CN115136435A - 具有现场维修能力的断路器 - Google Patents

Abstract

一种监视具有负载的电路的方法包括：从在正常模式下操作的断路器接收正常模式数据，将正常模式数据转换成第一显示数据，将正常模式显示数据提供给远程用户设备以用于通过用户设备的GUI来显示，以及经由用户设备的GUI接收外部诊断请求以用于选择的断路器进入诊断模式。响应于外部诊断请求，内部诊断请求被发送到选择的断路器。从选择的断路器接收诊断模式数据，其中诊断模式数据是由在诊断模式下操作的选择的断路器响应于内部诊断请求而获得的。该方法还包括根据诊断模式数据确定第二显示数据，并将第二显示数据提供给用户设备以用于通过用户设备的GUI来显示。

Description

具有现场维修能力的断路器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年2月21日提交的序列号为62/979,864的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及断路器，并且更具体地涉及具有现场维修能力的断路器。

背景技术

现场维修电气系统通常由电工在现场进行。例如，该现场可以是家、办公室、工厂等。电工通常依赖电气系统外部的昂贵工具来执行维修。除了向现场派遣具有必要技能的电工和工具所涉及的费用之外，现场维修可能是耗时的，并且需要大量的劳动力，例如，来打开负载面板、打开插座、接入电缆等。此外，现场维修可能缺乏有效性，诸如由于缺乏可重复性或很少发生。随着电气系统负载中心的复杂性增加，对现场维修的需要必然增加，并且变得更加麻烦和复杂。

虽然传统的方法和系统通常被认为满足其预期目的，但是在本领域中仍然需要在不需要熟练电工或外部工具的情况下进行现场维修，并且具有远程提供维修的能力。本公开提供了一种解决方案。

发明内容

下面描述的所示实施例的目的和优点将在下面的描述中阐述并变得显而易见。所示实施例的额外优点将通过书面描述和权利要求以及附图中特别指出的设备、系统和方法来实现和获得。为了实现这些和其他优点，并且根据所示实施例的目的，在一个方面，公开了一种由一个或多个断路器监视具有一个或多个负载的电路的方法。该方法包括在正常模式下操作一个或多个断路器中的第一断路器，这包括由第一断路器输出正常模式数据，该正常模式数据包括由第一断路器获取的关于具有负载的电路的电特性的第一信号的特征，其中第一信号是以第一分辨率获取或处理的。该方法还包括接收响应于用户动作的开始诊断请求，响应于接收到开始诊断请求，将第一断路器的操作改变到诊断模式，以及在诊断模式下操作第一断路器。在诊断模式下操作第一断路器包括由第一断路器输出诊断模式数据，该诊断模式数据包括由第一断路器获取的关于具有负载的电路的电特性的第二信号和/或第二信号的特征，其中第二信号是以不同于第一分辨率的第二分辨率获取或处理的。

在一个或多个实施例中，该方法还可以包括由第一断路器接收响应于用户动作或由于基于状况的满足而确定结束诊断模式的结束诊断请求，以及响应于接收到结束诊断请求，终止第一断路器在第二模式下的操作。

在一个或多个实施例中，正常模式数据可以包括针对电气故障分析第一信号的结果，并且诊断模式数据包括针对电气故障分析第二信号的结果。

在一个或多个实施例中，在第二模式下操作第一断路器还可以包括获取第二信号和处理第二信号中的至少一个。

在一个或多个实施例中，一个或多个断路器可以包括至少两个断路器，并且该方法可以还包括至少两个断路器接收与接收诊断请求的第一断路器相关联的广播静默请求，响应于接收到静默请求，停止由至少两个断路器输出第一数据，至少两个断路器接收与接收结束诊断请求的第一断路器相关联的广播结束静默请求，以及响应于接收到结束静默请求，恢复由所述至少两个断路器输出正常模式数据。

在另一方面，公开了一种监视具有一个或多个负载的电路的方法。该方法包括从在正常模式下操作的至少两个断路器接收正常模式数据，将正常模式数据转换成第一显示数据，将正常模式显示数据提供给远程用户设备以用于通过用户设备的图形用户界面(GUI)进行显示，以及经由用户设备的GUI接收外部诊断请求，以用于至少两个断路器中的一个或多个选择的断路器进入诊断模式。响应于外部诊断请求，向一个或多个选择的断路器发送内部诊断请求。从一个或多个选择的断路器接收诊断模式数据，其中诊断模式数据是由响应于内部诊断请求在诊断模式下操作的一个或多个选择的断路器获得的。该方法还包括根据诊断模式数据确定第二显示数据，以及将第二显示数据提供给用户设备，以用于通过用户设备的GUI进行显示。

在一个或多个实施例中，该方法还可以包括，响应于外部诊断请求，向至少两个断路器发送静默请求以用于在静默模式下操作，其中当在静默模式下操作时，可以不从至少两个断路器接收正常模式数据。

在一个或多个实施例中，该方法还可以包括经由GUI接收外部结束诊断请求，或者基于状况的满足来确定结束诊断模式，以及响应于外部结束诊断请求或者结束诊断模式的确定，向一个或多个选择的断路器发送内部结束诊断请求。由于一个或多个选择的断路器响应于内部结束诊断请求而终止在诊断模式下的操作，所以可以终止从一个或多个选择的断路器接收诊断模式数据。

在一个或多个实施例中，该方法还可以包括，响应于外部结束诊断请求，向一个或多个选择的断路器发送结束静默请求。由于至少两个断路器响应于外部结束诊断请求而转换到在第一模式下的操作，可以恢复从至少两个断路器接收正常模式数据。

在一个或多个实施例中，该方法还可以包括分解诊断模式数据，以用于将诊断模式数据与至少两个断路器中的断路器和/或耦合到断路器的一个或多个负载中的负载相关联。确定第二显示数据可以包括根据与断路器和/或负载相关联的诊断模式数据来确定第二显示数据。

在一个或多个实施例中，外部诊断请求可以包括对跳闸历史的请求，并且该方法还可以包括接收由至少两个断路器检测到的任何警告事件的时间戳通知，其中可以根据从故障状态到正常状态的返回来检测警告事件。该方法还可以包括接收至少两个断路器的任何跳闸的时间戳通知，存储任何警告事件和任何跳闸的时间戳通知，以及通过包括跳闸历史数据与第二显示数据来响应对跳闸历史的请求，其中跳闸历史数据可以是任何警告事件和任何跳闸的时间戳通知的函数。

在一个方面，还公开了一种提供用户设备的GUI的方法。该方法包括从远程处理设备接收第一显示数据，其中第一显示数据基于由在正常模式下操作的至少两个断路器获得的正常模式数据。该方法还包括通过GUI显示第一显示数据，经由GUI从用户接收用户诊断请求，响应于接收到用户诊断请求，向远程处理设备提交外部诊断请求，其中外部诊断请求请求至少两个断路器中的一个或多个选择的断路器进入诊断模式。该方法还包括响应于外部诊断请求，从远程处理设备接收第二显示数据，其中第二显示数据基于由在诊断模式下操作的至少两个断路器获得的诊断模式数据。该方法还包括通过GUI显示与一个或多个选择的断路器相关联的第二显示数据。

在一个或多个实施例中，正常模式数据基于由正常分辨率的至少两个断路器进行的测量，并且诊断模式数据基于由至少两个断路器进行的更高分辨率的测量。

在一个或多个实施例中，该方法还可以包括响应于所提交的诊断请求，终止从远程处理设备接收第一显示数据。

在一个或多个实施例中，该方法还可以包括经由GUI从用户接收结束诊断请求，以及向远程处理设备提交结束诊断请求，其中结束诊断请求可以请求一个或多个选择的断路器退出诊断模式。该方法还可以包括以下中的至少一个：响应于所提交的结束诊断请求，终止从远程处理设备接收第二显示数据；以及响应于所提交的结束诊断请求，恢复从远程处理设备接收第一显示数据。

在一个或多个实施例中，第二显示数据可以包括诊断模式数据与至少两个断路器中的断路器和/或耦合到断路器的一个或多个负载中的负载之间的关联。通过GUI显示第二显示数据可以包括显示诊断模式数据与断路器和/或负载之间的关联。

在一个或多个实施例中，用户请求可以请求关于通过一个或多个选择的断路器对选择的电气故障进行监视和/或关于一个或多个选择的断路器的跳闸历史的特定诊断信息。外部诊断请求可以请求特定诊断信息，所显示的第二显示数据可以包括特定诊断信息。

在本公开的另一方面，公开了一种耦合到具有一个或多个负载的电路的断路器。每个断路器包括被配置为存储多个可编程指令的存储器和与存储器通信的至少一个处理设备。一个或多个断路器中的第一断路器的至少一个处理设备在执行多个可编程指令时被配置为在正常模式下操作，其包括输出正常模式数据，该正常模式数据包括由第一断路器获取的关于具有负载的电路的电特性的第一信号的特征，其中第一信号是以第一分辨率获取或处理的。在执行多个可编程指令时，第一断路器的至少一个处理设备还被配置为接收响应于用户动作的开始诊断请求，响应于接收到开始诊断请求，将操作改变到诊断模式，以及在诊断模式下操作。在诊断模式下操作包括输出诊断模式数据，该诊断模式数据包括由第一断路器的至少一个处理设备获取的关于具有负载的电路的电特性的第二信号和/或第二信号的特征，其中第二信号是以不同于第一分辨率的第二分辨率获取或处理的。

在一个或多个实施例中，在执行多个可编程指令时，第一断路器的至少一个处理设备还可以被配置为接收响应于用户动作或由于基于状况的满足而确定结束诊断模式的结束诊断请求，以及响应于接收到结束诊断请求，终止在第二模式下的操作。

在一个或多个实施例中，正常模式数据可以包括针对电气故障分析第一信号的结果，并且诊断模式数据包括针对电气故障分析第二信号的结果。

在一个或多个实施例中，在第二模式下操作还可以包括获取第二信号和处理第二信号中的至少一个。

在一个或多个实施例中，一个或多个断路器可以包括至少两个断路器，并且该方法还可以包括至少两个断路器中的每一个的至少一个处理设备被配置为接收与接收诊断请求的第一断路器的至少一个处理设备相关联的广播静默请求，响应于接收到静默请求，停止输出第一数据，接收与接收结束诊断请求的第一断路器的至少一个处理设备相关联的广播结束静默请求，以及响应于接收到结束静默请求，恢复输出正常模式数据。

在本公开的又一方面，公开了一种用于监视电气故障的边缘设备。该边缘设备包括被配置为存储多个可编程指令的存储器和与该存储器通信的至少一个处理设备，其中该至少一个处理设备在执行多个可编程指令时被配置为从在正常模式下操作的至少两个断路器接收正常模式数据，将正常模式数据转换成第一显示数据，将正常模式显示数据提供给远程用户设备，以用于通过用户设备的图形用户界面(GUI)进行显示，以及经由用户设备的GUI接收外部诊断请求，以用于至少两个断路器中的一个或多个选择的断路器进入诊断模式。该至少一个处理设备还被配置为响应于外部诊断请求，向一个或多个选择的断路器发送内部诊断请求，以及从一个或多个选择的断路器接收诊断模式数据，其中诊断模式数据是由响应于内部诊断请求在诊断模式下操作的一个或多个选择的断路器获得的。在执行多个可编程指令时，该至少一个处理设备还被配置为根据诊断模式数据确定第二显示数据，以及将第二显示数据提供给用户设备，以用于通过用户设备的GUI进行显示。

在一个或多个实施例中，在执行多个可编程指令时，至少一个处理设备还可以被配置为响应于外部诊断请求，向至少两个断路器发送静默请求以用于在静默模式下操作，其中当在静默模式下操作时，可以不从至少两个断路器接收正常模式数据。

在一个或多个实施例中，在执行多个可编程指令时，至少一个处理设备还可以被配置为经由GUI接收外部结束诊断请求，或者基于状况的满足来确定结束诊断模式，以及响应于外部结束诊断请求或者结束诊断模式的确定，向一个或多个选择的断路器发送内部结束诊断请求。在执行多个可编程指令时，该至少一个处理设备还可以被配置为由于一个或多个选择的断路器响应于内部结束诊断请求而终止在诊断模式下的操作，终止从所述一个或多个选择的断路器接收诊断模式数据。

在一个或多个实施例中，在执行多个可编程指令时，至少一个处理设备还可以被配置为响应于外部结束诊断请求，向一个或多个选择的断路器发送结束静默请求。在执行多个可编程指令时，该至少一个处理设备还可以被配置为由于至少两个断路器响应于外部结束诊断请求而转换到在第一模式下的操作，恢复从至少两个断路器接收正常模式数据。

在一个或多个实施例中，在执行多个可编程指令时，至少一个处理设备还可以被配置为分解诊断模式数据，以用于将诊断模式数据与至少两个断路器中的断路器和/或耦合到断路器的一个或多个负载中的负载相关联。确定第二显示数据可以包括根据与断路器和/或负载相关联的诊断模式数据来确定第二显示数据。

在一个或多个实施例中，外部诊断请求可以包括对跳闸历史的请求，并且在执行多个可编程指令时，至少一个处理设备还可以被配置为接收由至少两个断路器检测到的任何警告事件的时间戳通知，其中可以根据从故障状态到正常状态的返回来检测警告事件。在执行多个可编程指令时，该至少一个处理设备还可以被配置为接收至少两个断路器的任何跳闸的时间戳通知，存储任何警告事件和任何跳闸的时间戳通知，以及通过包括跳闸历史数据与第二显示数据来响应对跳闸历史的请求，其中跳闸历史数据可以是任何警告事件和任何跳闸的时间戳通知的函数。

在一个方面，还公开了至少一个处理设备，在执行多个可编程指令时，还被配置为从远程处理设备接收第一显示数据，其中第一显示数据基于由在正常模式下操作的至少两个断路器获得的正常模式数据。在执行多个可编程指令时，该至少一个处理设备还被配置为通过GUI显示第一显示数据，经由GUI从用户接收用户诊断请求，以及响应于接收到用户诊断请求，向远程处理设备提交外部诊断请求，其中外部诊断请求请求至少两个断路器中的一个或多个选择的断路器进入诊断模式。在执行多个可编程指令时，至少一个处理设备还被配置为响应于外部诊断请求，从远程处理设备接收第二显示数据，其中第二显示数据基于由在诊断模式下操作的至少两个断路器获得的诊断模式数据。在执行多个可编程指令时，该至少一个处理设备被配置为通过GUI显示与一个或多个选择的断路器相关联的第二显示数据。

在一个或多个实施例中，正常模式数据基于由正常分辨率的至少两个断路器进行的测量，并且诊断模式数据基于由至少两个断路器进行的更高分辨率的测量。

在一个或多个实施例中，在执行多个可编程指令时，至少一个处理设备还被配置为响应于所提交的诊断请求，终止从远程处理设备接收第一显示数据。

在一个或多个实施例中，在执行多个可编程指令时，至少一个处理设备还被配置为经由GUI从用户接收结束诊断请求，以及向远程处理设备提交结束诊断请求，其中结束诊断请求可以请求一个或多个选择的断路器退出诊断模式。在执行多个可编程指令时，该至少一个处理设备还被配置为响应于所提交的结束诊断请求，终止从远程处理设备接收第二显示数据以及恢复从远程处理设备接收第一显示数据中的至少一个。

在一个或多个实施例中，第二显示数据可以包括诊断模式数据与至少两个断路器中的断路器和/或耦合到断路器的一个或多个负载中的负载之间的关联。通过GUI显示第二显示数据可以包括显示诊断模式数据与断路器和/或负载之间的关联。

在一个或多个实施例中，用户请求可以请求关于通过一个或多个选择的断路器对选择的电气故障进行监视和/或关于一个或多个选择的断路器的跳闸历史的特定诊断信息。外部诊断请求可以请求特定诊断信息，所显示的第二显示数据可以包括特定诊断信息。

在本公开的附加方面，公开了一种具有嵌入其中的一个或多个计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质，该计算机程序在由计算机系统执行时，使计算机系统从远程处理设备接收第一显示数据，其中第一显示数据基于由在正常模式下操作的至少两个断路器获得的正常模式数据。还使计算机系统通过GUI显示第一显示数据，经由GUI从用户接收用户诊断请求，以及响应于接收到用户诊断请求，向远程处理设备提交外部诊断请求，其中外部诊断请求请求至少两个断路器中的一个或多个选择的断路器进入诊断模式。还使计算机系统响应于外部诊断请求，从远程处理设备接收第二显示数据，其中第二显示数据基于由在诊断模式下操作的至少两个断路器获得的诊断模式数据。在执行多个可编程指令时，该至少一个处理设备被配置为通过GUI显示与一个或多个选择的断路器相关联的第二显示数据。

在本公开的附加方面，公开了一种具有嵌入其中的一个或多个计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质，该计算机程序在由计算机系统执行时，使计算机系统从在正常模式下操作的至少两个断路器接收正常模式数据，将正常模式数据转换成第一显示数据，将正常模式显示数据提供给远程用户设备，以用于通过图形用户界面(GUI)进行显示，以及经由用户设备的GUI接收外部诊断请求，以用于至少两个断路器中的一个或多个选择的断路器进入诊断模式。响应于外部诊断请求，还使计算机系统向一个或多个选择的断路器发送内部诊断请求，以及从一个或多个选择的断路器接收诊断模式数据，其中诊断模式数据是由响应于内部诊断请求在诊断模式下操作的一个或多个选择的断路器获得的。还使计算机系统根据诊断模式数据确定第二显示数据，以及将第二显示数据提供给用户设备，以用于通过用户设备的GUI进行显示。

在本公开的附加方面，公开了一种具有嵌入其中的一个或多个计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质，该计算机程序在由计算机系统执行时，使计算机系统从远程处理设备接收第一显示数据，其中第一显示数据基于由在正常模式下操作的至少两个断路器获得的正常模式数据。还使计算机系统通过GUI显示第一显示数据，经由GUI从用户接收用户诊断请求，并且响应于接收到用户诊断请求，向远程处理设备提交外部诊断请求，其中外部诊断请求请求至少两个断路器中的一个或多个选择的断路器进入诊断模式。还使计算机系统响应于外部诊断请求，从远程处理设备接收第二显示数据，其中第二显示数据基于由在诊断模式下操作的至少两个断路器获得的诊断模式数据。还使计算机系统通过GUI显示与一个或多个选择的断路器相关联的第二显示数据。

从下面结合附图对优选实施例的详细描述中，本主题公开的系统和方法的这些和其他特征对于本领域技术人员来说将变得更加显而易见。

附图说明

通过参考各种实施例，可以获得上面简要概述的本公开的更详细的描述，其中一些实施例在附图中示出。虽然附图示出了本公开的选择实施例，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是示出根据本公开的实施例的示例电路管理系统的框图；

图2是根据本公开的实施例的图1的电路管理系统的断路器的示例流程图；

图3A-图3D包括根据本公开的实施例的由图1所示的电路监视系统的服务器或用户设备执行的现场维修应用呈现的页面的示例屏幕截图；

图4A-图4D是根据本公开的实施例的用于呈现现场维修应用的页面的电路监视系统的示例操作的流程图；

图5A和图5B是根据本公开的实施例的图1的电路管理系统的示例操作的过程流程图；以及

图6是根据本公开的实施例的实现图1所示的任何智能设备的示例性计算机系统的框图。

在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元素。然而，在一个实施例中公开的元素可以有益地用在其他实施例中，而无需具体叙述。

具体实施方式

现在将参考附图，其中相同的附图标记表示本主题公开的相似的结构特征或方面。出于解释和说明而非限制的目的，根据本公开的电路管理系统的示例性实施例的示意图在图1中示出，并且通常由附图标记100表示。根据本公开的电路管理系统的其他实施例或其方面在图2-图6中提供，如将要描述的。

电路管理系统100包括负载中心102、用户设备120和基于云的服务器122。负载中心102包括一个或多个断路器104A-104N(通常(单独或作为一组)称为断路器104)和边缘设备106。负载中心102不限于特定数量的断路器104或边缘设备106，并且所示出的断路器104和边缘设备106的数量仅用于说明目的。断路器104和边缘设备106被配置为至少在正常模式和诊断模式中彼此通信。断路器104和边缘设备106之间的通信可以是有线的或无线的。正常模式和诊断模式可以使用不同的通信速率。

每个断路器104耦合到被称为分支108的电气电路，该电气电路包括到一个或多个负载110(例如，电器、电机等)的接口。每个断路器104感测其对应分支108的电气特性，并且可以被配置为检测与分支108相关联的状况，这些状况可以导致断路器104的开关被控制来中断电流的跳闸。该跳闸可以是检测到电气问题的想要的跳闸，或者是不想要的跳闸(也称为有害跳闸(nuisance trip)),并且向边缘设备106提供警告。

边缘设备106可以物理地远离或者物理地连接到负载中心102。边缘设备106还经由有线和/或无线通信与用户设备120和远程服务器122通信。断路器104和边缘设备106之间的通信以及边缘设备106和用户设备之间的通信可以使用无线通信，诸如近场通信或WiFi通信(例如，使用诸如ZigBee、蓝牙低能量(BLE)、蓝牙(BL)4.0、WiFi等的协议，没有限制)。还应当理解，边缘设备106与用户设备106和/或服务器122之间的通信可以包括经由网络的有线和可选地无线通信，诸如经由局域网(LAN)或公共或专用广域网(WAN)，诸如因特网(例如，使用诸如以太网TCP/IP的协议，没有限制)。断路器104和边缘设备之间通信传送的信息可以被分组化。类似地，边缘设备与用户设备120和/或服务器122之间通信传送的信息可以被分组化。

当在正常模式下操作时，断路器104可以获取低分辨率电流和电压测量，并将计量数据106作为低分辨率数据输出到边缘设备106。计量数据包括例如基于低分辨率电流和电压测量的基本数据(例如，以低速率采样)，诸如1秒内的功率积分。计量数据以相对低的速率(诸如0.5Hz或1Hz)发送到边缘设备106。计量数据被发送的速率可以被配置为当在正常模式下操作时，使所有断路器104能够将计量数据发送到边缘设备106。边缘设备106可以将从相应断路器104接收到的计量数据通信传送给用户设备120和/或服务器122。

当在诊断模式或正常模式中操作时，断路器104可以检测与故障检测状态之间的特定转换模式相关联的警告事件，并向边缘设备106输出警告事件通知。

当在诊断模式下操作时，断路器104可以收集关于断路器104的内部诊断信息的结果，获取高分辨率测量，诸如原始数据、电压波形、线电流、RF存在样本、电压和线电流样本(例如，以比计量数据更高的速率采样)，以及RF接收器强度信号指示符(RSSI)。断路器104可以进一步执行高分辨率测量的处理(例如，以确定均方根(RMS)值并聚集高分辨率测量)。断路器104向边缘设备106输出在诊断模式下操作时收集和处理的信息作为诊断模式信息。断路器104的诊断模式信息包括例如内部诊断信息、高分辨率测量和处理高分辨率测量的结果。

当在诊断模式下操作时，边缘设备106可以处理和通信传送从断路器104接收的诊断模式信息，并将该信息作为诊断数据输出到用户设备120和/或服务器122。边缘设备106可以包括诊断模式信息的历史以及输出到用户设备120或服务器122的诊断数据。此外，边缘设备106可以处理关于跳闸历史的历史信息(跳闸、警告事件通知和基于处理警告事件指示的即将发生的跳闸确定)并将其传送给用户设备120或服务器122。由断路器104和边缘设备106(当以正常或诊断模式操作时)输出的数据可以被提供有上下文信息，诸如输出数据的设备的标识(ID)、时间戳、断路器104连接到的分支108或负载110，或者边缘设备106耦合到的断路器104。上下文信息可以作为元数据来提供。

外部和内部诊断请求可以请求断路器的诊断模式信息的特定信息。由断路器104输出的诊断模式信息可以取决于促使在诊断模式下操作的内部诊断请求所请求的内容。类似地，由边缘设备106输出到用户设备120和/或服务器122的诊断数据可以取决于促使在诊断模式下操作的外部诊断请求所请求的内容。

断路器104、边缘设备106、用户设备120和服务器122包括可操作地连接到存储器和用于与电路监视系统100的其他组件通信的通信接口和/或与它们集成的处理设备，如所述。处理设备可以包括例如微控制器、微处理器、可编程逻辑器件(PLD)、数字信号处理器(DSP)、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)和/或具有类似处理能力的其他分立或集成逻辑电路。在一个或多个实施例中，断路器104和/或边缘设备106可以分别被配置为嵌入式设备。

边缘设备104与断路器104A-104N(不限于特定数量的断路器104)通信，形成具有诸如星形拓扑的拓扑的网络。在一个或多个实施例中，存在用于支持断路器104A-104N和边缘设备106之间的通信的有限带宽。当所有断路器104在正常模式下操作时，带宽可以支持断路器104A-104N中的每一个发送其各自的计量数据。然而，当在诊断模式下操作并响应于内部诊断请求输出诊断模式信息时，断路器104输出比在正常模式下操作并输出计量数据时大得多的数据量。当在诊断模式下操作时，带宽只能支持特定数量的断路器104A-104N的通信。

在接下来的示例中，带宽只能支持响应于内部诊断请求输出信息的一个断路器104，并且不能支持正常或诊断模式中的其他断路器104的通信。然而，本领域技术人员将理解，如果带宽支持，所公开的方法可以被调整为允许在诊断模式下操作时，一次多于一个断路器104进行通信。本领域技术人员还将理解，所公开的方法可以被调整为允许一个或多个其他断路器104在正常模式下操作并且即使在一个或多个断路器104在诊断模式下操作时也输出计量数据。事实上，随着未来无线容量的增加，带宽的限制可能会改变，并且算法可以被调整为最大化带宽可以支持的通信量。

诸如用户设备120或服务器122的外部设备可以向边缘设备106提交外部诊断请求，请求断路器104之一从正常模式改变到诊断模式。如上所述，在该示例中，仅一个断路器104被请求来改变模式，诸如由于断路器104和边缘设备106之间的通信的带宽限制，然而本公开不限于该示例。因此，可以预想，多于一个断路器104可以被请求来改变到诊断模式，随后被请求的断路器104改变模式。

外部诊断请求可以经由由用户设备120和服务器122中的任一个提供的图形用户界面(GUI)提交给边缘设备106。外部诊断请求识别被请求来在诊断模式下操作的断路器，在该示例中为断路器104A。在一个或多个实施例中，多个诊断子模式是可用的，每个诊断子模式请求诊断数据的不同集合(例如，关于监视电弧故障、接地故障或跳闸历史)。外部诊断请求可以进一步指定断路器104的诊断模式信息的特定信息，诸如通过用户经由用户设备120或服务器122的GUI选择特定数据或诊断子模式。

当边缘装置106接收到识别断路器104A进入诊断模式并提供特定详细信息的外部诊断请求时，边缘装置106向所识别的断路器104A发送内部诊断请求，并向剩余的断路器104B-104N发送静默请求。外部诊断请求和/或静默请求可以是广播请求或单播请求。外部诊断请求或者作为单播请求直接发送到断路器104A，或者在广播请求中识别断路器104A。在任一情况下，断路器104A认识到它已经被请求从正常模式转换到诊断模式，并且忽略静默请求。剩余的断路器104B-104N接收单播或广播请求以转换到静默模式，并减少或停止它们各自到边缘设备106的输出，以便为断路器104A提供足够的带宽来在诊断会话的持续时间内发送所请求的诊断模式信息。诊断会话可以在固定时间段之后或者响应于事件而结束，诸如边缘设备106从用户设备120或服务器122接收到外部结束诊断请求，或者断路器104从边缘设备106接收到内部结束诊断请求。在诊断会话结束时，所有断路器104可以恢复在正常模式下操作并发送计量数据。

参考图2，并继续参考图1，示出了断路器104的示例配置的框图。断路器104包括电弧故障传感器和模拟前端(AFE)202A接地故障传感器和AFE202B、处理器204、跳闸单元212和系统诊断单元220。处理器204被示为包括信号获取单元206、特征处理单元208和状态机210。在一个或多个实施例中，处理器204还包括计量和通信单元214以及警告通知单元216。

处理器204可以包括一个或多个处理设备，并且可以在硬件、软件和/或固件中实现，诸如微处理器、ASIC、PLD、FPGA中的任何一个。在一个或多个实施例中，信号获取单元206、特征处理单元208、状态机210、计量和通信单元214以及警告通知单元216中的任何一个都可以在处理器204的外部，并且可以被处理器204访问。断路器104的一个或多个其他组件或组件的一部分可以与处理器204集成。

电弧故障传感器和AFE 202A以及接地故障传感器和AFE 202B的传感器感测物理特性并输出传感器信号。物理特性的示例包括断路器104耦合到的分支108的实时信号和相关电气特性。传感器可以感测例如线电流、线电压、RF信号、感测到的HF信号的RSSI以及差动电流，不限于这些特定的电气特性。传感器可以被配置为监视电弧故障、接地故障、接地中点、功耗等中的一个或多个。

电弧故障传感器和AFE 202A以及接地故障传感器和AFE 202B的AFE电路包括模拟信号调节电路，用于调节感测到的信号，以与断路器104的其他组件对接，诸如滤波器、信号放大器、模数(A/D)转换器、微控制器等。

信号获取单元206包括A/D转换器，该A/D转换器被配置为连续地将来自电弧故障传感器和AFE 202A以及接地故障传感器和AFE 202B的模拟传感器信号转换成数字传感器信号，诸如对于沿着对应分支108的信号的每个半周期，例如具有50Hz或60Hz频率的信号。

特征处理单元208被配置为接收数字传感器信号，并使用信号处理技术计算和输出表示从接收的信号中提取的数字传感器信号的特征的特征数据。特征数据包括例如峰值电流(Ipeak)、均方根(RMS)电流(Irms)、峰值电压(Vpeak)、RSSI转换、RSSI信噪比(SNR)、电流相位(Iphase)、RSSI能量等的值。特征数据可以包括关于来自信号获取单元206的高频(HF)和/或低频(LF)信号的特征数据。在一个或多个实施例中，HF和LF特征可以存储在特征处理单元208的队列中。

系统诊断单元220被配置为对断路器204的内部电路执行诊断，例如自测。例如，系统诊断单元220可以对电弧故障传感器和AFE 202A和接地故障传感器和AFE 202B、处理器204的微控制器(MCU)、内部通信通道、断路器的开关位置、固件和存储器的完整性等执行诊断。系统诊断单元220输出的信息被称为自测信息。

状态机210(SM)应用故障检测算法，该故障检测算法检测相关联的分支108中的故障(电弧(与负载串联或并联)、接地和接地中点故障)，该故障可用于触发跳闸(例如，控制中断电流的开关)。危险的电弧故障和接地故障可以基于某些电弧故障半周期或接地故障半周期的轮廓来检测，如在诸如保险商实验室(UL)和国际电工委员会(IEC)的标准中所描述的。然而，也有不危险的非危险电弧放电或接地故障半周期。例如，一些电弧放电半周期是由负载开关的快速瞬变或负载的正常操作引起的，或者发生的时间非常短，不会导致潜在的着火。

状态机210包括两个或更多个状态，至少包括正常状态和故障状态。当在正常状态下操作时，连接到断路器104的负载110和断路器104在没有检测到故障的情况下操作。检测到故障后，状态转换为故障状态。当故障严重到足以触发断路器104的跳闸时，状态机向跳闸单元212输出命令，以通过断开触点来使断路器104跳闸，以停止电流流动。

在一个或多个实施例中，状态机210检测从正常状态到故障状态以及再回到正常状态的转变，这指示检测到故障状况，但是检测到的故障没有严重到足以触发断路器104的跳闸。在这种情况下，由于检测到的故障可能是即将发生的跳闸的指示，并且需要维修或更换连接到断路器104的负载或电缆，或者断路器104本身，因此触发警告事件通知。警告事件通知被内部地提供给警告通知单元216。

由于状态机210从正常状态到故障状态以及再回到正常状态的转变而引起的警告事件的检测和通知在同时提交的题为“CIRCUIT BREAKERS WITH NOTIFICATION ANDREPORTING CAPABILITY”的专利申请中进行了描述，该专利申请与本公开属于同一发明人并被转让给同一受让人，其全部内容通过引用结合于此。

在一个或多个实施例中，警告通知单元216从状态机210接收内部警告事件通知，并将该内部警告通知提供给计量和通信单元214。

计量和通信单元214输出计量数据。计量数据可包括基本数据，诸如1秒内的功率积分、RMS电压、RMS电流等。计量数据以相对低的速率发送，诸如0.5Hz或1Hz。计量数据被传输的速率可以被配置为当在正常模式下操作时，使所有断路器104能够将计量数据传输到边缘设备106。

在一个或多个实施例中，计量和通信单元214从警告通知单元216接收内部警告事件通知，这触发计量和通信单元214从特征处理单元208获得HF和LF特征数据，并将具有HF和LF特征数据(也称为警告数据)的外部警告事件通知输出到边缘设备106。发送到边缘设备106的信息可以在输出之前被分组化。

当在正常模式或诊断模式下操作时，警告事件通知和警告数据可以由断路器104输出。当在诊断模式下操作时，边缘设备106可以仅显示警告事件通知的历史。

在一个或多个实施例中，包括边缘设备106、用户设备120和服务器122的任何分析设备124可以接收和处理由断路器104输出的数据和/或交换处理的结果。

任何分析设备124(也单独或共同称为分析设备124)可以(使用相关联的存储设备)处理和/或存储从断路器104输出的数据。存储可以由分析设备124可访问的存储设备提供。

分析设备124可以通过使用任何已知技术或尚未发现的技术，例如根据被识别为与特定断路器104相关联的负载，来分解警告数据，并将分解的警告数据与识别的负载配对，来处理断路器的输出数据。

分析设备124可以进一步基于警告数据以及其他参数建立统计模型，诸如警告事件的发生频率、警告事件的持续时间(通常以半周期为单位，例如，测量为不引起跳闸的故障状态的持续时间(例如，从正常状态到故障状态的转变的开始和回到正常状态的转变))。这样，具有敏感的电弧故障和/或接地故障检测硬件的断路器104可以应用电气故障检测算法来向边缘设备106提供排队数据的多个实例。分析设备124可以使用警告数据来创建历史数据，并将警告数据应用于统计模型，用于推断或预测例如负载磨损或老化状况和/或未来跳闸。

这样的预测可以利用概率学习方法。概率可以包括收集的信息空间的多个维度。信息空间基于HF和LF特征的任何组合，但不限于警告的持续时间、警告的频率等。

在一个或多个实施例中，分析设备124可以生成针对负载的模型。分析设备124可以确定负载操作的时间线。时间线可以被实现为确定使用时间和警告事件的频率，例如基于负载随时间的操作而不触发任何警告事件。一旦断路器104触发一个或多个警告事件，分析设备124可以基于负载的操作和进一步警告事件的发生来确定并随时间更新警告事件的概率。

分析设备124可以向用户(例如，经由用户设备120)和/或第三方(例如，负载的制造商、用于维修负载的服务公司、电器评级机构等)输出未来跳闸可能发生的即将发生的跳闸通知，并基于趋势做出预测，诸如警告事件的持续时间和/或频率的增加。

在一个或多个实施例中，分析设备124可以基于从断路器104接收到的与对应于特定负载的一个或多个警告事件相关联的警告数据的值来生成或应用一个或多个模型。分析设备124因此可以基于相关联的警告事件了解耦合到负载中心102的各种负载的操作，并且例如为每个负载创建统计和/或数值模型。

当边缘设备106不是确定即将发生的跳闸的分析设备124时，边缘设备106可以用断路器在诊断模式下操作时输出的诊断模式信息来响应外部诊断请求。用户设备120或服务器122可以操作为分析设备124，以确定即将发生的跳闸并输出即将发生的跳闸通知。当边缘设备106是确定即将发生的跳闸的分析设备124时，边缘设备106可以用包括即将发生的跳闸通知和相关联的时间戳的跳闸历史信息来响应外部诊断请求。

因此，用户设备120或服务器122可以接收有即将发生的跳闸的可能性的通知或确定有即将发生的跳闸的可能性。这可以向用户或第三方提供与特定负载相关联的潜在跳闸可能发生的早期警告，或者澄清有害跳闸是即将发生的真实(想要的)跳闸的指示。即将发生的跳闸的通知可以向用户和/或第三方提供用于采取行动(例如，修理或更换负载)的信息。早期动作可以避免负载110在不方便的时候出现故障，诸如洗衣机装满水时出现故障或者在节日晚餐那天烤箱出现故障。

对外部诊断请求的提交和响应在图3所示的屏幕截图中示出。在用户设备120或服务器122处，用户(其可以是用户设备120或服务器122的用户)导航到与边缘设备106相关联的设置的设置页面。用户可以操作由用户设备120或服务器122执行的现场维修应用提供的GUI。边缘设备106通过与负载中心102的断路器104交互并向提交外部诊断请求的用户设备120或服务器122发送诊断数据来响应用户输入。作为示例，并且不限于用于与边缘设备106通信的特定用户界面，用户可以从设置页面导航到维护页面。维护页面提供了表示负载中心102处可用的断路器104的交互式图形实体(IGE)。用户可以通过激活与选择的断路器104相关联的IGE来选择特定的断路器104，其向边缘设备107提交外部诊断请求。通过所提供的GUI(或其他用户界面)的附加用户选择，信息可以被添加到外部诊断请求。在该示例中，仅一个断路器104被选择，然而本公开允许选择多个断路器104的可能性。

边缘设备106通过向选择的断路器104提交内部诊断请求并响应于内部诊断请求接收诊断模式信息来响应外部诊断请求。边缘设备106输出报告结果(其基于从选择的断路器104接收的诊断模式信息)用于由GUI显示。GUI转换到用于显示报告结果的主诊断页面。在当前示例中，报告结果是最新的结果，并且诊断页面会定期实时更新。在一个或多个实施例中，诊断页面还可以显示先前的报告结果和/或报告结果中的趋势。

图3A示出了由GUI显示的示例主诊断页面屏幕截图300，并示出了选择的断路器104的报告结果。主诊断页面用作维护页面，当打开时触发进入诊断模式。报告结果包括标识选择的断路器104连接到的电路的标签302。报告结果被进一步合并到细节块304(诸如断路器的软件和硬件版本等)、能量监视器块306(包括例如过去一周/一个月的每日使用的指示和/或由选择的断路器104输出的最近实时测量(在示例中示出为使用的能量kwh)、自测信息块308(诸如一个或多个自测的通过/失败结果)、具有故障/跳闸选项312的实时计量块310中，该故障/跳闸选项312具有用户可以激活以访问具有附加信息的页面的相关联IGE。故障/跳闸选项312包括电弧故障诊断选项312A、接地故障诊断选项312B和跳闸历史选项312C。与任何故障/跳闸选项312相关联的IGE的激活导致现场维修应用呈现适当的故障页面，即电弧故障诊断页面320、接地故障诊断页面340或跳闸历史页面360。

在选择了电弧故障诊断选项312A时，电弧故障诊断页面320就用来自选择的断路器104的诊断模式信息提供的信息来更新并显示。电弧故障诊断页面320包括显示实时线电压和线电流测量的计量块322、显示连接到选择的断路器104并且当前正在操作的负载(例如，电器)列表的设备列表块324。设备列表块324包括指示何时检测到危险故障的危险故障指示器325。在所示的示例中，当没有检测到危险故障时，危险故障指示器325可以指示“安全”，或者当检测到危险故障时指示“危险”。

设备列表由边缘设备106使用负载分解技术来确定。在设备列表中标识的负载110(在一个或多个实施例中，如果包括在设备列表中达阈值时间量)可以被存储(本地存储在边缘设备106或由用户设备120或服务器122远程存储)，诸如与上下文信息相关联，诸如指示操作时间的时间戳、它们所连接的分支108和断路器104的标识等。

电弧故障诊断页面320还包括电弧故障范围块326，其使用来自电弧故障传感器和AFE 202A的输出显示与电弧故障监视相关的原始数据或聚合的HF和LF特征数据的值(统称为电弧故障数据，诸如状态转换、RF存在、功耗、警报等)。由电弧故障范围块326显示的电弧故障数据可以例如由图2所示的信号获取单元206或特征处理单元208提供。在所示示例中，电弧故障数据图形地显示。在显示之前，电弧故障数据可以按照在设备列表块324中显示的负载中的一个或多个选择的负载来分解。用户可以使用电弧故障数据选择器IGE 327从要显示的可用电弧故障数据的菜单中进行选择。电弧故障诊断页面320显示的信息例如周期性地被刷新，诸如以1秒的间隔。

电弧危险指示器325被使能以通过来自选择的断路器104的HF和LF数据，在电弧半周期的指示的每次出现期间，实时指示危险状况的存在。以这种方式，当对选择的断路器104所连接的分支108或负载进行监视或故障排除时，电弧危险指示器325对电弧放电活动的指示可以警告诊断用户(例如，电工、房主、用户设备120或服务器122的远程操作员)在可疑负载110操作时检查分支108或负载110，以识别源或危险状况。可以视觉地和/或通过使用现场维修应用来执行检查。

在选择了接地故障诊断选项312B时，接地故障诊断页面340就用由选择的断路器104提供的诊断模式信息来更新并显示。接地故障诊断页面340包括显示实时电压和线电流测量的计量块342和显示连接到选择的断路器104并且当前正在操作的负载的列表的设备列表块344。设备中标识的负载110可以使用分解技术来确定，并且可以与相关联的上下文信息一起存储。设备列表块344包括指示何时检测到危险故障的危险故障指示器345。在所示的示例中，当没有检测到危险故障时，危险故障指示器345可以指示“安全”，或者当检测到危险故障时指示“危险”。

接地故障诊断页面340还包括接地故障范围块346，其使用来自接地故障传感器和AFE 202B的输出(统称为接地故障数据)显示与接地故障监视相关的原始数据或聚合的HF和LF特征数据的值。接地故障数据包括来自接地故障传感器和AFE 202B的样本、关于线和地之间的泄漏电流的数据(例如，以mArms测量的，以Hz为单位的频率段的数据)，以及显示例如差动电流互感器谐振频率的接地中性数据等。由接地故障范围块346显示的接地故障数据可以例如由图2所示的信号获取单元206或特征处理单元208提供。在所示示例中，接地故障数据图形地显示。从存储在边缘设备或服务器中的元数据中取回设备列表块344中显示的分解负载信息。用户可以使用接地故障数据选择器IGE 347从可用的接地故障选择特征的菜单中选择要显示的特征。由接地故障诊断页面340显示的信息例如周期性地被刷新，诸如以1秒的间隔。

接地危险指示器345被使能以通过来自选择的断路器104的接地故障数据，在每次出现高电流泄漏半周期的指示期间，实时指示危险状况的存在。接地危险指示器345提供警报，该警报可以提示诊断用户进一步调查泄漏水平是否达到或接近IEC/UL标准所允许的最大值，以及继续操作该电路是否安全。

在选择跳闸历史选项312C时，从边缘设备106取回跳闸事件的历史、跳闸和/或即将发生的跳闸通知，并且更新和显示跳闸历史页面360。跳闸历史页面360包括示出由边缘设备106输出的跳闸事件、跳闸和/或即将发生的跳闸通知的时间线的跳闸时间线块362，以及示出与每个跳闸事件、跳闸和/或即将发生的跳闸通知相关联的信息的跳闸信息块364，诸如时间、故障类型和当边缘设备106输出通知时的负载操作。故障的类型可以包括，例如，AF(电弧故障)、GF(接地故障)、PTT(按压测试，其指示用户激活断路器104上的测试按钮，其使得测试信号被注入断路器104中用于自测硬件)等。

在一个或多个实施例中，由跳闸历史页面360显示的信息响应于事件而被刷新，诸如跳闸的发生、边缘设备106从选择的断路器104接收到警告事件通知或者来自边缘设备106的即将发生的跳闸通知的输出。由于跳闸时间线块362和跳闸信息块364可以响应于事件的发生以特定方式(ad hoc fashion)更新信息的显示，所以数据的显示可以在显示的时间线图或表格中缩放。

注意，本公开不限于用于刷新页面300、320、340、360中的任何一个的状况的具体示例。还要注意，用户可以使用页面导航用户控件(未示出)在页面300、320、340、360之间导航。

图4A-图4D、图5A和图5B示出了示例性且非限制性的流程图，其示出了根据某些所示实施例的用于响应外部诊断请求的方法。在转到对图4A-图4D、图5A和图5B的描述之前，注意，图4A-图4D、图5A和图5B中的流程图示出了其中操作框以特定顺序执行的示例，如由示出操作框之间的流程的线所指示的，但是这些流程图中所示的各个框可以以不同的顺序或者不同的组合或子组合来执行。应当理解，在一些实施例中，下面描述的一些框可以组合成单个框。在一些实施例中，可以包括一个或多个附加框。在一些实施例中，可以省略一个或多个框。

流程图图4A-图4D示出了当接收和处理来自用户设备120或服务器122的外部诊断请求时由边缘设备106执行的方法的示例流程图。在开始图4A所示的方法之前，用户已经导航到由在用户设备120或服务器122上执行的现场维修应用所呈现的GUI的设置页面，例如与相关联的浏览器相结合。从设置页面，用户已经选择了允许选择断路器104或负载中心102的维护页面。参考图4A，并继续参考图1和图3，在框402处，响应于用户经由维护页面选择断路器104，外部诊断请求被提交给边缘设备106并被其接收。在框404处，包括诊断报告的诊断模式信息被请求并从断路器设备104接收，并被提供给现场维修应用以用于识别选择的断路器设备并提供将与主诊断页面300一起显示的电路的名称。在框406处，数据被提供用于更新细节块304。在框408处，数据被提供用于更新自测块308。在框410处，数据被提供用于更新能量计量块。

参考图4B，当用户通过激活相关联的IGE来选择电弧故障诊断选项312A时，接收外部诊断请求的用户更新。实时计量块310的部分310A示出了线电压、线电流和接地泄漏测量的实时测量。在框422处，接收电弧故障诊断选项312A的用户选择。在框424处，诊断模式信息被用于更新电弧故障诊断页面320。具体而言，数据被用于利用实时线电压和线电流测量来更新计量块322。在框426处，连接到由选择的断路器104监视的电路的负载被确定并被提供给现场维修应用，用于在设备列表块324中显示。在一个或多个实施例中，执行分解以确定当时哪些负载正在操作，并且只有操作中的负载显示在设备列表块324中。诊断模式信息被用于更新危险故障指示器325，以指示是否已经检测到危险故障。在框428处，诊断模式信息被用于利用由选择的断路器104输出的特征数据来实时更新电弧故障范围块326。在框430处，诊断模式信息被用于刷新电弧故障诊断页面320，这可以周期性地执行，例如每秒，或者通过推送(例如通过周期性地自动刷新数据)或拉取需求来执行。例如，当用户通过激活电弧故障数据选择器IGE 327从可用电弧故障特征数据的菜单中选择新的选项时，可以刷新电弧故障计量块326。

参考图4C，当用户通过激活相关联的IGE选择接地故障诊断选项312B时，接收外部诊断请求的用户更新。在框442处，接收接地故障诊断选项312B的用户选择。在框444处，诊断模式信息被用于更新接地故障诊断页面340。具体而言，数据被用于利用实时线电压和线电流测量来更新计量块342。在框446处，连接到由选择的断路器104监视的电路的负载被确定，并被提供给现场维修应用，用于在设备列表块344中显示。在一个或多个实施例中，执行分解以确定当时哪些负载正在操作，并且只有操作中的负载显示在设备列表块344中。诊断模式信息被用于更新危险故障指示器345，以指示是否已经检测到危险故障。在框448处，诊断模式信息被用于利用与接地故障相关联的测量来实时更新接地故障范围块346。

在框450处，诊断模式信息被用于刷新接地故障诊断页面340，这可以周期性地执行，例如每秒，或者通过推送或拉取需求来执行。例如，当用户通过激活接地故障数据选择器IGE 347从可用接地故障特征数据的菜单中选择新的选项时，可以刷新接地故障范围块346。

参考图4D，当用户通过激活相关联的IGE来选择跳闸历史选项312C时，外部诊断请求的用户更新被接收。在框452处，接收跳闸历史选项312C的用户选择。在框454处，访问和提供由来自选择的断路器104的诊断模式信息提供的和/或由边缘设备106存储的跳闸历史信息，用于更新跳闸历史页面360。在框456处，跳闸历史信息被用于用每个跳闸事件、跳闸和/或即将发生的跳闸通知以及相关联的时间戳来更新跳闸时间线362。跳闸历史信息可以是空的或者包括由选择的断路器104输出的一个或多个警告事件通知和跳闸通知和/或由分析设备124(其可以是边缘设备106、用户设备120和/或服务器122中的任何一个)确定的一个或多个即将发生的跳闸通知。在框458处，分解的信息被用于更新跳闸信息块，以显示关于每个跳闸事件、跳闸或即将发生的跳闸通知的信息，诸如发生的时间、当时哪些负载正在操作以及所涉及的故障的性质。分解在分析设备124中进行。

参考图5A和图5B，并继续参考图1，示出了根据负载中心102中的多个断路器中的断路器104、边缘设备106和设备120或服务器122之间的示例流程的一个或多个实施例的过程流程图500。应当理解，所示出和描述的任何处理、存储、转换和相关联任务可以由分析设备124之一执行，也可以由分析设备124中的另一个执行，具有适当的认证、授权和通信。

由负载中心102的断路器104执行的操作在列502中示出，由边缘设备106执行的操作在列504中示出，以及由执行现场维修应用的用户设备120或服务器122执行的操作在列506中示出。

在框508处，操作为终端设备的断路器104被接通。在流程501处，在断路器104和边缘设备106之间建立通信。流程501可以包括握手信号和认证消息的单向或双向交换。在流程503处，经由现场维修应用在边缘设备106和用户设备120或服务器122之间建立通信。流程503可以包括握手信号和认证消息的单向或双向交换，诸如认证操作用户设备120或服务器122的用户。

在框510处，在正常模式下操作的断路器104获取并处理样本(例如，通过图2的电弧故障传感器和AFE 202A以及接地故障传感器和AFE 202B、信号获取单元206和特征处理单元208)。在框512处，经处理的样本(例如，通过图2的计量和通信单元214)被输出为分组化计量数据。分组化计量数据也称为正常模式数据。在流程505处，计量数据(通过推送或拉取通信)被间隔地输出到边缘设备106。在框514处，现场维修应用呈现GUI用于与用户交互。在框516处，在正常模式下操作的边缘设备106处理并存储分组化计量数据。在流程507处，基于所执行的处理的计量数据和元数据被发送给用户设备120或服务器122。元数据包括负载的标识(例如，通过描述性名称(诸如垃圾处理器、搅拌机、微波炉等)、制造商和型号)。使用分解技术确定负载的标识。

在用户设备120或服务器122上执行的现场维修应用已经呈现了可以显示从边缘设备106接收到的数据并允许用户输入外部诊断请求的GUI。因此，分组化计量数据可以通过GUI显示。

当电路管理系统100在正常模式下操作时，执行包括在虚线框529中的框510、512、514、516和流程505和507，并且可以无限地重复，如圆形箭头531所示，在此期间，负载中心102的所有断路器104可以在正常模式下操作。

在框518处，当用户提交外部诊断请求时，启动诊断模式。在所示的示例中，外部诊断请求是通过用户选择主诊断页面并激活与选择的断路器104相关联的IGE以选择选择的断路器104来提交的。在流程509处，标识选择的断路器104的外部诊断请求被提交给边缘设备106(其中“设备ID”是指选择的断路器104的ID)。因为多于一个用户设备120或服务器122可以提交外部诊断请求，所以外部诊断请求也可以标识提交它的设备。

外部诊断请求可以被更新，例如通过选择与任何故障/跳闸选项312相关联的IGE，这导致边缘设备106从选择的断路器104获得故障信息，并将其提供给在用户设备120或服务器122上执行的现场维修应用，用于呈现对适当故障页面(例如，电弧故障诊断页面320、接地故障诊断页面340或跳闸历史页面360)的块的更新。

在框520处，边缘设备106转变到诊断模式。在流程511处，边缘设备106向所有断路器104发送广播消息以在静默模式下操作。在框522处，断路器104通过终止分组化计量数据的传输来响应。在流程513处，边缘设备106发送特定于或标识选择的断路器104的内部诊断请求。在框524处，选择的断路器104通过在诊断模式下操作并准备诊断报告来响应内部诊断请求。诊断报告可以包括，例如，选择的断路器104使用的软件(SW)和/或硬件(HW)的版本、由系统诊断单元220对选择的断路器104的软件和/或硬件执行的测试的结果以及跳闸历史信息(包括，例如，带有上下文信息的发生跳闸和/或警告事件通知和/或即将发生的跳闸通知的输出)。当断路器104在诊断模式下操作时，诊断报告被包括在由断路器104输出的诊断模式数据中。诊断报告在流程515处从断路器104输出到边缘设备106。

由断路器104(例如，在框510、512、522、524、530、532和534处)发送的信息包括输出该信息的断路器104的ID。由边缘设备106发送的信息包括输出该信息的边缘设备106的ID。

在框526处，边缘设备106使用断路器的ID并访问与识别的断路器104相关联的历史信息，诸如通过在本地(例如，可由边缘设备106访问)或远程数据库(例如，可由服务器122访问)中查找历史信息，来确定和/或更新诊断信息。历史信息可以包括例如关于连接到由断路器104监视的分支108的负载110的操作的使用信息，以及由来自断路器104的诊断报告提供的诊断信息，其包括跳闸历史信息。

在流程517处，诊断信息从边缘设备106发送到用户设备120或服务器122。在框528处，在用户设备120或服务器122上执行的应用更新主诊断页面的呈现，包括更新和显示连接到选择的断路器104并被其监视的电路的标签、细节块304、能量监视块306、自测块308和故障/跳闸选项块310中的每一个。

在框530处，选择的断路器104获取样本。可以从信号获取单元206和/或特征处理单元208以比获取用于在正常模式下操作时生成计量数据的样本更高的分辨率来获取样本，诸如通过增加采样率。这些高分辨率样本可以以半周期分辨率获取，并且在一个或多个实施例中可以包括波形样本。

在框532处，选择的断路器104通过处理经采样的数据和来自其状态机210以及计量和通信单元214的输出来确定高分辨率测量数据。当在诊断模式下操作时，相对于在正常模式下操作时，处理速率可以增加，诸如用于由信号获取单元206、特征处理单元208、状态机210、警告通知单元216和/或计量和通信单元214进行处理。在框534处，来自框532的输出被压缩、缓冲和分组化为分组化高分辨率测量数据，诸如每预定数量的半周期(HC)(诸如30-60HC)一个分组，其可以被有效压缩。美国申请第10/848,198号中描述了AC电流和电压的压缩，该申请通过引用整体结合于此。当断路器104在诊断模式下操作时，在框534处提供的分组化高分辨率测量数据被包括在由断路器104输出的诊断模式数据中。在流程519处，分组化高分辨率测量数据被输出到边缘设备106，诸如以有效用于传输高分辨率测量数据的频率，如美国申请第10/848,198号中所述。用于传输高分辨率测量数据的频率可以高于用于传输计量数据的频率。

在框536处，边缘设备106执行分解过程以确定负载信息，诸如哪些负载连接到选择的断路器104，以及负载何时操作和/或与检测到的故障相关联。在框538处，访问与选择的断路器104相关联的历史测量数据。在框540处，将新接收的测量数据与历史测量数据进行比较，以确定警告事件通知是否应该被包括在元数据中。在警告事件通知被保证(warrant)的情况下，与警告事件相关联的特定测量数据可以被包括在元数据中。在流程521处，测量数据和元数据被提供给用户设备120或服务器122。在框542处，在用户设备120或服务器122上执行的现场维修应用更新主诊断页面或适当的故障页面的呈现，并实时(例如，每隔一段时间)更新每个页面的块。

在框544处，诊断模式终止。如图5B的示例所示，这可以由用户关闭维护页面引起。在其他非限制性实施例中，诊断模式可以基于状况终止，诸如超时状况，或者在提交针对不同断路器104的外部诊断请求时，诸如在对不同分支108进行故障排除时。

执行包括在虚线框533中的框528、530、532、534、536、538、540和流程517、519和521，并且可以重复直到诊断模式终止，如圆形箭头535所示。在所示的示例中(不限于该特定示例)，只有选择的断路器104在诊断模式下的操作期间参与。

在流程523处，从用户设备120或服务器122向边缘设备106发送外部结束诊断请求。在流程525处，内部结束诊断请求从边缘设备106发送到选择的断路器，或者识别选择的断路器104，指示选择的断路器终止在诊断模式下操作。在流程527处，从边缘设备106向负载中心102的多个断路器104发送内部恢复正常模式请求，以恢复正常模式下的操作。

参考图6，示出了示例计算系统600的框图，其提供了使用示例处理系统实现的设备A1的示例配置。设备A1可以是电路管理系统100中包括的任何智能元素，诸如断路器104、边缘设备106、用户设备120和/或服务器122。另外，设备A1的部分可以被配置为软件，并且计算系统600可以代表这样的部分。计算系统600仅是合适系统的一个示例，并不旨在对本文所描述的本公开的实施例的使用范围或功能提出任何限制。计算系统600可以使用硬件、软件和/或固件来实现。无论如何，计算系统600能够实现和/或执行本公开中阐述的功能。

计算系统600以通用计算设备的形式示出。计算系统600包括处理设备602、存储器604、可以与诸如用户接口610的内部组件通信的输入/输出(I/O)接口(I/F)606，以及可选地外部组件608。

处理设备602可以包括例如可编程逻辑器件(PLD)、微处理器、DSP、微控制器、FPGA、ASIC和/或具有类似处理能力的其他分立或集成逻辑电路。

处理设备602和存储器604可以包括在例如FPGA、ASIC、微控制器或微处理器中提供的组件中。存储器604可以包括例如用于临时或长期存储数据以及用于存储可由处理设备602执行的可编程指令的易失性和非易失性存储器。存储器604可以是用于存储程序指令的可移动(例如，便携式)存储器。I/O I/F 606可以包括接口和/或导体，以耦合到一个或多个内部组件610和/或外部组件608。

这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以指导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令的制品。

计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以使一系列操作在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行，从而产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现框图的一个或多个框中指定的功能/动作的过程。

设备A1的实施例可以由一个或多个计算机系统(诸如微处理器)实现或执行。每个计算机系统600可以被包括在设备A1或其多个实例中。在所示的示例中，计算机系统嵌入在设备A1中。在各种实施例中，计算机系统600可以包括微处理器、FPGA、专用集成电路(ASIC)、微控制器中的一个或多个。计算机系统600可以被提供为嵌入式设备。计算机系统600的部分可以外部地提供，诸如通过集中式计算机。

计算机系统600仅是合适系统的一个示例，并不旨在对这里描述的本公开的实施例的使用范围或功能提出任何限制。无论如何，计算机系统600能够实现和/或执行上文阐述的任何功能。

计算机系统600可以在计算机系统可执行指令的一般上下文中描述，诸如由计算机系统执行的程序模块。通常，程序模块可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、逻辑、数据结构等。

在上文中，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。而是，所描述的特征和元素的任何组合，无论是否与不同的实施例相关，都被认为是实现和实践了所设想的实施例。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势，但是给定实施例是否实现特定优势并不限制本公开的范围。因此，前述方面、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要素或限制，除非在权利要求中明确陈述。

本文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、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)的形式或者结合软件和硬件方面的实施例，其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，该计算机可读介质上包含有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，或者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：具有一个或多个导线的电连接、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或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备或前述的任何合适的组合。包含在计算机可读介质上的程序代码可以使用任何适当的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等或者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者通过相互通信的多个计算机系统(例如，使用局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网等)来执行。虽然前面参考流程图和/或框图描述了各种特征，但是本领域普通技术人员将理解，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/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设备的处理器。此外，使用处理器执行这种计算机程序指令产生了能够执行流程图和/或框图块中指定的功能或动作的机器。

附图中的流程图和框图示出了本公开的各种实施例的可能实现的架构、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，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意，在一些替代实现方式中，框中标注的功能可以不按照图中标注的顺序出现。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意到，框图和/或流程图图示中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，而非限制。在阅读和理解以上描述后，许多其他实现示例是显而易见的。尽管本公开描述了具体的示例，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通过修改来实施。因此，说明书和附图应被认为是说明性的，而不是限制性的。因此，本公开的范围应当参照所附权利要求以及这些权利要求的等同物的全部范围来确定。

Claims (17)

1.一种由一个或多个断路器监视具有一个或多个负载的电路的方法，所述方法包括：

在正常模式下操作所述一个或多个断路器中的第一断路器，包括：

由所述第一断路器输出正常模式数据，所述正常模式数据包括由所述第一断路器获取的关于具有负载的电路的电特性的第一信号的特征，其中所述第一信号是以第一分辨率获取或处理的；

接收响应于用户动作的开始诊断请求；以及

响应于接收到所述开始诊断请求，将所述第一断路器的操作改变到诊断模式；以及

在所述诊断模式中操作所述第一断路器，包括：

由所述第一断路器输出诊断模式数据，所述诊断模式数据包括由所述第一断路器获取的关于所述具有所述负载的所述电路的电特性的第二信号和/或所述第二信号的特征，其中所述第二信号是以不同于所述第一分辨率的第二分辨率获取或处理的。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

由所述第一断路器接收响应于用户动作或由于基于状况的满足而确定结束所述诊断模式的结束诊断请求；以及

响应于接收到所述结束诊断请求，终止所述第一断路器在第二模式中的操作。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述正常模式数据包括针对电气故障分析所述第一信号的结果，并且所述诊断模式数据包括针对电气故障分析所述第二信号的结果。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在第二模式中操作所述第一断路器还包括获取所述第二信号和处理所述第二信号中的至少一个。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述一个或多个断路器包括至少两个断路器，所述方法还包括：

所述至少两个断路器接收与接收所述诊断请求的所述第一断路器相关联的广播静默请求；

响应于接收到所述静默请求，停止由所述至少两个断路器输出所述第一数据；

所述至少两个断路器接收与接收所述结束诊断请求的所述第一断路器相关联的广播结束静默请求；以及

响应于接收到所述结束静默请求，恢复由所述至少两个断路器输出所述正常模式数据。

6.一种监视具有一个或多个负载的电路的方法，所述方法包括：

从在正常模式下操作的至少两个断路器接收正常模式数据；

将所述正常模式数据转换成第一显示数据；

将正常模式显示数据提供给远程用户设备，以用于通过所述用户设备的图形用户界面(GUI)进行显示；

经由所述用户设备的所述GUI接收外部诊断请求，以用于所述至少两个断路器中的一个或多个选择的断路器进入诊断模式；

响应于所述外部诊断请求，向所述一个或多个选择的断路器发送内部诊断请求；

从所述一个或多个选择的断路器接收诊断模式数据，所述诊断模式数据是由响应于所述内部诊断请求在诊断模式下操作的所述一个或多个选择的断路器获得的；

根据所述诊断模式数据确定第二显示数据；以及

将所述第二显示数据提供给所述用户设备，以用于通过所述用户设备的所述GUI进行显示。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括，响应于所述外部诊断请求，进一步向所述至少两个断路器发送静默请求以用于在静默模式中操作，其中当在所述静默模式中操作时，不从所述至少两个断路器接收所述正常模式数据。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

经由所述GUI接收外部结束诊断请求，或者基于状况的满足来确定结束所述诊断模式；以及

响应于所述外部结束诊断请求或者结束所述诊断模式的确定，向所述一个或多个选择的断路器发送内部结束诊断请求，其中由于所述一个或多个选择的断路器响应于所述内部结束诊断请求而终止在所述诊断模式中的操作，终止从所述一个或多个选择的断路器接收所述诊断模式数据。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括，响应于所述外部结束诊断请求，向所述一个或多个选择的断路器发送结束静默请求，其中，由于所述至少两个断路器响应于所述外部结束诊断请求而转换到在所述第一模式中的操作，恢复从所述至少两个断路器接收所述正常模式数据。

10.根据权利要求6所述的方法，还包括：

分解所述诊断模式数据，以用于将所述诊断模式数据与所述至少两个断路器中的断路器和/或耦合到所述断路器的一个或多个负载中的负载相关联；以及

其中确定所述第二显示数据包括根据与所述断路器和/或所述负载相关联的诊断模式数据来确定所述第二显示数据。

11.根据权利要求6所述的方法，其中所述外部诊断请求包括对跳闸历史的请求，所述方法还包括：

接收由所述至少两个断路器检测到的任何警告事件的时间戳通知，根据从故障状态到正常状态的返回来检测所述警告事件；

接收所述至少两个断路器的任何跳闸的时间戳通知；

存储任何警告事件和任何跳闸的所述时间戳通知；

通过包括跳闸历史数据与所述第二显示数据来响应对跳闸历史的所述请求，其中所述跳闸历史数据是任何警告事件和任何跳闸的所述时间戳通知的函数。

12.一种提供用户设备的图形用户界面(GUI)的方法，所述方法包括：

从远程处理设备接收第一显示数据，所述第一显示数据基于由在正常模式下操作的至少两个断路器获得的正常模式数据；

通过所述GUI显示所述第一显示数据；

经由所述GUI从用户接收用户诊断请求；

响应于接收到所述用户诊断请求，向所述远程处理设备提交外部诊断请求，所述外部诊断请求请求所述至少两个断路器中的一个或多个选择的断路器进入诊断模式；

响应于所述外部诊断请求，从所述远程处理设备接收第二显示数据，所述第二显示数据基于由在所述诊断模式中操作的所述至少两个断路器获得的诊断模式数据；以及

通过所述GUI显示与所述一个或多个选择的断路器相关联的所述第二显示数据。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述正常模式数据基于由正常分辨率的所述至少两个断路器进行的测量，并且所述诊断模式数据基于由所述至少两个断路器进行的更高分辨率的测量。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括响应于所提交的诊断请求，终止从所述远程处理设备接收所述第一显示数据。

15.根据权利要求12所述的方法，还包括：

经由所述GUI从用户接收结束诊断请求；

向所述远程处理设备提交结束诊断请求，所述结束诊断请求请求所述一个或多个选择的断路器退出所述诊断模式；以及

以下至少一项：

响应于所提交的结束诊断请求，终止从所述远程处理设备接收所述第二显示数据；以及

响应于所提交的结束诊断请求，恢复从所述远程处理设备接收所述第一显示数据。

16.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二显示数据包括所述诊断模式数据与所述至少两个断路器中的断路器和/或耦合到所述断路器的一个或多个负载中的负载之间的关联，其中通过所述GUI显示所述第二显示数据包括显示所述诊断模式数据与所述断路器和/或所述负载之间的所述关联。

17.根据权利要求12的方法，

其中用户请求请求关于通过所述一个或多个选择的断路器对选择的电气故障进行监视和/或关于所述一个或多个选择的断路器的跳闸历史的特定诊断信息，

所述外部诊断请求请求所述特定诊断信息，以及

所显示的第二显示数据包括所述特定诊断信息。

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