用于监测断路器操作的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种耦合到开关装置(104)的控制模块(102)，作为开关事件的一部分，所述开关装置(104)可在断开状态与闭合状态之间切换。控制模块配置成：向开关装置发出控制信号(121)，其触发开关装置在断开状态与闭合状态之间进行切换；以及从开关装置接收指示开关装置已经在断开状态与闭合状态之间切换的反馈信号(123)。控制模块还配置成计算与开关事件关联的特性时间间隔，其中特性时间间隔指示开关装置的机械开关时间，配置成存储所计算特性时间间隔。

【技术实现步骤摘要】

一般来说，本专利技术的领域涉及断路器，以及更具体来说，涉及监测随时间推移的断 路器操作。
技术介绍
断路器常常用来在住宅、工业、公用事业或商业环境中防止过电流条件、接地故障 条件或者不合需要并且要求断路器断开的其它系统异常。在一些断路器中，电子控制系统 (称作跳闸单元或者电子跳闸单元或继电器）监测电力的一个或多个特性，以检测过电流 条件的存在，并且使操作机构在由跳闸单元检测过电流条件时分离断路器触点。分离断路 器触点（一般在因保护原因所引起时称作使断路器跳闸或者在因控制原因所引起时称 作断开断路器）中断经过断路器的电流流动。 例如，在工业设置中，电子控制系统用于防止对设备和机器（其在许多情况下代 表企业的重大投资，并且企业依靠其运转）的损坏。电子控制系统通过监测经过线路的电 流来执行这个功能。如果电流超过某个阈值，则电子控制系统断开线路上的断路器，由此防 止过量电流到达会被过量电流损坏的装置或导体。断路器还可用于多种其它应用中。 对于某个时间期间，断路器可降级，从而引起断开和闭合操作的更缓慢开关时间。 随着开关时间增加，由断路器所提供以防止过量电流到达下游装置的保护质量可降级。能 够维护、修复或更换降级的断路器，以保持可接受的性能等级。但是，在至少部分已知配电 系统中，维护人员可能不知道断路器可能正在降级，直到断路器变为完全不可操作或者断 路器被要求进行操作并且然后比预期或者最初计划要缓慢地进行操作。
技术实现思路
在一个方面，提供一种耦合到开关装置的控制模块，作为开关事件的一部分，开关 装置可在断开状态与闭合状态之间切换。控制模块包括通信接口，其配置成：向开关装置发 出控制信号，控制信号触发开关装置在断开状态与闭合状态之间进行切换；以及从开关装 置接收指示开关装置在断开状态与闭合状态之间已经切换的反馈信号。控制模块还包括： 处理装置，耦合到通信接口，并且配置成计算与开关事件关联的特性时间间隔，其中特性时 间间隔指示开关装置的机械开关时间；以及存储器装置，耦合到处理装置，并且配置成存储 所计算的特性时间间隔。 在另一方面，提供一种用于监测开关装置操作的系统。该系统包括：开关装置， 配置成作为开关事件的一部分在断开状态与闭合状态之间进行切换，以控制经过导体的电 流；以及控制模块，通信上耦合到开关装置。控制模块配置成向开关装置发出控制信号，控 制信号触发开关装置在断开状态与闭合状态之间进行切换，从开关装置接收指示开关装置 在断开状态与闭合状态之间已经切换的反馈信号，并且计算与开关事件关联的特性时间间 隔，其中特性时间间隔指示开关装置的机械开关时间。 在又一方面，提供一种用于监测开关装置的操作的方法。该方法包括：使用处理装 置来计算与多个开关事件的每个关联的特性时间间隔，其中各特性时间间隔指示开关装置 的机械开关时间；将多个所计算特性时间间隔存储在存储器装置（其在通信上耦合到处理 装置）中；以及跟踪随时间推移的多个所计算特性时间间隔，以确定是否对开关装置执行 维护。 【附图说明】 图1是用于监测断路器操作的示范系统的示意图。 图2是可与图1所示系统配合使用的控制模块的框图。 图3是用于监测断路器操作的示范方法的流程图。 图4是示出特性时间间隔的简图。 【具体实施方式】 本文描述监测开关装置、例如断路器的操作的示范实施例。耦合到断路器的控制 模块计算与多个开关事件的每个关联的特性时间间隔。通过跟踪随时间推移的所计算特性 时间间隔，能够监测断路器的健康和/或条件，从而在断路器变成不可操作之前能够对断 路器执行维护。 图1是用于监测断路器操作的示范系统100的示意图。系统100包括控制模块 102,其控制和监测开关或断路器104的操作，如本文详细描述。断路器104可以是低压、中 压或高压断路器。虽然本文中称作断路器104,但是开关可以是使系统100能够按照本文所 述来起作用的任何开关装置。 图2是控制模块102的框图。控制模块包括至少一个存储器装置210以及耦合到 存储器装置210以用于运行指令的处理器215。在一些实施例中，可执行指令存储在存储器 装置210中。在本示范实施例中，控制模块102通过对处理器215进行编程来执行本文所 述的一个或多个操作。例如，可通过将操作编码为一个或多个可执行指令，并且通过在存储 器装置210中提供可执行指令，来对处理器215编程。 处理器215可包括一个或多个处理单元（例如按照多核配置）。此外，处理器215 可使用一个或多个异构处理器系统（其中主处理器与辅助处理器存在于单个芯片上）来实 现。作为另一个说明性示例，处理器215可以是包含相同类型的多个处理器的对称多处理 器系统。此外，处理器215可使用任何可编程电路来实现，包括一个或多个系统和微控制 器、微处理器、简化指令集电路（RISC)、专用集成电路（ASIC)、可编程逻辑电路、现场可编 程门阵列（FPGA)以及能够运行本文所述功能的任何其它电路。在本示范实施例中，处理器 215确定是否向断路器104(图1所示）发出控制信号，以及计算与断路器104的操作关联 的参数。 在本示范实施例中，存储器装置210是一个或多个装置，其使诸如可执行指令和/ 或其它数据之类的信息能够被存储和检索。存储器装置210可包括一个或多个计算机可读 介质，非限制性地例如动态随机存取存储器（DRAM)、静态随机存取存储器（SRAM)、固态磁 盘和/或硬盘。存储器装置210可配置成非限制性地存储应用源代码、应用目标代码、感兴 趣源代码部分、感兴趣目标代码部分、配置数据、执行事件和/或任何其它类型的数据。 控制模块102包括呈现接口 220,其在本示范实施例中耦合到处理器215。呈现 接口 220向用户225呈现信息、例如与断路器104的操作相关的数据。例如，呈现接口 220 可包括显示适配器（未示出），其可耦合到显示装置，例如阴极射线管（CRT)、液晶显示器 (IXD)、有机LED(OLED)显示器和/或电子墨水显示器。在一些实施例中，呈现接口 220 包括一个或多个显示装置。 在示范实施例中，控制模块102包括用户输入接口 235,其耦合到处理器215,并且 接收来自用户225的输入。用户输入接口 235可包括例如键盘、指针装置、鼠标、触控笔、触 敏屏幕（例如触摸垫或触摸屏）、陀螺仪、加速计、位置检测器和/或音频用户输入接口。单 个组件、例如触摸屏可用作呈现接口 220和用户输入接口 235的显示装置。 在本示范实施例中，控制模块102包括耦合到处理器215的通信接口 240。通信接 口 240与一个或多个远程装置进行通信。为了与远程装置进行通信，通信接口 240可包括 例如有线网络适配器、无线网络适配器和/或移动电信适配器。在本示范实施例中，通信接 口 240在控制模块102与断路器104之间接收和传送信号。 又参照图1，断路器104配置成中断经过导体106的电流。更具体来说，在闭合状 态中，断路器104允许电流从第一节点110流动到第二节点112,以及在断开状态中，断路 器104禁止电流从第一节点110流动到第二节点112。本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合到开关装置(104)的控制模块(102)，作为开关事件的一部分，所述开关装置(104)可在断开状态与闭合状态之间切换，所述控制模块包括：通信接口(240)，配置成：向所述开关装置发出触发所述开关装置在所述断开状态与所述闭合状态之间进行切换的控制信号(121)；以及从所述开关装置接收指示所述开关装置已经在所述断开状态与所述闭合状态之间切换的反馈信号(123)；处理装置(215)，耦合到所述通信接口，并且配置成计算与所述开关事件关联的特性时间间隔，其中所述特性时间间隔指示所述开关装置的机械开关时间；以及存储器装置(210)，耦合到所述处理装置，并且配置成存储所述所计算特性时间间隔。

【技术特征摘要】
2013.06.07 US 13/912,7071. 一种耦合到开关装置（104)的控制模块（102)，作为开关事件的一部分，所述开关装 置（104)可在断开状态与闭合状态之间切换，所述控制模块包括 ： 通信接口（240)，配置成： 向所述开关装置发出触发所述开关装置在所述断开状态与所述闭合状态之间进行切 换的控制信号（121);以及 从所述开关装置接收指示所述开关装置已经在所述断开状态与所述闭合状态之间切 换的反馈信号（123); 处理装置（215)，耦合到所述通信接口，并且配置成计算与所述开关事件关联的特性时 间间隔，其中所述特性时间间隔指示所述开关装置的机械开关时间；以及 存储器装置（210)，耦合到所述处理装置，并且配置成存储所述所计算特性时间间隔。2. 如权利要求1所述的控制模块（102)，其中，所述特性时间间隔是在发出所述控制信 号（121)时的第一时间与接收所述反馈信号（123)时的第二时间之间。3. 如权利要求1所述的控制模块（102)，其中，所述控制信号（121)是激活所述开关装 置（104)中的装置（142)以将所述开关装置从所述闭合状态切换到所述断开状态的控制断 开信号。4. 如权利要求1所述的控制模块（102)，其中，所述控制信号（121)是激活所述开关装 置（104)中的螺线管（132)以将所述开关装置从所述闭合状态切换到所述断开状态的跳闸 断开信号。5. 如权利要求1所述的控制模块（102)，其中，所述控制信号（121)是使所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：ME瓦尔德斯，NB维森特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US