性地连接到分支电路的可变负载)、用于感测分支电路上的情况的多个传感器、用于选择性地将断路器110的组件彼此连接(或断开)或选择性地将断路器110的组件与分支电路连接(或断开)的开关电路、控制断路器110的组件和操作的(多个)处理器、以及用于与(多个)远程设备通信的通信设备。传感器可以包括电弧故障传感器、接地故障传感器、用于监测诸如电力或火(L)线、中性(N)线和地(G)线(或接地)的分支电路线路(例如，线路、导体、接线等)上的电流的传感器、以及用于感测分支电路上的情况的其他类型的传感器。在各种实施例中，断路器110可以包括隔离电源。断路器110还可以被配置为实现诸如这里针对诊断设备120所描述的功能和操作。在各种实施例中，在非保护诊断模式下，断路器110可以由负载侧接线片(lug)上的(例如，来自诊断设备120的)电源上电。

智能设备130可以包括(多个)处理器、存储器、输入/输出设备和通信设备。智能设备可以是计算机设备(或系统)，诸如智能电话、平板计算机、膝上型计算机或可由用户(例如，技术人员)操作的其他计算机设备。智能设备130可以被配置为实现包括在此描述的那些电路诊断过程或方法。例如，智能装置130可以被配置为：远程控制和协调断路器110和多个诊断设备120的操作，以在不同电源和负载连接场景下监测分支电路10(或其部分)上的负载电流；从断路器110和多个诊断设备120接收到诊断信息，其中接收到的诊断信息可以包括与分支电路(或其部分)上的监测的负载电流相对应的信息；以及基于接收到的诊断信息确定沿着分支电路10的插座位置12的映射，基于接收到的诊断信息确定分支电路上的故障的类型和位置，或者基于诊断信息确定电路上的其他情况。诊断信息可以对应于分支电路10或其部分上的监测的电流(例如，L线、N线和G线上的电流)，诸如由传感器感测或测量的或者基于传感器的测量计算或导出的电流量。传感器可以驻留在诊断设备中，并且如果需要，也可以驻留在断路器中。智能设备130可以通过诸如星形或网状网络或其他通信网络的网络，经由通信设备执行与(多个)断路器110、诊断设备120或其他设备的无线或有线通信。

取决于要执行的电路诊断的类型(例如，插座映射、故障检测等)，智能设备130可以控制诊断设备120和断路器110的组件以在不同/变化的电压/电流电平下实现不同的电源和负载连接场景，以便为分支电路10的不同部分收集足够的诊断信息来执行电路诊断。例如，智能设备130可以使诊断设备120在执行用于插座映射及串联和接地故障检测的诊断时利用低电压电源，并且在执行用于并联故障检测的诊断时利用高(或较高)电压电源。

智能设备130还可以被配置为从用户接收设置和参数，用于实现电路诊断过程或方法。除了别的以外，设置和参数可以包括为每个安装的诊断设备120和(多个)断路器110分配不同的(或唯一的)标识符，为安装的诊断设备120和(多个)断路器110的每个负载分配不同的负载电平，选择要搜索或识别的(多个)故障的类型(例如，接地故障、电弧故障、并联电弧故障、串联电弧故障或其他已知类型的电气故障)，以及为特定操作(诸如当执行插座映射、故障检测、故障位置检测等时)分配要由每个安装的诊断设备120供应电力的(多个)电压电平或电流电平。智能设备130还可以接收其他设置/参数，诸如插座位置的标识(identity)(如果已经知道的话)，诸如在将诊断设备120安装到插座位置12期间可以识别的分支电路10的末端处的插座位置，或者可以帮助电路诊断的其他信息。智能设备130可以提供用户界面(例如，图形用户界面(GUI))，用于使用户能够输入或选择设置和参数，用于选择要控制和协调的诊断设备，用于向用户输出信息(例如，报告、警报、检测到的故障的类型和位置、插座映射、负载值、电压/电流值等)，以及用于执行用户和智能设备130以及断路器110和诊断设备120之间的其他交互。

图2图示了诊断设备220的示例组件，其可以是图1的诊断设备120的一个示例。如图2所示，诊断设备220可以包括电气连接器250、电源252、负载254、(多个)传感器256、开关电路258、信号调节电路260、(多个)处理器262、存储器264和(多个)通信设备266。诊断设备220还可以包括保护电路，以处理当两个诊断设备的两个电源连接在一起时或者如果断路器闭合从而给分支接线通电的情况。

电气连接器250可以包括多个端子或引线(一般称为“端子”)Ts，用于(诸如在插座位置处)连接到分支电路接线。多个端子Ts可以包括用于连接到分支电路位于插座位置上游的部分(或一部分)的第一组端子，以及用于连接到分支电路位于插座位置下游的部分的第二组端子。电气连接器250的端子Ts可以采取引线或各种电线紧固件或连接器(例如，夹具、夹子等)的形式，以用于可拆卸地连接分支电路接线(例如，L线、N线、G线和其他导体)，并且可以包括合适的电气绝缘体/绝缘，以电气分离和隔离连接到电气连接器250的不同线路并防止当端子Ts连接到电路接线时暴露导体。

电源252可以是可变电源。电源252可以用于向分支电路或其期望的上游或下游部分供应电力(例如，电压/电流)，或提供对断路器(例如，110)和潜在的危险故障的反馈。电源252可以包括独立于分支电路的主电源的电池、隔离的AC或DC电源或其他电源。电源252可以提供触摸安全电压电平(例如，12V、24V或<40V等)。在各种实施例中，电源252可以以不同电压电平来输出电压，该不同电压电平可以激发电弧故障或不能激发电弧故障。通过调节要监测的电路或电路部分上的电压和/或负载电平，还可以对所供应的电力进行电流限制，以防止潜在的危险电弧故障达到危险电平。负载254可以包括可变负载或具有不同负载电平的多个可选负载。

(多个)传感器256可以感测和测量分支电路或其(多个)部分或连接到其的电气组件的导体上的电气特性(例如，电压、电流等)，以用于监测分支电路上的电流，诸如当(多个)负载连接到分支电路或其部分时的负载电流。负载电流可以由(多个)传感器感测或测量，或从(多个)传感器256取得的传感器测量计算或导出。(多个)传感器256可以包括(多个)电流传感器、(多个)电压传感器或其他类型的传感器，该传感器可以感测分支电路或其(多个)部分的导体上的电气特性，用于感测、测量、计算或导出监测的电路或电路部分上的电流。如前所述，监测的电流可以包括监测的电路的L线、N线和G线的导体上的电流。信号调节电路260可以调节来自传感器256的输出信号，并且可以包括例如(多个)放大器、(多个)滤波器和其他信号调节组件。

开关电路258可以连接到诊断设备的组件，该组件包括电气连接器250、电源252、负载254和(多个)传感器256。开关电路258可以包括多个开关，用于电气隔离分支电路位于电气插座位置上游和下游的部分。开关电路258还可以被操作以选择性地分别将诊断设备220的组件彼此连接或断开。例如，开关电路258是可操作的，以选择性地分别将电源252或负载254与分支电路位于插座位置的上游或下游部分连接或断开。开关电路258可以反转分支电路连接以将电源连接到上游部分并将负载连接到下游部分，或反之亦然。

在各种实施例中，开关电路还可以被配置为在插座位置处电气连接分支电路的上游和下游部分。通过这种附加的开关模式，诊断设备220可以实施预诊断过程来识别电气连接器250的每组端子的分支方向连接。例如，每个诊断设备220可以隔离其上游和下游部分，将电源252连接到一个隔离部分并监测负载电流，然后将电源252连接到另一隔离部分并监测负载电流，而其他诊断设备220的相关联的上游和下游部分电气连接并且断路器的负载连接到分支电路。以这种方式，每个诊断设备220可以基于监测的负载来识别连接到上游断路器的一组端子Ts。这种附加的开关模式还可以提供附加的电源和负载连接场景，用于监测电路上的情况。此外，在各种实施例中，诊断设备220还可以包含电气插座的功能。

(多个)处理器262被配置为控制和协调诊断设备220及其组件的操作。这些操作可以包括但不限于：控制诊断设备220的组件彼此的连接和/或经由开关电路258与分支电路位于插座位置的上游或下游部分的连接；分别控制上游和下游部分彼此之间的连接或断开；控制经由电源252供应的电力电平，诸如电压或电流电平；控制要经由负载254连接到分支电路的负载的电平；控制经由通信设备266向(多个)远程设备的信息或(包括诊断信息的)其他数据的通信；和/或执行包括本文所述的控制和诊断操作的其他操作。(多个)通信设备266可以被配置为执行与一个或多个远程设备的无线或有线通信。

存储器264可以存储计算机可执行代码、程序、软件或指令，该指令在由(多个)处理器执行时控制诊断设备220的操作，该操作包括本文描述的各种方法/过程。存储器264还可以存储由诊断设备220或其组件以执行本文描述的操作的其他数据。

图3示出了根据实施例的连接到分支电路10的断路器310(诸如智能断路器)的示例组件的电路图。断路器310可以是图1的断路器110的示例。如图3所示，断路器310可以包括跳闸/开关单元312、负载(R负载)、包括电弧故障传感器320和接地故障传感器330的传感器、以及其他电子设备340。电弧故障传感器320被配置为检测分支电路10上的电弧故障，并且接地故障传感器330被配置为检测分支电路10上的接地故障。跳闸/开关单元312被配置为当检测到故障或其他危险情况时中断到分支电路10的(例如，来自AC电力源的)电力，或者配置为使得能够接通或关断从主电源/上游电源到分支电路的电力。负载(R负载)可以经由开关SW选择性地与分支电路10连接或断开，诸如当分支电路10与主电源或上游电源电路隔离时(例如，当断路器关断或跳闸时)。电子设备340可以包括用于控制断路器310及其组件的操作的(多个)处理器、存储器、以及用于通过网络与一个或多个远程设备执行无线或有线通信的通信设备。

图4示出了诊断设备420的示例组件的电路图，该示例组件可以是图1和图2的诊断设备120或220的示例。在图4的示例中，诊断设备220可以包括电气连接器、电源、负载(R负载)、(多个)传感器、开关电路和电子设备440。电子设备440可以包括(多个)处理器、存储器和(多个)通信设备。

电气连接器可以包括用于(诸如在电气插座位置处)连接到分支电路接线的多个端子Ts。多个端子可以包括用于连接到分支电路位于插座位置上游的部分的第一组端子，以及用于连接到分支电路位于插座位置下游的部分的第二组端子。电气连接器的端子Ts可以采取引线或各种电线紧固件或连接器(例如，夹具、夹子等)的形式，以用于连接分支电路接线(例如，L线、N线、G线和其他线路)，并且可以包括合适的电气绝缘体/绝缘，以电分离或隔离连接到电气连接器的不同线路，并且防止当端子连接到电路接线时暴露导体。

电源可以是固定电源或可变电源。电源可以用于向分支电路或其期望的上游或下游部分供应电力(例如，电压/电流)，或提供对断路器(例如，110)和潜在的危险故障的反馈。在此示例中，电源可以是可变DC或AC电源，并且可以被配置为提供触摸安全电平的电压。

负载(R负载)可以包括可变负载或多个可选择的负载，每个可选择的负载具有不同的负载电平(本文被称为“可变负载”)。

(多个)传感器可以感测和测量分支电路(或其(多个)部分)或连接到其的电气组件的导体上的电气特性(例如，电压、电流等)以用于监测分支电路上的电流，诸如当(多个)负载连接到分支电路时的负载电流。负载电流可以由(多个)传感器感测或测量，或从由(多个)传感器取得的传感器测量中计算或导出。如前所述，电流可以包括分支电路上的L线、N线和G线上的电流。在该示例中，(多个)传感器包括用于监测中性线(N)上的电流的中性电流传感器和用于监测地线(G)上的电流的接地电流传感器。电力线(L)上的电流可以从中性电流和接地电流中导出，在正常情况下，它们加起来应该等于电力线上的电流。电力线(L)上的电流也可以通过测量电路上的负载(例如，R负载)上的电流或利用电力线传感器来监测。

开关电路连接到诊断设备420的组件，该组件可以包括电气连接器、DC电源、负载(R负载)以及中性和接地电流传感器。在该示例中，开关电路包括多个开关SW，用于选择性地将分支电路位于插座位置的上游和下游部分隔离，并且选择性地分别将诊断设备420的组件彼此连接或断开。例如，开关电路的开关SW是可操作的，以将分支电路位于插座位置的上游和下游部分隔离，并且分别将DC电源或负载(R负载)与分支电路位于连接的插座位置的上游或下游部分连接或断开。在该示例中，可以操作开关电路的开关SW将DC电源连接到分支电路位于插座位置的上游和下游部分中的一个，并且同时将负载(R负载)连接到分支电路位于插座位置的上游和下游部分中的另一个。可以操作开关电路来反转分支电路连接。

电子设备440的(多个)处理器被配置为控制诊断设备420及其部件的操作。这些操作可以包括但不限于：经由开关电路的开关SW来控制诊断设备420的组件彼此连接和/或连接到分支电路10位于插座位置的上游或下游部分；控制开关SW以将分支电路的上游和下游部分彼此隔离；经由直流电源控制供应的电力电平；经由负载(R负载)控制连接到分支电路的负载电平；经由通信设备控制信息或(包括诊断信息的)其他数据到(多个)远程设备的通信；或执行包括本文描述的控制操作的其他操作。电子设备440的(多个)通信设备被配置为通过网络与一个或多个远程设备执行无线或有线通信。

电子设备440的存储器可以存储计算机可执行代码、程序、软件或指令，该指令在由(多个)处理器执行时控制诊断设备420的操作，该操作包括本文描述的各种方法/过程。存储器还可以存储由诊断设备420或其组件用来执行本文描述的操作的其他数据。

图5示出了沿着分支电路10在插座位置处连接的图3的断路器310和图4的一个诊断设备420的电路图。如图5所示，诊断设备420的端子Ts沿上游方向连接到分支接线，例如L线、N线和G线。图6和图7示出了另一个电路示例，其中图3的断路器310和三个诊断设备420(例如，设备#1、设备#2和设备#3)沿分支电路10在不同插座位置处连接到分支电路。在该示例中，三个诊断设备420按照如下顺序沿着分支电路连接在不同插座位置处：设备#2(最靠近断路器)、设备#1，最后是设备#3。在图6中，操作诊断设备“设备#2”的开关电路的开关SW，使得DC电源连接到分支电路位于插座位置的部分的上游方向，并且负载连接到分支电路位于插座位置的部分的下游方向。图7中，诊断设备“设备#1”的开关电路被操作为反向分支连接，使得DC电源连接到下游部分，并且负载连接到上游部分。

下面将参考图6和图7的电路配置来描述各种示例诊断操作，其中断路器310和三个诊断设备420(例如，设备#1、设备#2和设备#3)沿着分支电路10连接到插座位置。出于解释的目的，在这个示例中，当已知电压(例如，低电压或高电压)由DC电源单独供应给断路器310的每个已知负载和可连接到分支电路10的三个诊断设备420时，在正常电路情况下负载两端产生的电流如下：R负载(断路器)/2mA、R负载(设备#1)/5mA、R负载(设备#2)/10mA和R负载(设备#3)/15mA。以这种方式，当通过诊断设备420的操作来监测和收集关于分支电路的不同部分上的负载电流的足够的诊断信息时，可以识别诊断设备的位置和它们相关联的插座位置(以及关于电路上的情况的其他信息)。

在下面提供的表1中描述了用于映射插座/插座位置的示例诊断过程实现方式。

表1

如上表1所示，在使用图6中的电路配置的第1轮中，设备#1检测到监测的电路部分的电力线(L)上的负载电流为0mA，设备#2检测到监测的电路部分的电力线(L)上的负载电流为2mA，并且设备#3检测到监测的电路部分的电力线(L)上的负载电流为0mA。基于该信息，可以得出结论，设备#2处于第一(1^st)插座位置(或最靠近断路器的具有安装的诊断设备的插座位置)，因为设备#2监测的电流与断路器310的电流匹配。设备#1和设备#3收集的诊断信息不确定。

在第2轮中，电源和负载连接被改变为图7中的电路配置。在该示例中，设备#1的分支连接是反向的。设备#1现在检测到监测的电路部分的电力线(L)上的负载电流为10mA，设备#2检测到监测的电路部分的电力线(L)上的负载电流为2mA，并且设备#3检测到监测的电路部分的电力线(L)上的负载电流为5mA。基于该附加诊断信息(连同设备#1位于第一插座位置的先前结论)，进一步得出结论，设备#1位于设备#2的下游，因为设备#1监测的电流与设备#1的电流匹配，并且设备#3是末端插座位置且在设备#1的下游，因为设备#3监测的电流与设备#1的电流匹配。设备#3和最后一个插座位置的位置也可能在将设备#3安装到分支电路的末端/终端接线期间预先知道。因此，基于分支电路的不同部分上的监测的负载电流的所收集的诊断信息，来自断路器的电路映射的插座位置是设备#2、设备#1，最后是设备#3。

图8示出了根据实施例的图7的示例电路，其中在诊断设备420(例如，设备#1和设备#2)之间检测到串联故障。在下面提供的表2中描述了用于检测电路上的串联故障的示例诊断过程实现方式。

表2

如上表2所述，在使用图6中的电路配置的第1轮中，设备#1检测到监测的电路部分的电力线(L)上的负载电流为0mA，设备#2检测到监测的电路部分的电力线(L)上的负载电流为2mA，并且设备#3检测到监测的电路部分的电力线(L)上的负载电流为0mA。基于该信息，可以得出结论，设备#2处于第一(1^st)插座位置(或最靠近断路器310的具有安装的诊断设备的插座位置)，因为设备#2监测的电流与断路器310的电流相匹配。设备#1和设备#3收集的诊断信息不确定。

在第2轮中，电源和负载连接被改变为图7和图8中所示的电路配置。在该示例中，设备#1的分支连接是反向的。设备#1检测到监测的电路部分的电力线(L)上的负载电流为0mA，设备#2检测到监测的电路部分的电力线(L)上的负载电流为2mA，并且设备#3检测到监测的电路部分的电力线(L)上的负载电流为5mA。基于该附加诊断信息(连同设备#1位于第一插座位置的先前结论以及设备#3是末端插座位置的知识)，可以进一步得出结论，设备#3位于设备#1的下游，因为设备#3监测的电流与设备#1的电流匹配，并且因此设备#1是设备#2的下游。当诊断设备安装在末端插座位置(例如，终端分支接线)时，末端插座位置可以由用户提供。因此，基于分支电路的不同部分上的监测的负载电流的所收集的诊断信息，来自断路器的电路映射的插座位置是设备#2、设备#1，最后是设备#3。此外，进一步得出结论，如图8所示，在设备#1和设备#2之间存在串联故障，因为这两个设备之间的电路部分的监测的电流从两个方向都是未知的(例如，0mA)。

图9示出了根据实施例的图7的示例电路，在示例电路中，在诊断设备420(例如设备#1和设备#2)之间检测到接地故障。用于检测(多个)潜在接地故障的存在及其位置的诊断过程可能需要先前在此描述的电路映射过程，随后评估分支电路的不同电路部分的地线(或接地)的负载电流。参考下面提供的表3来描述用于检测图7和图9的电路配置上的接地故障的示例诊断过程实现方式。

表3

表3描述了在电路映射过程之后执行的示例接地故障(GF)检测分析。如上表3所示，设备#1上监测的L的负载电流为10mA，N的负载电流为7mA并且G的负载电流为3mA；设备#2上监测的L的负载电流为2mA，N的负载电流为2mA并且G的负载电流为0mA；并且设备#3上监测的L的负载电流为5mA，N的负载电流为5mA并且G的负载电流为0mA。基于该诊断信息，可以得出结论，如图9所示，在设备#1和设备#2之间存在接地故障，因为设备#1在G线(或接地)上监测的电流为3mA或不为零(或大于零)。分支电路在断路器310和设备#2之间的部分以及分支电路在设备#1和设备#3之间的部分上没有接地故障，因为在这两个部分中监测的接地电流为零。

图10示出了根据实施例的图7的示例电路，其中在诊断设备420(例如设备#1和设备#2)之间检测到火线对中性线的并联故障。图11示出了根据其他实施例的图7的示例电路，其中在设备#1和设备#2之间检测到火线对地线的并联故障。当实现用于检测并联故障的诊断过程时，诊断设备420将被配置(或切换)为在高电压电源模式下操作，其中诊断设备420的负载(R负载)被调节以保持低负载电流。例如，如果高电压是低电压的10倍，则R负载将被调整10倍以维持相同的负载电流。该诊断系统和方法将检查由并联故障路径引起的负载电流增加的电流感测。中性线N(例如，中性导体)上的监测的电流的增加可以指示火线对中性线的并联故障(例如，从L到N的电弧放电)。地线G(例如，接地)上的监测的电流的增加可以指示火线对接地故障(例如，从L到G的电弧放电)。

参考下面提供的表4描述了用于检测图7和图10的电路配置上的火线对中性线的并联故障的示例诊断过程实现方式。

表4

表4描述了在电路映射过程之后执行的示例火线对中性线的并联故障(GF)检测分析。如表4所示，设备#1上监测的L的负载电流大于10mA并且G的负载电流为0mA；设备#2上监测的L的负载电流为2mA并且G的负载电流为0mA；并且设备#3上监测的L的负载电流为5mA并且G的负载电流为0mA。基于该诊断信息，可以得出结论，如图10所示，在设备#1和设备#2之间存在火线对中性线的并联故障，因为设备#1在L上的监测的电流大于预期(例如，>10mA)，并且设备#1在G上的监测的电流为零。在该示例中，分支电路在断路器310和设备#2之间的部分以及分支电路在设备#1和设备#3之间的部分上没有并联故障，因为在这两个部分中的监测的地线G电流为零，并且在这两个部分中的监测的电力线L电流是预期的电流电平。

参考下面提供的表5描述了用于检测图7和11的电路配置上的火线对地线的并联故障的示例诊断过程实现方式。

表5

表5描述了在电路映射过程之后执行的示例火线对地线的并联故障(GF)检测分析。如上表5所示，设备#1上监测的L的负载电流为2mA并且G的负载电流大于0mA(或在该示例中，为1mA)；设备#2上监测的L的负载电流为2mA并且G的负载电流为0mA；并且设备#3上监测的L的负载电流为5mA并且G的负载电流为0mA。基于该诊断信息，可以得出结论，如图11所示，在设备#1和设备#2之间存在火线对地线的并联故障，因为设备#1在G上的监测的电流大于0(例如，>0mA或1mA)，并且设备#1在L上的监测的电流为预期的电流电平(例如，10mA)。在该示例中，分支电路在断路器310和设备#2之间的部分以及分支电路在设备#1和设备#3之间的部分上没有并联故障，因为在这两个部分中的监测的地线G电流为零，并且在这两个部分中的监测的电力线L电流是预期的电流电平。

以上参照图6-11描述的各种实现方式仅作为非限制性示例提供。电路配置可以包括安装在沿着要监测的分支电路在任意数量或所有不同电气插座上的任意数量的诊断设备。此外，可以将用于选择性地断开地线和/或中性线的附加接地和/或中性断路开关集成到分支电路的起点处的断路器或配电板中，以用于对断路器和第一插座位置之间的电路部分(有时被称为“目标路线(home run)”)执行并联和接地故障检测。例如，在一些实施例中，当沿着目标路线检测到并联故障时，这种断路开关可用于控制和监测(例如，在中性线或地线上的)电流返回路径，以便区分并联故障的类型，例如，火线对中性线的并联故障或火线对地线的并联故障。这种开关(例如500)的一个示例如图5所示。

图12和图13图示了根据实施例的监测、分析和诊断电路(诸如分支电路)上的情况的示例方法1200。出于解释的目的，在该示例中，智能设备(例如，图1的130)可以与诊断设备(例如，图1的120、图2的220、或图4的420)和断路器(例如，图1的110或图3的310)交互，这些诊断设备和断路器连接到分支电路，以执行分支电路的故障诊断和插座位置映射。

方法1200开始于框1202，在框1202中，经由断开/跳闸的断路器使分支电路断电。断路器可以是带有负载和处理器的智能断路器，该负载可以被选择性激活或连接到分支电路，该处理器用于控制断路器的操作。

在框1204，用户识别分支电路的未上电的电气插座。

在框1206，用户在插座位置处安装诊断设备。例如，用户在插座位置处将诊断设备的电气连接器连接到上游和下游部分的分支接线。

在框1208，用户开始电路诊断过程，该电路诊断过程在对智能设备(例如，图1的130)(诸如用户可操作的计算机设备)上操作的应用软件的控制下实现，以执行分支电路的诊断。如前所述，除了别的之外，智能设备可以远程控制断路器和在分支电路上的插座位置处的安装的诊断设备的操作。智能设备可以是智能电话、计算机平板、膝上型计算机、计算机或其他计算机或计算设备。

在框1210，用户可以(诸如通过智能设备)为安装/连接的诊断设备选择(或分配)唯一标识符(ID)。或者，连接到分支电路的设备可能已经被预先分配或设置唯一标识符。

在框1212，用户可以通过智能设备选择排查的参数。排查参数可以定义要执行的诊断的范围，包括诊断电路时要搜索的故障或情况的类型、要操作或控制的诊断设备或其他设备等。

在框1214，用户可以通过智能设备启动排查/诊断程序。

在框1216，智能设备可以与所有选定的诊断设备建立通信。

在框1218，智能设备可以向每个诊断设备分配唯一的负载电平(例如，负载电平、数量或值)，并且激活智能断路器上的负载。智能设备可以通过调节为诊断设备和断路器的负载供应的电压电平和/或负载电平，来设置诊断设备的电源以低电压或电流电平、高或较高电压或电流电平或其他期望的电压或电流电平进行操作。在各种实施例中，智能设备可以远程控制每个诊断设备处的可变电源，以将诊断设备的输出电压设置为低或高电压电平。低电压可以是触摸安全电平的电压。

在框1220，智能设备可以远程控制诊断设备来操纵诊断设备的开关电路(例如，开关)。例如，在各种实施例中，一个诊断设备可以一次操纵开关电路。通过这种方式，智能设备可以控制诊断设备和断路器以在不同电源和负载连接场景下检查负载电流。例如，可以操作诊断设备来隔离分支电路的不同部分，将不同的负载或电源连接到不同的部分，并且监测分支电路的不同部分上的(例如，L、N和/或G的)负载电流。这些不同的部分可以包括例如断路器和具有安装的诊断设备的第一/最近插座位置之间的部分，以及沿着分支电路的安装的诊断设备之间的部分(例如，参见图1和图6的示例中所示的示例电路部分)。与来自诊断设备的监测的负载电流相对应的诊断信息可以经由无线通信(诸如通过星形、网状或其他网络)传输到智能设备。智能设备可以从诊断设备(或诊断设备和断路器)接收到与分支电路的不同部分的监测的负载电流相关的诊断信息。在各种实施例中，如果断路器被配置成包含用于监测负载电流等的传感器，则断路器还可以向智能设备提供诊断信息。

在框1230，智能设备基于从诊断设备(或诊断设备和断路器)接收到的诊断信息，确定对于断路器的不同部分是否已考虑所有负载电流。如果没有考虑所有负载电流(例如，在(多个)部分上监测的不确定的负载电流)，则智能设备可以在框1232处检测串联故障及其位置，并在框1258处将结果报告给用户。例如，对于未检测到负载电流(例如，0mA)的(多个)部分，检测到串联故障。上文已经参考图8的示例电路配置描述了操作示例。该报告可以在设备上输出(例如显示)给用户，或者电子传输给另一个用户计算机设备或者中央报告或管理设施。

如果在框1230处考虑了所有负载电流，则智能设备基于从诊断设备和断路器接收到的诊断信息来确定是否已经在框1240处检测到接地电流。如果检测到接地电流，则智能设备在框1242处检测接地故障及其位置，并在框1258处向用户报告结果。前面已经参照图9的示例电路配置描述了操作示例。可以将该报告在设备上输出(例如显示)给用户，或者电子传输给另一个用户计算机设备或者中央报告或管理设施。

如果在框1240处没有检测到接地电流，则智能设备可以使诊断设备操作为以高电压电平供应电力。例如，智能设备可以远程地将诊断设备的电源电压设置在高电压电平。在电压电平设置为高电平后，智能设备可以控制诊断设备和断路器以在不同电源和负载连接场景下检查它们的负载电流，以监测分支电路的不同部分的负载电流。智能设备可以从诊断设备接收到与监测的负载电流相关的诊断信息。诊断信息可以通过网络经由无线通信传输到智能设备。

在框1252，智能设备可以基于从诊断设备(或诊断设备和断路器)接收到的诊断信息来确定负载电流是否已经增加超过预期电流电平。如果负载电流已经增加，则智能设备在框1254处检测并联故障位置，并在框1258处向用户报告结果。上文已经参照图10和图11的示例电路配置描述了检测火线对中性线和火线对地线的并联故障的操作示例。可以将该报告在设备上输出(例如显示)给用户，或者传输给另一个用户计算机设备或者中央报告或管理设施。

如果负载电流没有增加，则智能设备在框1256处在电路上检测到无故障(或者没有检测到故障)，并且在框1258处向用户报告结果。可以将该报告在设备上输出(例如显示)给用户，或者传输给另一个用户计算机设备或者中央报告或管理设施。

以上描述了执行分支电路的诊断的一种示例方法。由智能设备执行的上述各种操作可以替代地在诊断设备之一(例如，主诊断设备)处或通过诊断设备之一来执行，然后诊断设备可以向用户设备传输关于分支电路的诊断状态的报告。智能设备的上述各种操作可以基于由用户预定义和/或提供的参数或设置来执行。

图14图示了根据实施例的监测、分析和诊断电路(例如分支电路)上的情况的示例方法1400。

在框1402，诊断设备沿着分支电路安装(或连接)在不同的插座位置处。

在框1404，确定分支电路上的电力是否关断(例如，断路器处于跳闸/“OFF”位置)。如果电力没有关断，则在框1406处，经由断路器关断分支电路的电力(例如，将断路器转到“OFF”位置)。如果电力关断，则在框1408处，可以为每个诊断设备以及断路器设置或分配不同的负载。如本文所述，诊断设备和断路器可以各自具有可变负载。

在框1410，可以操作或控制诊断设备和断路器，以提供不同的电源和负载连接场景，来隔离和监测分支电路的不同部分上的负载电流。为了监测不同部分上的负载电流，根据由诊断设备上的(多个)传感器在分支电路的导体上测量的电气特性(例如，电流或电压)，来感测、测量、计算或导出与分支电路位于插座位置的上游和下游部分上的监测的负载电流相对应的诊断信息。例如，每个诊断设备可以使用中性电流传感器和接地电流传感器来测量隔离电路部分上的负载电流(例如，参见图4)。在正常电路情况下，电力线L上的预期电流等于中性线N电流加上地线G电流。每个诊断设备还可以使用电流或电压传感器来测量其负载(R负载)上的电流，或者使用电力线电流传感器来测量电力线(L)上的电流。分支电路或其部分上的负载电流(例如，导体L、N和G上的电流)可以使用诊断设备上(以及，如果需要，还可以在断路器上)的电流和/或电压传感器的不同类型或组合来感测、测量、计算或导出。

在框1412，可以基于来自诊断设备和断路器的诊断信息来确定关于分支电路的各种信息，这些诊断信息是针对不同电源电平(例如，低电压或高电压)获得的。所确定的信息可以包括沿着分支电路的(多个)插座/插座位置的映射(或顺序)、分支电路上的故障的标识和位置、或者电路上的其他情况。

在框1414，可以将为分支电路确定的信息作为报告或以某种其他格式输出给用户/用户设备。

在图14的上述示例中描述的各种操作可以在主计算机设备或中央计算机设备(例如，智能设备、主诊断箱等)的控制下执行。如本文所述，在各种实施例中，由用户操作的计算机设备可以与诊断设备和断路器交互，以协调、控制和/或实现图14的方法1400的一个或多个上述操作。

图15图示了根据实施例的计算机设备或系统1500的示例组件。如图15所示，计算机系统1500可以包括例如存储器1520、(多个)处理器1530、时钟1540、(多个)输出设备1550、(多个)输入设备1560、通信设备1570和计算机系统的组件之间的总线系统1580。

存储器1520可以存储计算机可执行代码、程序、软件或指令，该指令在由(多个)处理器执行时控制计算机系统1500的操作，该操作包括这里描述的各种方法/过程。存储器1520还可以存储计算机系统1500或其组件用来执行这里描述的操作的其他数据。其他数据可以包括但不限于包括但不限于诊断设备和断路器的远程设备的标识符、以及它们的设备参数(例如，电源、电压源、电流源、监测的负载电流、(多个)负载的值等)、物理或科学定律，以及本文描述的其他信息。存储器/存储设备可以包括但不限于磁盘、固态驱动器、光盘、诸如智能卡、SIM、WIM的可移动存储器设备、诸如RAM、ROM、PROMS的半导体存储器等。

(多个)输出设备1550可以包括显示设备、打印设备、扬声器等。例如，(多个)输出设备1550可以输出以显示或呈现图形用户界面(GUI)、被分析的电路的诊断报告或如本文所述的其他数据或信息。

(多个)输入设备1560可以包括任何用户输入设备，例如鼠标、轨迹球、麦克风、触摸屏、操纵杆、控制台、键盘/垫、触摸屏或用户可操作的其他设备。(多个)输入设备1560也可以接受来自外部源(例如其他设备和系统)的数据。

与计算机系统的其他组件交互的(多个)处理器1530被配置成控制或实现这里描述的各种操作。这些操作可以包括实现或控制电路监测、分析和诊断以及本文描述的其他过程。这里描述的(多个)处理器可以是处理系统，处理系统可以包括一个或多个处理器，例如CPU、GPU、控制器、专用电路或控制这里描述的设备或系统的操作的其他处理单元。

通信系统1570可以通过传输介质或网络执行通信。传输介质或网络可以包括但不限于经由以下各项来传输：无线通信(例如，射频(RF)通信、蓝牙

、Wi-Fi、Li-Fi等)、有线通信、互联网、内联网、基于电话/调制解调器的网络通信、硬线/电缆通信网络、卫星通信、星形网络、网状网络以及其他固定或移动网络系统/通信链路。

以上描述了计算机设备或系统的示例组件，该示例组件例如计算机、便携式计算机(诸如智能设备、智能电话、膝上型计算机、平板计算机等)、服务器或其他数据处理系统。输出设备1550和输入设备1560可以分别通过本地总线或网络与处理器1530通信。计算机设备或系统可以是独立设备或分布式处理系统。

在前面，参考了各种实施例。然而，本公开的范围不限于具体描述的实施例。相反，所描述的特征和元件的任何组合，无论是否与不同的实施例相关，都被预期来实现和实践预期的实施例。此外，尽管实施例可以实现优于其他可能的解决方案或现有技术的优点，但是特定的优点是否由给定的实施例实现并不限制本公开的范围。因此，前面的方面、特征、实施例和优点仅仅是说明性的，并且不被认为是所附权利要求的元件或限制，除非在(多个)权利要求中明确陈述。

这里公开的各种实施例可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，各方面可以采取完全硬件实施例、(包括固件、常驻软件、微代码等的)完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式，这些方面在本文中通常被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，各方面可以采取包含在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质具有包含在其上的计算机可读程序代码。

可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，或前述的任何合适的组合。非暂时性计算机可读介质的更具体的示例(非穷举列表)可以包括以下：具有一条或多条电线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备或上述的任何合适的组合。在计算机可读介质上实施的程序代码可以使用任何适当的介质来传输，该介质包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等、或前述的任何合适的组合。

用于执行本公开的各方面的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任意组合来编写。此外，这种计算机程序代码可以使用单个计算机系统或通过(例如，使用局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网等)彼此通信的多个计算机系统来执行。尽管参考流程图图示和/或框图描述了前面的各种特征，但是本领域普通技术人员将理解，流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中的框的组合可以由计算机逻辑(例如，计算机程序指令、硬件逻辑、两者的组合等)来实现。通常，计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的(多个)处理器。此外，使用(多个)处理器执行这样的计算机程序指令产生了能够执行流程图和/或框图的一个或多个框中指定的(多个)功能或(多个)动作的机器。

附图中的流程图和框图图示了本公开的各种实施例的可能实现方式的架构、功能和/或操作。在这点上，流程图或框图中的每个框可以代表模块、代码段或代码部分，其包括用于实现(多个)指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应该注意的是，在一些替代实现方式中，框中提到的功能可以不按图中提到的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时进行，或者这些框有时可以以相反的顺序进行，这取决于所涉及的功能。还将注意到，框图和/或流程图图示的每个框以及框图和/或流程图图示中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。

应当理解，以上描述旨在说明性的，而不是限制性的。在阅读和理解以上描述后，许多其他实现方式是显而易见的。尽管本公开描述了具体示例，但是应当认识到，本公开的系统和方法不限于这里描述的示例，而是可以在所附权利要求的范围内进行修改来实践。因此，说明书和附图被认为是说明性的，而不是限制性的。因此，本公开的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。

Claims (19)

1.一种用于对电气系统的分支电路执行诊断的诊断设备，所述分支电路具有包括电力线、中性线和地线的多个电气导体，所述诊断设备包括：

电气连接器，包括第一组端子和第二组端子，所述第一组端子用于在电气插座位置处沿上游方向连接到所述分支电路的电气导体，所述第二组端子用于在所述电气插座位置处沿下游方向连接到所述分支电路的所述电气导体；

负载；

电源；

开关电路，所述开关电路耦接到所述电气连接器的所述第一组端子和所述第二组端子、所述负载和所述电源，所述开关电路用于隔离所述分支电路位于所述电气插座的上游或下游部分，并经由所述电气连接器选择性地将所述电源或所述负载与所述分支电路位于所述电气插座位置的上游或下游的部分连接或断开；以及

传感器，用于测量所述电气导体在所述分支电路上的电气特性，以监测所述电力线、所述中性线和所述地线上的电流；以及

至少一个处理器，被配置为：控制所述开关电路以选择性地将所述电源或所述负载与所述分支电路位于所述电气插座位置的上游或下游的部分连接；并且基于所述传感器执行的所述测量获得与所述电力线、所述中性线和所述地线上的所监测的电流相对应的诊断信息。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述负载为可变负载，并且所述处理器还被配置为将所述可变负载设置为与所述分支电路上连接的其他负载不同的负载电平。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电源是可变电源，并且所述处理器还被配置为控制由所述可变电源供应到所述分支电路位于所述电气插座位置的上游或下游的所隔离部分的电力的量。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述开关电路在第一开关配置和第二开关配置中可操作，其中在所述电气插座位置处将所述分支电路的上游和下游部分彼此隔离，所述第一开关配置将所述电源连接到所述上游部分并将所述负载连接到所述下游部分，所述第二开关配置将所述电源连接到所述下游部分并将所述负载连接到所述上游部分。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述开关电路在第三开关配置中可操作，其中在所述电气插座位置处将所述分支电路的上游和下游部分电气连接。

6.根据权利要求3所述的设备，其中，所述电源的电力电平是可控的，以从能够激发电弧故障的第一电压电平和不能激发电弧故障的第二电压电平中的一个中的可选择电平来输出电压。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，由所述电源供应的电压电平和/或可连接到所述分支电路的负载电平是选择性地可控的，以将所述分支电路上的电流限制到能够防止或减少潜在危险电弧故障达到危险电平的电流电平。

8.一种诊断系统，包括：

断路器，布置在所述分支电路的起点处，所述断路器包括选择性地可连接到所述分支电路的负载；以及

多个如权利要求1所述的诊断设备，所述多个诊断设备中的每一个被配置为沿着所述分支电路在不同电气插座位置处连接到所述分支电路的电气导体，所述多个诊断设备的所述开关电路是可操作的，以沿着所述分支电路提供电源和负载连接的不同组合，来隔离和监测所述分支电路的不同部分上的负载电流，所述分支电路的不同部分包括具有连接到其的诊断设备的电气插座位置之间的部分，

其中，基于所监测的负载电流确定所述分支电路上的故障的类型和位置，或者基于所监测的负载电流确定沿着所述分支电路的电气插座位置的映射。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述多个诊断设备中的每一个和所述断路器包括通信设备，所述系统还包括：

计算机设备，包括处理器、存储器和通信设备，所述计算机设备被配置为：

远程控制所述断路器和所述多个诊断设备的操作，以用于选择性地隔离所述分支电路的不同部分并且监测所述分支电路的所隔离部分上的负载电流，

经由所述计算机设备的通信设备从所述断路器和所述多个诊断设备接收到诊断信息，所接收到的诊断信息包括与所述分支电路的不同部分的所监测的负载电流相对应的信息，以及

基于所接收到的诊断信息确定所述分支电路上的所述故障的类型和位置，或者基于所接收到的诊断信息确定沿着所述分支电路的所述电气插座位置的映射。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述计算机设备还被配置为向用户报告所述故障的类型和位置或所述电气插座位置的映射。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述计算机设备被配置为控制所述诊断设备和所述断路器以获得诊断信息，所述诊断信息用于分析由用户经由用户输入设备定义的或者由所述断路器保护的故障的类型定义的一种或多种故障的类型。

12.根据权利要求9所述的系统，还包括在位于多个电气插座位置的上游选择性地断开接地的接地断路开关，所述接地断路开关可操作以在监测负载电流以检测接地故障时断开接地，并且沿着所述断路器与离断路器最近一个电气插座位置之间的所述分支电路的所述部分来区分火线对中性线的并联故障和火线对地线的并联故障，所述最近一个电气插座位置具有与其连接的诊断设备。

13.一种对电气系统中的具有多个电气插座位置的分支电路执行诊断的方法，所述分支电路具有包括电力线、中性线和地线的多个电气导体，所述方法包括：

在不同的电气插座位置处将多个诊断设备连接到所述分支电路的上游和下游电气导体，每个诊断设备包括：负载，电源，用于测量所述分支电路上的电气特性以监测所述电力线、所述中性线和所述地线上的电流的传感器，以及开关电路，所述开关电路用于隔离所述分支电路位于所述电气插座的上游或下游部分并且用于经由所述电气连接器选择性地将所述电源或所述负载与所述分支电路位于所述电气插座位置的上游或下游的部分连接或断开；

控制所述多个诊断设备中的每一个的所述开关电路以沿着分支电路提供电源和负载连接的不同组合，以便隔离和监测所述分支电路的不同部分上的负载电流，所述分支电路的不同部分包括具有连接到其的诊断设备的电气插座位置之间的部分；以及

基于所监测的负载电流确定所述分支电路上的故障的类型和位置，或者基于所监测的负载电流确定沿着所述分支电路的所述插座位置的映射。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，诊断操作是在计算机设备的控制下执行的，并且确定操作是由所述计算机设备基于与从所述多个诊断设备接收到的监测的负载相对应的诊断信息来执行的。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述断路器或所述诊断设备中的至少一个的负载是可变负载，所述方法还包括：

将所述可变负载设置为与所述分支电路上连接的其他负载不同的负载电平。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述诊断设备中的一个诊断设备的电源是可变电源，所述方法还包括：

从连接所述诊断设备中的所述一个诊断设备的所述电气插座位置，控制由所述可变电源供应到所述分支电路的上游或下游的部分的电力电平。

17.根据权利要求14所述的方法，还包括：

控制所述诊断设备中的一个或多个诊断设备的电源的所述电力电平，以能够激发电弧故障的第一电压电平和不能激发电弧故障的第二电压电平中的一个中的可选择电平来输出电压。

18.根据权利要求14所述的方法，还包括：

选择性地控制由所述电源供应的电压电平和/或所述分支电路上的负载电平，以将所述分支电路上的电流限制到能够防止或减少潜在危险电弧故障达到危险电平的电流电平。

19.一种存储计算机可执行代码的有形计算机存储器设备，所述计算机可执行代码在由计算机执行时，实现对电气系统中的具有多个电气插座位置的分支电路执行诊断的方法，所述分支电路具有包括电力线、中性线和地线的多个电气导体，多个诊断设备在不同电气插座位置处连接到所述分支电路的上游和下游电气导体，每个诊断设备包括：负载，电源，用于测量所述分支电路上的电气特性以监测所述电力线、所述中性线和所述地线上的电流的传感器，以及开关电路，所述开关电路用于隔离所述分支电路位于所述电气插座位置的上游或下游部分并且用于经由所述电气连接器选择性地将所述电源或所述负载与所述分支电路位于所述电气插座位置的上游或下游的所述部分连接或断开，所述方法包括：

控制所述多个诊断设备中的每一个的所述开关电路以沿着分支电路提供电源和负载连接的不同组合，以便隔离和监测所述分支电路的不同部分上的负载电流，所述分支电路的不同部分包括具有连接到其的诊断设备的电气插座位置之间的部分；以及

基于所监测的负载电流确定所述分支电路上的故障的类型和位置，或者基于所监测的负载电流确定沿着所述分支电路的所述插座位置的映射。

Images