一种诸如微型断路器的断路器(112)，其将状态和故障信息无线地发送给主能量监测模块(116)。无线断路器(112)包括收发器(114)和无需连接到中性导体而从线路电流导体感应地收获能量的电源。无线断路器(112)可在与现有断路器相同的封装内实现，当升级到采用主能量监测模块(116)的系统时，省去了更换面板(110)的需要。无线断路器(112)还可包括在其已经跳闸之后提供电能给断路器(112)的能量储存设备，使断路器(112)跳闸后能够发送信息。主能量监测模块(116)包括处理器(130)和用于评价和发送从断路器(112)接收到的信息到诸如网页(126)和智能电话(128)的其它应用程序的网关(120)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线分支电路能量监测系统专利
本专利技术涉及断路器，且更具体地涉及无线断路器。专利技术背景断路器在电力系统中，通过监测通过导电体而被提供给负载的电能的特性和当故障条件(例如，电弧故障、接地故障、和不安全的“过流”级别)被检测到时中断或断开电路(跳闸)来提供保护。断路器通常安装在断路器面板、或负载中心、经常在商业应用的公用房间和住宅应用的地下室。许多现有的断路器面板安装只提供有限的关于由断路器所观测到的故障条件的性质的信息给电工和消费者。例如，住宅消费者可能仅能够确定断路器跳闸，却不知道为什么。更复杂的断路器包括用于检测电弧故障和接地故障的电路。当在通电导线和中性导体之间的电流不平衡时(例如当通过人不慎触及电路导致电流接地时)可发生接地故障。由于有缺陷的或被损坏的接线、开关等，发生带危险电弧的电弧故障。被设计用来检测接地故障和电弧故障的断路器可包括，用于监测断路器所连接的分支线路电流的电路和用于处理从线路电流中感测的数据的控制器。控制器还可包括用于存储该数据的存储器。然而，这种数据通常只在断路器做出跳闸决定时使用。再次，消费者或电工可确定断路器已跳闸，但不清楚导致跳闸的条件。如果该数据在断路器外是可访问的，其对于随时间监测各个分支可以是有价值的，且还与系统中来自其它断路器的类似的数据相结合，用于整体地监测系统。例如，可跟踪在各个分支的电力的使用，可以在电路跳闸之前识别故障接线等。随着智能电网技术变得越来越普遍，则越来越期望的是从断路器中提取尽可能多的信息。然而，利用能够对来自多个断路器的数据进行监测和整合的电路改造现有的电力系统是困难和昂贵的。例如，可能有必要使用额外的电路和外部接线连接修改现有的断路器，以集中和产生可用的和可访问的分支电路状态信息。然后，将需要用额外电路来改造断路器面板以与被修改的断路器的额外的接线连接交互。可能被涉及的且昂贵的是，需要额外的劳动来安装额外电路，其通常将由电工或工程师来执行。在这样的情况下，添加具有新的断路器的全新的断路器面板来代替改造现有设备，可能是更符合成本效益的。此外，在断路器面板中的空间通常非常宝贵。随着消费者对电子产品需求的增加，现有的电力系统必须能够容纳更大的电力使用。微型断路器(“MCB”)已经推出，以最大化断路器面板的空间。MCB现在常用于住宅断路器，且包括大量的用户群。因为利用庞大客户群的机会，添加功能到MCB是可取的。然而，因为这些封装已经是空间有限的，所以改造微型断路器变得更加复杂。因为面板中的有限空间，通过在断路器壳体外部和面板内部增加组件和接线来改造现有断路器往往是不实际的。例如，在面板的分支电路接线空间中可能没有足够的空间以容纳诸如电流互感器和相关接线的组件。这造成了更大的挑战且更加昂贵，因为在断路器封装外部的组件被暴露易于损坏，且必须有某种形式的壳体来保护，这增加了材料成本和额外组件消耗的空间。因此，设计人员都面临着难题，其中在断路器面板中的空间限制使其不利于增加现有断路器的尺寸或扩充现有断路器，但断路器的小尺寸又使得其难以在断路器自身现有的封装内增加其功能性。专利技术概要本公开提供了断路器，其无线发送状态和故障信息给主能量监测模块。在一个实施方案中，无线收发器被集成在断路器的壳体中，与断路器中的控制器耦合。无线断路器包括电源，该电源通过使用围绕导体的电流互感器从线路电流导体感应地获得能量，而不需要连接到中性导体。因此，无线断路器可使用与现有断路器相同的封装尺寸来实现，允许无线断路器在现有的面板中简易替换。特别地，无线功能和电源可在住宅MCB的现有包装尺寸内实现，且因此可用作用于有用户群的现有的MCB的简易替换。当升级到采用主能量监测模块的系统时，这消除了更换面板的需要。对比于现有的断路器，其也最小化任何额外材料和安装无线断路器所需的劳动。根据本公开的另一个方面，无线断路器包括能量储存设备，诸如电容器或电池，用于跳闸后为断路器供电。这允许跳闸发生后，断路器无线发送跳闸的存在连同有关导致跳闸条件的信息到主能量监测模块。主能量监测模块包括处理器，该处理器用于评估从无线断路器无线接收到的一个或多个分支电路的信息的处理器。主能量监测模块包括用于与其它应用(诸如网页和智能手机)接口的网关。包括跳闸的存在和跳闸的环境的有价值的信息，可以被收集并通过网页和智能手机直接发送给客户或电工。附图概要说明在阅读下面的详细描述并参考附图时，本专利技术上述的和其它优点将变得明显。图1是根据本公开的一个方面的断路器监测系统的框图；图2是根据本公开的一个方面的断路器的框图；图3是与图2不同的断路器框图；以及图4是与图2和3不同的断路器的框图。虽然本专利技术容许各种修改和替代形式，但是具体的实施方案已通过附图中的实例的形式示出，且将在本文详细描述。然而，应该理解的是，本专利技术并不旨在限定于所公开的特定形式。相反，本专利技术将覆盖所有修改、等价物和替换，这些都落入在所附权利要求中被限定的本专利技术精神和范围内。示出的实施方案的详细说明图1表示断路器监测系统100的框图。断路器监测系统100包括具有多个断路器112的断路器面板110。每个断路器112包括无线电发射器/接收器(“收发器”)114，用于发送和接收无线数据。面板110可以是现有面板，其中一个或多个现有断路器已被替换为无线断路器112。断路器监测系统100还包括主能量监测模块(“主模块”)116，其远离断路器面板110。主模块116包括无线电收器118，用于接收由断路器112的无线电收发器114发送的数据。其还包括耦合到收发器118的CPU 130 (例如，微处理器、控制器等)，用于处理从断路器112接收到的信息。主模块116可与面板110集成或被传输协议和无线电收发器114的功率所允许的距离物理地分离。每个示出的断路器112是单刀断路器，其测量在单个分支电路上的电流的特性(例如，以安培为单位的电流大小)，且发送该信息到主模块116。一个断路器113 (例如，双刀断路器)，还测量并收集来自每相的电压数据，并利用无线收发器115发送该数据到主模块116。可替代地，电压数据可由具有电压测量电路的多个单刀断路器112进行测量和收集。在另一个替代方案中，主模块116可使用直接用导线连接到面板的电压测量模块132直接测量面板电压。主模块116从所有的分支电路收集无线发送的数据，且执行计算以产生感兴趣的能量使用数据给监测各个分支电路或系统100的消费者和电工。断路器112还可传输其它数据，诸如“跳闸”或“邻近跳闸”事件和报警。断路器112还可从高级保护功能发送数据。一旦来自断路器112的数据被主模块116检索到，该数据就可被处理、分析并发送到各种其它应用。在图2中示出了无线断路器200的框图。断路器200被示出为单相断路器，然而本公开的原理也适用于多相断路器。断路器200包括包覆断路器电路的壳体210。例如，壳体210可以是标准的MCB封装，允许断路器200用作有用户群的现有住宅MCB的简易替代。断路器200接收分支电路导线212上的线路电流。断路器200还被通过导线212耦合到负载214。负载214还被耦合到中性导体216。从导线212到中性导体216提供给负载214的电压通常为120V或240V。断路器200不被连接到中性导体216。断本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种断路器，包括：感测电路，其被配置为感测线路电流特性；控制器，其被耦合到所述感测电路；无线发射器，其被耦合到所述控制器；以及电源，其包括被配置为从所述线路电流产生感应电流的第一电流互感器，并提供电能给所述控制器和所述无线发射器；其中，所述控制器被配置引起所述无线发射器将从所述断路器感测的特性发送到主能量监测模块。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.11 US 13/493,0761.一种断路器，包括: 感测电路，其被配置为感测线路电流特性； 控制器，其被耦合到所述感测电路； 无线发射器，其被耦合到所述控制器；以及 电源，其包括被配置为从所述线路电流产生感应电流的第一电流互感器，并提供电能给所述控制器和所述无线发射器； 其中，所述控制器被配置引起所述无线发射器将从所述断路器感测的特性发送到主能量监测模块。2.根据权利要求1所述的断路器，还包括耦合到所述电源的电能储存元件，其中所述电能储存元件被配置为，在所述线路电流中断时，提供电能到所述无线发射器，以将所感测到的特性发送到所述主能量监测模块。3.根据权利要求2所述的断路器，还包括: 壳体，其中所述感测电路、控制器、无线发射器、及电源，被包覆在所述壳体内。4.根据权利要求3所述的断路器，其中所述壳体是微型断路器壳体。5.根据权利要求1所述的断路器，其中所述线路电流的特性是故障条件。6.根据权利要求5所述的断路器，其中所述控制器还被配置为将在所感测的故障条件之前的关于所述线路电流的状态信息发送至所述主能量监测模块。7.根据权利要求1所述的断路器，还包括: 跳闸电路，其被配置为中断所述线路电流； 其中所述感测电路包括加速计，所述加速计被配置为检测所述跳闸电路的跳闸事件；以及 其中所述无线发射器被配置为，在所述加速计检测到所述跳闸电路的跳闸事件时，发送关于所述跳闸事件的信息到所述主能量监测模块。8.根据权利要求1所述的断路器，其中由所述第一电流互感器产生的感应电流正比于所述线路电流，且其中所述感测电路感测由所述第一电流互感器产生的所述感应电流。9.一种断路器，包括: 感测电路，其被配置为感测线路的电流特性； 控制器，其被耦合到所述感测电路； 无线发射器； 电源；以及 电能储存元件，其被耦合到所述电源，并被配置为在失去所述线路电流之后，提供电能给所述无线发射器； 其中所述控制器被配置为，在失去所述线路电流之后，引起所述无线发射器发...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·尔格，威廉姆·布罗格哈默，布雷特·拉尔森，保罗·A·里德，
申请(专利权)人：施耐德电气美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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