CN86100382A - 取样及锁定高峰值信号的静态触发断路自动开关 - Google Patents

Abstract

微处理机(48)的数字静态断路装置，微机(48)处理由电流传感器(16)输出的模拟信号所产生的数字信号。为了减少由于信号取样所造成的信号峰值测量误差，微处理机(48)处理最高峰值锁定信号。逆计数确定包括两个或三个峰值的锁定时间间隔。断路装置用于具有启动时间与非启动时间相隔很小的选择性的自动开关。

Description

本发明是有关一种电气自动开关用的数字静态断路（跳闸）装置，它包括：

几个电流传感器，这种传感器可产生与流经用自动开关保护的导电体内电流成正比的模拟信号，

一些整流电路，这是用来对上述信号进行整流并输出一种表示上述电流最大值的模拟直流信号，

一种数字模拟转换器，它有一个接收上述模拟信号的输入端和一个可输出经相应取样校准的数字化信号的输出端，

一个微处理机数字处理系统，把数字化信号加入到该系统中以保证一种长延迟启动作用和一种短延迟启动作用并且在超过预定值时而形成一个自动开关启动指令，该指令随着信号值的变化而延时，

以及一个由启动指令激励的自动开关启动装置。

所提及的这种类型的微处理机断路装置处理那些由表示电流的模拟信号取样（校准）来的数字信号。用一些离散的数字信号代替直流模拟信号就引起一种测量这些信号峰值的误差，这类误差随着取样（校准）周期与要测量的信号周期的比值的增大而越来越大。信号周期与供电网周期一致的（取样）校准周期由微处理机的特性来限定。

重要的是提高精度来保证保护的选择性，在这种场合下，为了消除在供电网络中某一点处所突然发生的故障当然是通过直接放在故障上流的自动开关并且仅仅通过它而实现的。

选择性由非启动时间与启动或自动开关暂时断电时间之间的差来确保的。两个串联放置的自动开关是可供选择的如果下流自动开关的启动时间小于上流自动开关的非启动时间的话，不管故障电流值怎样。这些时间的不精确就限制了选择性或者需要一些安全性更大的信号电平，也就是延迟故障电流的切断。

本发明的目的就是得到一种最佳的给定取样校准周期的校准信号精度并且得到很小的启动与非启动时间的时间差。

根据本发明所实现的断路装置其特点在于：它包括一种上述校准的数字化信号（最）高峰值锁定装置，信号锁定峰值存储并输入到确保启动作用的数字处理系统中，还包括一个逆计数并在逆计数完了消去锁定峰值的设备，逆计数时间间隔至少等于通过上述信号的两个相邻峰值的时间间隔而且逆计数是在每次上述信号超过上述锁定峰值时重复开始。

为保证保护作用而处理的校准信号在加以考虑的交流半周内不再是这一信号的最大值，但是在两个或几个紧接着的交流半周内是最大值或高峰值。这个锁定峰值随着被考虑的交流半周数目增大而越来越靠近模拟信号的最大值，已经用两个交流半周得到了相当好的近似。很显然，锁定的时间间隔应该加以限制因为它决定着启动时间与非启动时间的间隔，而人们又力图减少它们之间的差值。此锁定的时间间隔是折衷的结果而根据本发明来说它由20至40毫秒之间的逆计数来确定，这延续2到4个交流半周。根据本发明的（最）高峰值限定方法，最好是用在相位故障的短延迟及长延迟保护上以及用在接地故障的保护上。

按照本发明的进展情况看，存储起来的锁定峰值没有在逆计数末了回到零（0），而是由一个对应于低于锁定峰值的（最）高信号峰值代替了。这样就保证了对于好的工作性能所必不可少的连续性。

另外的一些优点和特性可从下面紧跟着的对采用本发明的模式的描述而更清楚地看出来，这一模式是以非限定性的例子给出的并表示在一些附图上，在这些附图中：

图1是按照本发明所实现的断路装置整体示意图;

图2给出了带有调节装置和信号装置的断路装置正面图;

图3和图4表示出按本发明实施的两种断路装置变换形式的启动曲线;

图5是改变调整（校准）作用的程序方框图;

图6指出了用微处理机进行逆时间函数处理的信号变化;

图7是（最）高峰值锁定作用的程序方框图;

图8是逆时间长延迟作用的程序方框图;

图9是逆时间短延迟作用的程序方框图;

图10是启动的一般作用程序方框图;

图11是模拟处理线路的详细示意图。

一般结构

在图1上，一个负载（荷）（未表示出来）电源的四导线配电网RSTN带有一个可切断处于开启状态电路的自动开关10。自动开关10的机械装置12由极化继电器14驱使，它也是在过载（超负荷）、短路或接地故障的情况下控制自动开关启动的。在每一个相位导线RST上都装一个电流变流器16，它输出一个与流经组装导线的电流成正比的信号，信号又输入到整流电桥18，它是双交流半周的。三个整流电桥18的输出端都串联在电路中，并以串联形式接有20、一个齐纳（Zener）二极管22和一个二极管24以便在电阻20的两端能显示出一个与流经导线RST的电流的最大值成正比的电压信号而在二极管22、24的端点产生电子线路的供电电压信号。电压信号加到两个具有不同增益值的放大器26、28的输入端而每个放大器26、28的输出端则一方面接到多路（转换器）29的输入端1、3而另一方面又接到分压（配分器）电桥30、32，电桥的中间点接到多路转换器29的输入端2、4。放大器26、28及分压电桥30、32系统属于电压信号的校准电路34，下面将作详细描述并在图1上以断续线标出来了。

校准电路34包括第三个放大器36，它接收由告警（互感器）38产生的信号，此（互感器）的初级线卷是由穿过椭圆环的导线NRST构成的，它还带有在接地故障情况下输出信号的次级线卷40。放大器36的输出端连接到多路转换器29的输入端5并接到分压器电桥41，电桥的中间点又与多路转换器29的输入端6相连。输入端1到6通过那些二极管44与晶体三极管42的发射极并联，晶体三极管的集电极接地而它的基极用预定电压例如5伏进行极化，这一电压对应于加到多路转换器29的最大值。显而易见：多路转换器29接收表示在四个输入端1到4上的相位电流的信号以及那些表示在两个输入端5、6上的接地电流信号。这些信号，尤其是那些接地故障信号当然都能以不同的方式生成，比如来自变流器16所输出的信号。

多路转换器29，例如由国家半导体公司（La    socrete    National    Semiconductor）生产的ADC0808多路转换器，是由连结微处理机48输出端1的地址和控制线46来驱动。随着微处理机48所提供的地址的变化，多路转换器29的输入端1-6中之一的信号经多路转换器29输出端S传输到8比特（bit）数字模拟读换器50。总线（信息转移通路）52把数字模拟变换器50的输出端连到一个输入端即微处理机48的输出端2。含8个多路转换开关72-86的功能块（组件）54与微处理机48连接，方式是一方面连接总线52而另一方面由地址偶合线56连到3。每个72-86的转换开关都有8个不同的启动参数调节位置将在后面描述它们。

输出寄存器58用6比特（bit）偶合连线60和1比特偶合线62与微处理机48连接以便在7个输出通路S1到S7上传输控制和信号装置的指令的。输出端S1与继电器14连接从而控制自动开关10的启动，然而输出S2到S6则接到控制面板64的数据显示装置上，此面板安在自动开关的前面特别是在断路装置部分的前面此断路装置包括有电路及控制故障启动元件系统。输出S7连接到下面所要描述的模拟启动控制上。

非易失性存储器ROM66连接到微处理机48的偶合线4上以便给它提供执行程序以及一些按图表排列的常数。记录的程序对应于断路装置所执行的功能。同一个断路装置能设计成几种作用范围而且当然每一个范围都对应一种专门的程序。被选择的程序能按加工方法或根据自选的执行方式记录在存储器ROM中，不同的程序被记录在不同的存储器中，断路装置在安装时通过选择相适宜的存储器而具有不同的特性。集中在与微处理机48输入端5相连接的功能块68中的那些伺服部分包括：微处理机正常工作所必须的电路，特别是用于展示指令定程序的时钟、还有一些预置与模拟电路。

微处理机比如是Motorola公司商品化生产的MC146805型，它包括一些标准功能组件，诸如处理单元、接口程序部件、非易失性存储器RAM^＊、计算单元。常规瞬时启动功能块70与上面描述的启动数字控制组装在一起，此功能块接收整流电桥18输出端的相位模拟信号。功能块70把这一信号与预定阈值相比较，以便在用下面要详细描述的方式超过阈值时向继电器14发出传输的启动指令。功能块70保证了优于数字断路装置的启动快速性。

指出下面的情况是较恰当的：图1和相应的描述（说明）都包含了断路装置正常工作的一些基本部（元）件、模拟和数字部分的一些附属元件，比如像电源、电阻及极化电容、瞬时信号的寄存器与存储器等，这里不一一类举了以不再过分累述。

启动特性

控制面板64带有8个转换开关72-86它们是图1上所描述的功能块组件54的8个转换开关。每个具有8个位置的转换开关都与一个电阻网络相配合以便在功能块54询问时从传输到微处理机48的8个不同的值中选择一个。面板64另外还有5个电（致发）光或信号指示器90-98以及一个测试块的联接器88。

按本发明所实现的断路装置可用在两种不同类型的功能方面，一种是相位和接地故障保护功能及相位故障保护功能以及暂停供电的作用。

1）接地保护

图3以对数坐标比例描绘出了相位及接地保护的启动曲线。

长延迟阈值ILR，也就是说超过它，长延迟启动循环印被激励开始运行的那一电流强度，由转换开关80来调节。自动开关启动时所需的那段时间是电流强度的函数，关系式是电流强度与时间成反比的关系，I²t＝T1＝常数，它可在对数坐标下以倾斜线段100来表述。长延迟的延时可用能改变常数T1的转换开关78来调节。如果电流强度超过第二个阈值，在此种场合下即短延迟阈值ICR，自动开关就开启短延迟启动循环运行。它超前于长延迟启动。表示短延迟启动的曲线包括两个相邻线段，与时间成倒数关系的线段102，这是用关系式I²t＝T2所表示的线段，以及固定时间T3的线段104。转换开关84可进行短延迟阈值ICR的调节而转换开关82则进行短延迟固定延时T3的调节。固定时间特性转到反时间特性要固定在一个不变的电流值上。第三个阈值，IIN，大于ICR阈值并由转换开关86来调节，这个阈值引起瞬时启动循环运行，其延时T4对应于不可调节的断路装置的响应时间。

在第四个阈值IR以上瞬时模拟断路装置70在正常工作状态下起作用以致自动开关10能超高速开启。在图3上另外还表示出一种过载值IS，其横坐标稍低于长延迟阈值ILR的横坐标，超过它就标示着接近长延迟阈值并有可能启动。转换开关76调节过载阈值IS。这个超过阈值IS的信号可用于简易化的暂停供电控制，在这种场合下就是切断非优先线路（非优先线路的暂时断电）。但电流一变得小于阈值IS，输出端就暂时失去了激励而暂停供电的线路重又接通。

表示接地保护的曲线包括一个接地保护值IP和一个定时延时I5。阈值IP用转换开关74调节而延时T5则用转换开关72调节。

断路装置在某一指定时刻的状态可用电（致）（发）光二极管或信号指示器90-98在控制面板64上显示，这些都在图3的曲线上有所表示。信号指示器90在接地保护阈值IP上是用实心圆表示它在自动开关10对接地故障启动时发亮。它一直保持发亮光到外部进行干涉的时候，例如重新调整一下装备的时候。信号指示器92，用四个白、黑交替的圆形扇段来表示，它在过载阈值IS启动时发亮而在当电流变得低于这一阈值时就自动熄灭。当超过长延迟阈值ILR时，信号指示器94将给予信号指示，如果电流值在延时末了之前减少到这一阈值以下，指示器94就自熄了。由长延迟电路控制的过载启动由信号指示器96来指示然而短延迟启动和瞬时启动则引起信号指示器98发亮。信号指示器96、98的熄灭必需一种外来的作用。这些调节技术以及显示技术是专业人员都很了解的所以再进一步作详细描述就没什么用处了。调节的精度能够通过使用具有较多位置的转换开关72-86来加以提高或者根据更为喜欢的方式通过两种调节方式方法的结合，特别是转换开关76与其它调节转换开关相结合来提高。这种结合方式可给出64个调节刻痕标记，这是因为转换开关76起双重作用而且阈值IS与ILR之间的足够差距。可以想象得到：增添一些单独的转换开关可实现这种类型的结合。

2）暂停供电

同一种装置可用于图4曲线所描述的另一种形式的保护。在这种变换形式中相位保护启动曲线与图3所描绘的曲线是一样的，但是接地保护没有保证。在这种功能下，可自由使用转换开关72、74以及信号指示器90、92而软（件）设备则为了保证由曲线106、108所描述的暂停供电及重新供电的作用而作了修改。暂停供电值IDE低于长延迟阈值ILR是用转换开关72来调节的，信号指示器90指示暂停供电的操作。重新供电阈值IRE不同于并低于暂停供电阈值IDE，是由转换开关74来调节的而且用指示器92指示。暂停供电曲线106也是与时间成倒数关系的曲线且平行于长延迟保护曲线100，而重新供电曲线108则是固定的时间变化曲线。调节应该总是保证在长延迟启动之前暂停供电。

校正电路

断路装置的各种功能和保护需要在很大的动态范围内测量电流。总而言之，对于最低长延迟阈值动态范围可达0.4In（In为额定电流值），对于最高瞬时启动值，动态范围可达12In，即存在一个30倍的比值关系。要获得足够的精度，尤其是在要达到1%的分辨力时，表示0.4In电流值的数字至少应为100，也就是说，相当于12In最大电流强度值3000，数字3000需要用12位编码。但一个12位的模拟数字转换器工作速度慢，而且造价昂贵。

按照本发明校正电路34使模拟线路的动态范围适合于8位的数字模拟转换器50的动态范围，同时能达到精度为1%的要求。为此目的，放大器26的增益被选用来把一个施加在它的输入端的、相当于14In的最大电流的模拟信号转变成为一个最大信号（例如5V），这个信号出现在多路转换器29的输入通路2上。这个信号在模拟数字转换器50的输出端被数字化为256。比例为2的分压电桥30在通路1作用一个双信号，只要放大器26的输入端的模拟信号低于7In，5V的最大数值就不会被超过。放大器28以同样的方式在多路转换器29的输入端4上施加一个电流值为1.7In的最大信号，在输入端3上施加一个电流值为0.85In的最大信号。不难看出，放大器26和放大器28的增益比为8。微处理机48按照电流值选择使用1至4通路中的任何一条，也就是电流在7和14In之间时使用通路2，电流在1.7和7In之间时使用通路1，电流在0.85和1.7In之间时使用通路4，电流低于0.85In时使用通路3。微处理机48将这个数字化值乘以一个系数，这个系数取决于选定的通路，以便由此来恢复信号的最初数值。

图5中的程序与框图反映出本校准电路的工作情况。

微处理机48激活通路2（14In），并把相应的信号数字化。如其结果高于128，这个数与16相乘并被排列到一个RAM（随机存取存储器）内存储;如果其结果低于128，那么数字化要在通路1上（7In）进行。当其结果高于64时，其接字要与8相乘并把结果记录在存储器内;如果其结果低于64，要在通路4上进行数字化（1.7In），那么如果数字化后结果大于128，则把数字乘以2，然后将之排列到存储器内。当结果小于128，数字化要在通路3上（0.85In）进行，并且数据将被直接编入存储器。8位的模拟数字转换器50的动态范围就是这样与电流的变化范围（0.4In-12In）相匹配的，并且确保了足够的精度。应当指出，对于一个精度或一个较大的变化幅度，通路的数目以及由此产生的校准数目可以增加;反之，在相反的情况下，通路数目可以减少。

参看图1，可以得知接地故障信号仅可以作用在通路5和通路6这两条通路上。信号的动态范围小于相位故障信号的动态范围。这样有这两个校准量就可以解决问题了。通路5和通路6的选用由微处理机48按上述已说明的方式进行，这里就不必赘谈。

按照本发明，使用多路转换器29和校准电路34是一种促成模拟线路和数字线路动态范围相匹配的简便办法。

高峰值的锁定取样

从模拟线路过渡到数字线路表现为被处理信号的采取样。在采样过程中数据信号的值保持不变为一常数，而采样时间取决于由微外理机48确定的采样周期。这一时间若为1.84毫秒，应与交流信号的一交流半周期10毫秒相比较，因此，很明显：采样所造成的误差是不可忽视的。附图6a时间图一方面表示按照时间经全波整流后的模拟信号的变化曲线110，另一方面表示适用在数字模拟转换器50的输出端上相应的采样曲线112。这些曲线110、112进一步说明了上述的误差值，尤其是在信号峰值上的误差值，该误差可达10%。这一决定启动和启动延迟的峰值大小已在前文中加以述叙。测量峰值时的误差反应在启动的延迟方面，而这种误差颇能防碍启动的选则性。人们知道在一个配电网路中串联着很多的断路器。这些断路器的启动特性均已标刻在设备上，从而使启动选择性得到保证。只有故障上流与其直接相临的断电器能够自动断开，以便消除故障，其他的断路器保持闭合状态以便向网路中的无故障的支路供电。当上流断路器非启动时间长于启动时间时，也就是说长于下流的断路器的断电时间时，时间测定的选择就完成了。附图3和附图4中所标明的串联在一起的断路器的启动和非启动曲线之间应有足够的偏离，以避免这些曲线产生任何相交现象。专家对这些选择问题颇为了解，同时他们深知在启动和非启动时间之间的间隔越短越好，这样就可迅速地中断故障电流同时持续向设备中的无故障部分继续供电。

根据本发明，通过锁定和存储高峰值，以及通过对这一锁定值在高峰值上加以处理而实现保护功能的办法可以提高采样峰值的精确度。

在一存储器RAM（随机存取存储器）中存储了5个数值，它们由图6a、b、c、d、e中的曲线所表示。它们是：

MESURI：对在时间t时内处理采样的电流强度所测定的数值。

MESURI-1：对在时间t-1时内处理采样的电流强度所测定的数值。

INTPHA：被锁闭于高峰值上的相位电流强度的采样值。

DERCRE：低于INTPHA值的高峰值的数值。

TEMPEC：用逆计数法计数出的经过时间。

图7表示处理过程的方框图：

在时间t₁内微处理机48调用并处理测量电流强度的MESURI采样信号。该信号由数字模拟转换器50（图6a）发出。这一信号（MESURI）与已被存储和锁定在高峰值上的相位电流强度信号（图6d）中的INTPHA相比较。

如MESURI值大于INTPHA值，峰值增大，而表示低于INTPHA信号值的高峰值DERCRE值（图6d）就应归零。

MESURI值记录在MESURI-1（图6c）存储器中以及INTPHA存储器（图6d）中。负责逆计数的TEMPEC值（图6e）被置为最大，而微处理机48用上述所提到的方法对INTDHA值进行处理，以便保证保护功能的实施。

若MESURI测量值低于INTPHA强度，例如在对应于模拟信号下降相位的时间t₂内，我们就把MESURI和MESURI-1测量加以比较。在时间t₂内MESURI测量值不高于MESURI-1数值时，就把MESURI数值输入存储器MESURI-1中。然后检查TEMPEC是否等于零，在t₂时间内不是这种情况，就减缩TEMPEC数值。处理IMTRHA强度以保证保护作用。

在对应于下半周期的上升相位时间t₃中，MESURI测量值总是低于INTPHA的强度，但是高于MESURI-1测量值（递增相位）。比较MESURI测量值和DERCRE峰值，由于MESURI高于DERCRE，应把MESURI值输入存储器中，然后再执行上述的把MESURI值输入存储器MESURI-1中的程序和其他操作。根据图6中的范例可得知第二个半周期的采样峰值低于第一个半周期的采样峰值，而且用于处理的INTPHA存储值为最高的峰值数。事实上，摸拟信号的两个半周期是完全一致的，采样峰值的差别是由采样过程所形成的。根据本发明，通过锁定高峰值，即通过在第二个峰值的位置上保留第一个最高峰值的办法就可大大减少误差。第二个峰值数被临时存放在存储器DERCRE之中。

在第三个半周期的时间t₄中，MESURI再次超过INTPHA值，而且此时DERCRE是以第一个半周期时所描叙的方式归零，因为MESURI在存储器中取代了MESURI-1值和INTPHA值。TEMPEC被置为最大值，而新的采样峰值INTPHA被锁定。

第4和第5个半周期的幅小于第3个半周期的幅，而且在一般情况下逆计数到过零时间t₅为止。参照方框图，可以得知如果TEMPEC等于零，而DERCRE不等于零时（这正是时间t₅中的情况）;DERCRE在存储器中取代INTPHA值，而DERCRE归零。

不难理解在逆计数过程中，假如TEMPEC为22毫秒，那么被处理过并存储于INTPHA中的数值相当于被锁定在高峰值上的采样值，因为逆计数在每次峰值被超过时都重新开始。这一锁定值至少包括550HZ且其每个半周期时间为10毫秒的交流电的两个峰值。如果在22毫秒中峰值一直低于被锁定峰值INTPHA，该锁定峰值INTPHA将被DERCRE值取代。DERCRE值是低于INTPHA值的被锁定的高峰值。当峰值增大时被处理的信号立即对这种增大作出反应，而在峰值减少时就出现22毫秒的延迟。锁定高峰值对瞬时启动无任何影响，但可减少短延迟和长延迟启动的采样误差。延迟22毫秒可能引起错误的启动，但其影响极小，因为这类启动的延迟是秒一级的。要想使峰值有相当高的精确度，又要使启动时间与非启动时间的时间差尽可能地缩小，就应采用22毫秒延迟的折衷办法。显然可以增加延迟时间以便包括更多数量的半周期，从而增加精确度，尤其在峰值的测量或显示不受断路器的控制时，更是如此。在相位故障时锁定高峰值的过程已在上面介绍过了，但在接地保护方面，它也有同样的良好作用。

长延迟启动的热成象

长延迟启动的反函数I²t＝常数，由图3中的直线100表示，它与常规启动器的热控开关的反函数类似。这种开关在电流高于第一阈值时就预热，当电流低于这一阈值时就冷却。根据本发明，这个反函数是通过计算一热控开关的热成象得知的。这一热控开关的热成象是由被存储的数字值所表示。在一加热阶段，这一存储值要增加一事先规定的因数用以表示加热过程，而在冷却阶段这一存储值要递减。存储值超过阈值时开始启动。这一热成象可反映先前状况并可忠实地反映出热控开关或受断路器保护的仪器的温度。

长延迟反函数由图8中的微处理机48的程序完成，下面予以说明。INTPHA电流强度是锁定在高峰值上的相位强度值，上面已介绍过该值。微处理机48比较INTPHA值和转换开关80所显示的值ILR。如果INTPHA强度值不高于阈值ILR，点燃指示器94的超载位被置零，这样指示器94就熄灭。检查存储在RAM存储器中的乘法系数MULRR（HU，乘法器;L，长，R延迟;R，冷却）是否等于零。如果不是零，MULRR乘数要缩减并使程序循环执行。如果乘数MULRR等于零，这个乘法器被长滞后延时转换开关78的位置按一确定的数量赋初值，而且一个记录在RAM存储器中的TETALR数值（用于长滞后延时功能的摸拟热控开关温度TETA功能）乘以一个表示等效热控开关冷却的缩减系数，因为新的TETALR数值在存储器内已替换了旧的数值。这一顺序适用于热控开关的冷却过程。

当INTPHA强度高于阈值ILR时，加热阶段开始启动。用与冷却过程中类似的方式校验乘法系数MULRE（MU，乘法器;L，长，R，延迟;E，采样）是否等于零，如果不等于零，MULRE乘数要缩减并使程序循环执行。如果MULRE乘数等于零，超载位就过渡到数1以便点燃指示器94，乘法器MULRE被转换开关78按一个确定数赋初值。微处理机48的一个算术和逻辑单元执行求电流平方值的计算，并且计算表示加热的数值DTETAE（DELTA    TETA：加热）。这个加热值要加到先前已经存储的TETALR数值上，用以确定新的温度成象。如果温度成象高于最高值TETAMAX，启动位过渡到1并导致断路器的启动。否则，程序循环运行。

乘法系数MULRR和MULRE的作用在于调整数字化热成象增量或减量的速度。可以看出，如对三个乘法器进行一次调整，就要一次对三个乘法器进行调整，该调整是用3倍的延迟时间。这些乘法器可选择长延迟启动曲线。

短延迟逆时功能次类似的方式由图9中的方框图来完成。当INTPHA强度小于阈值ICR时，用于短延迟启动功能的摸拟热控开关的温度TETACR要乘以一个表示冷却的缩减系数，且新的数值要输入到RAM存储器内。如果INTPHA强度超过阈值ICR，检查一下锁定在高峰值上的采样电流平方值（代表加热）是否大于给定的最大值BUTCR（代表短延迟时从逆时启动到定时启动的数值）。如果该电流平方值不大于给定的最大值，存储器内的TETACR值被TETACR+DTETACR增值替换，然后检查这个新的TETACR值是否超过启动值TETACRMAX。在超过的情况下，向负责逆时短延迟保护的继电器14发出启动命令。当加热DTETACR值高于BUTCR限定值时，这个限定值就替换DTETACR值，并以上述的方式再加上TETACR值，从而导致启动或不启动。启动或不启动取决于表示热控开关摸拟温度的新TETACR值是否高于TETACRMAX值。

软件的组成

图10表示发明中启动器的主要程序。在初始化之后，微处理机48采集信息块54的转换开关77-86输送的调整参数。然后微处理机48读多路转换器29发出的相位电流值和地线电流值，因为所有这些数据都已存储于RAM存储器内。此时微处理机48以上面已描述过的方法对处于相位电流和接地电流的高峰开始锁定采样。然后微处理机48又进行瞬时功能，检查锁定在高峰值的相位电流是否超过了瞬时启动阈值IIN。程序因此被划分为交替使用的两个分支。第一个分支用于计算确定及时间功能所需的电流方波。第二个分支用于连续处理长延迟、短延迟和接地保护功能。这样划分处理工作可以缩短程序的工作周期至1.84毫秒。信号指令和启动指令发出后，一个新的周期遵照1.84毫秒的周期时间经过同步等待之后又开始执行。

摸拟瞬时启动

在有严重短路和启动时间内上述数字处理启动器的工作并不理想。数字处理虽快，但并不是瞬时的，这种延迟在某种情况下引起保护装置被破坏和/或断路装置被破坏。根据本发明，为保证附加的瞬时保护，数字处理线路一条摸拟处理线路分路。与导线RST电流成比例的整流信号出现在整流电桥18的输出端上，当预定的阈值被超过时这个信号在摸拟组件70中受到处理，从而发出一道瞬时启动命令传给继电器14。仔细查看图11，可以得知作用到组件70输入端的信号在运算放大器114中放大，运算放大器114的输出端与比较器116的一个输入端相连，而比较器116的输出端与继电器14相连。比较器116的另一个输入端与由两个电阻120、122串联形成的分压电桥上的点118相连。一个分流电路与电阻112并联，该电路由晶体管126和电阻124串联组成。寄存器58的输出端S7发出的指令控制晶体管126中断或关闭分流电路。不难看出分压电桥120、122和分流电路124、126根据晶体管126的导电或锁定情况决定两个不同的阈值IR、IR1，这是因为比较器116把信号和这两个阈值进行比较，一旦出现超越这两个阈值的情况就发出启动命令。根据图3，可以看出阈值IR大于数字瞬时启动阈值IIN，因为阈值IR1稍低或等于阈值IIN。激活输出端S7时，也就是说当处理数字线路工作时值IR被选用。如果数字线路未被激活，模拟线路的干预阈值被置为IR1值。

瞬时模拟启动器按下列方式工作：

正常工作情况下，模拟启动器不工作，因为超载和短路问题都由数字启动器处理。模拟启动器的工作阈值被调到IR值，而且只有在一短路的值很高于阈值IR时才由两条处理线路处理，模拟线路位于数字线路之前并控制启动。这一快速启动负责保护断路装置。

启动期间，尤其在闭合断路装置时，数字线路在启动的短时间时是无效的，而且因为输出端S7上无信号，模拟启动器70的阈值自动降到较低的IR1值上。在短路的情况下，尤其是在出现故障关闭时，一旦超过IR1阈值，模拟断路装置启动工作，同时保护了自动开关和设备。此外模拟线路弥补了数字线路的不足并且在不大的改动后就可增加断路装置的可靠性。应当指出，模拟断路装置阈值的改变可由不同的方式实现。

根据本发明的断路装置经过不大的改动就可兼有模拟断路装置和数字断路装置的长处。

Claims (7)

1、用于电气自动开关的数字静态触发断路装置，包括：

--一些电流传感器(16)、这些传感器可产生那些与流经由自动开关保护的导电体(RST)电流成正比的模拟信号；

--一些整流电路(18)用来对上述信号进行检波整流并输出一种表示上述电流最大值的模拟直流信号；

--一个数字模拟转换器(50)，它有一个接收上述模拟信号的输入端和一个输出相应校准的数字化信号的输出端；

--一个微处理机数字处理系统(48)，把数字化信号加入到该系统中以保证长延迟(LR)启动功能及短延迟(CR)启动功能并且在超过预定阈值时产生自动开关的启动指令，上述指令随着信号值的变化而延时；

--以及一种由上述启动指令激励的自动开关的启动装置(12、14)；

其特点在于它包括上述校准取样的数字化信号最高峰值锁定装置，被锁定的信号峰值(INTPHA)存储并加到数字处理系统以保证启动作用，还包括一个可逆计数(TEMPEC)并且逆计数后消去锁定峰值的装置，逆计数的时间长度至少等于通过上述信号的两个相邻峰的时间间隔并且逆计数是在每次上述信号超过上述锁定峰值时重新开始。

2、根据权利要求1所述的静态断路装置，其特点还在于它包括一个低于上述锁定峰值（INTPHA）信号的最高峰值（DERCRE）的存储装置，当消去它的时候这个最后边的值（锁定值）就用上述的存储的最高峰值（DERCRE）所代替。

3、根据权利要求1或2所述的静态触发断路装置，其特点在于：信号的取样校准间隔小于5毫秒。

4、根据权利要求3所述的静态断路装置其特点在于逆计数（TEMPEC）的时间长度在20与100毫秒之间。

5、根据权利要求1、2、3或4所述的静态断路装置其特点在于：上述的锁定装置和上述的逆计数装置都插入微处理机（48）中，此微处理机可引导被处理信号的取样校准。

6、根据前面权利要求当中之一所述的静态触发断路装置，其特点在于：它包括一个相位故障电流取样信号的最高峰值锁定装置和一个接地故障电流取样信号最高峰值锁定装置。

7、根据权利要求3所述的静态断路装置，其特点在于：它包括一个用于保护用的时间在20与60毫秒之间的逆计数系统和另一个用于显示通过自动开关电流时间在40毫秒与1秒之间的逆计数系统。

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