用于电弧事件保护的全双工信令制造技术

在电力保护和分配组件(10)中，跳闸系统(24)监控电流并将指示是否检测到电弧事件的电流特性的电流状态信号(30)发送到电弧闪光保护系统(26)。电弧闪光保护5系统(26)评估该电流状态信号(30)以及指示是否已经检测到电弧事件的光特性的光状态信号(42)。基于该评估，电弧闪光保护系统(26)将控制信号(52)发送到跳闸系统(24)用于控制跳闸系统(24)切断断路器(16)。系统(24，26)每个包括用于通过一对导体(38)在系统10(24，26)之间发送信号(30，52)的全双工信令模块(36，40)。每个信令模块(36，40)通过调制经过导体(38)的电流的大小或导体之间的电压的大小来发送信号(30，52)中的一个信号，并且通过对如通过另一个信令模块(40、36)特别调制的经过导体(38)的电流的大小或导体之间的电压的大小进行解调来接收另一个信号(52、30)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于电弧事件保护的全双工信令专利
本专利技术总体上涉及电弧事件保护，并且特别是涉及跳闸系统和电弧闪光保护系统之间的全双工信令。背景电力保护和分配组件通常被安装在每个建筑物、工厂或类似的设施，其中来自电网的主要电力进入该设施。电力保护和分配组件(有时也称为“开关设备”)通常包括处于电掣位最远的上游或最靠近外部主电网具有主断路器的外壳；配电总线，其可包括用于每个正电源相和一个或多个接地总线条的铜条；以及一个或多个区域断路器，每个区域断路器保护电路将电力分配到设施的区域。断路器的目的是保护下游电路远离过流状况(如将发生在断路事件中的过流状况)。跳闸系统在检测到过流状况时使断路器跳闸。一种跳闸系统通过检测由大量电流通过电阻性导体所产生的过多的热量来检测过流状况。而这样的跳闸系统将及时中断故障电路以避免火灾，在电流中断之前，敏感的下游电气设备仍可能被过流状况损坏。在危险的电弧事件通过与电弧闪光保护系统进行交互之前或期间，跳闸系统的其它功能可以提供主断路器的更快的电路中断操作。电弧事件(即电流通过空气流通)可视地将其本身显示为以由电弧状况引起的火花、电弧、火焰、熔融金属的发光等形式。当电弧闪光保护系统检测到这样的电弧事件时，系统可以操作辅助的电弧分流机制或发送控制信号到跳闸系统指示跳闸系统切断主断路器，或系统可以操作辅助的电弧分流机制和发送控制信号到跳闸系统指示跳闸系统切断主断路器。当检测到闪光的光状况特性或其它状况特性时，电弧闪光保护系统检测电弧事件。电弧闪光保护系统检测光作为这些状况中的一个状况。跳闸系统检测经过导体的异常电流作为电弧放电状况中的另一个电话放电状况，并且将该状况的信号发送到电弧闪光保护系统。在跳闸系统和电弧闪光保护系统之间的信令发生在电气外壳内以防止电弧闪光发生的损害的情况下，系统传输状态消息和因此提供及时和准确的中断的能力，取决于信令的速度和鲁棒性。在没有有目的地增加系统的复杂性和/或成本，或减少系统的复杂性和/或成本的情况下，提供高速和高鲁棒性的信令，迄今为止被证明是有问题的。提供本文档的背景部分以将本专利技术的实施例放置在技术和操作的上下文中，以协助本领域技术人员理解它们的范围和效用。除非明确地指出这样的，本文中没有陈述被认为是现有技术，只是通过将其列入背景部分中概述由于封闭的配电环境的电磁、间距和布线的限制，期望的是提供鲁棒的信令能力以便于最大化用于电力保护和分配组件中的电弧事件保护的效率和功能。本专利技术在电力保护和分配组件的组成跳闸系统和电弧闪光保护系统之间利用全双工信令布置解决了这些关注。以下提出本公开的简要的概述以便于给本领域的技术人员提供基本的理解。本概述不是本公开的全面的概述。本概述也不旨在标识本专利技术的实施例的关键/重要元素或以其他方式划定本专利技术的范围。本概述的唯一目的是一个简要的形式提出本文所公开的一些概念作为稍后所呈现的更详细的描述的前奏。在没有有目的地增加那些系统的复杂性和成本的情况下，本文中的一个或多个实施例在跳闸系统和电弧闪光保护系统之间提供高速和高鲁棒的全双工信令。该高速、鲁棒性的信令便于及时和准确的切断上游断路器以保护下游电路免受损坏。更特别的是，本文的跳闸系统被配置为将指示电弧事件的电流特性是否已经被检测到的电流状态信号发送到电弧闪光保护系统。电弧闪光保护系统评估该电流状态信号以及指示是否还检测到了电弧事件的光特性的光状态信号。基于该评估，电弧保护系统被配置为将控制信号发送到跳闸系统用于控制跳闸系统切断上游断路器并且因此保护下游电路免受损坏。跳闸系统和电弧闪光保护系统每个包括全双工信令模块，其用于在将系统耦合在一起的一对导体上在系统之间同时发送电流状态信号和控制信号。特别是，每个信令模块通过调制经过该对导体的电流的大小或该对导体之间的电压的大小来发送信号中的一个信号，并且通过对经过该对导体的电流的大小或该对导体之间的电压的大小进行解调来接收另一个信号(如通过另一个信令模块特别调制的)。在一些实施例中，例如，信令模块中的一个信令模块调制经过该对导体的电流的大小，而信令模块中的另一个信令模块调制该对导体之间的电压的大小。在这种情况下，模块之间的信令在模块不调制相同的物理性质的意义上是不对称的。相比之下，在其它的“对称”的实施例中，信令模块两者都对通过该对导体的电流或该对导体之间的电压进行调制，但是模块以可区别的方式这样做。一些不对称的实施例有利对由信令模块中的一个进行的电压大小调制和由另一个信令模块进行的电流大小调制进行解耦。在一个实施例中，例如，执行电流大小调制的信令模块通过使用可调阻抗电路来执行电流大小调制。特别是，该可调阻抗电路被配置为自动地自调整其阻抗以便于实质上抵消由另一个信令模块所执行的电压的大小调制引起的任何电流大小调制。这意味着电流状态信号的信令和控制信号的信令保持实质上的独立，而无需引入明显的噪声公差界限。附图简述现在将参考附图在下文更加充分地描述本专利技术的实施例，在附图中示出了本专利技术的实施例。然而，本专利技术不应被解释为限于本文所阐述的实施例。相反地，提供这些实施例使得本专利技术是全面的和完整的，并且将本专利技术的范围充分传达到本领域的技术人员。相似的数字指的是贯穿全文的相似的元素。图1是根据一个或多个实施例所配置的电力保护和分配组件的框图。图2A是根据本文的一个或多个非对称的实施例所配置的跳闸系统和电弧闪光保护系统的框图。图2B是说明在图2A中所示的非对称实施例的一个实现的示意图。图2C是根据一个或多个实施例在图2B中所示的可调阻抗电路的示意图。图2D是说明在图2A中所示的非对称实施例的不同的实现的示意图。图3A是根据本文中的一个或多个对称的实施例所配置的跳闸系统和电弧闪光保护系统的框图。图3B是说明在图3A中所示的对称的实施例的一个实现的示意图。详细说明一开始就应该理解的是，虽然以下提供了本公开的一个或多个实施例的说明性的实现，但是可以使用任何数量的技术(无论是当前已知或现有的)来实现所公开的系统和/或方法。本公开决不应该局限于以下所说明的说明性的实现、附图以及技术，包括本文所描述和说明的示例性的设计和实现，但是可以在所附权利要求的范围内以及它们等同物的全部范围内进行修改。图1描绘了用于设施的示例性电力保护和分配组件10。来自电源12的电力由容纳主断路器16、配电总线18和一个或多个区域断路器2(^、2(?，一2(^的开关设备14接收。主断路器16保护整个设施，并且是额定的以通过最高的预期的持续电流。配电总线18可以包括能够传导大电流的实心铜条。来自主断路器16下游的每个区域断路器20A、20B，…20N对于较低的电流是额定的，并且将电力分配给单独的下游电路22A、22B，…22N。单独的下流电路22A、22B，…22N通常将电力分配到设施的单独区域。当配电总线18 (或其组件部分中的一个)经历短路或电弧闪光事件时，主断路器16可能经历超过它的额定容量的电流。这被称为过流状况。开关设备14包括跳闸系统24和电弧闪光保护系统26，当过流状况发生时，如在电弧事件检测期间，跳闸系统24和电弧闪光保护系统26相互合作被配置为切断主断路器16。在配电总线18被损坏之前，以这种方式切断主断路器16使配电总线18以及时的方式与电源12隔离。可是，断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力保护和分配组件(10)，包括跳闸系统(24)，所述跳闸系统(24)被配置为有条件地切断上游断路器(16)以将配电总线(18)或所述配电总线(18)的组成部分中的一个组成部分与电源(12)隔离，其中所述跳闸系统(24)特征在于：状态电路(28)，其配置为生成指示是否检测到电弧事件的电流特性的电流状态信号(30)；全双工信令模块(36)，其配置为：通过对经过一对导体(38)的电流的大小或该一对导体(38)之间的电压的大小进行调制，将所述电流状态信号(30)发送到电弧闪光保护系统(26)，所述一对导体(38)将所述跳闸系统(24)耦合到所述电弧闪光保护系统(26)；以及通过对如通过所述电弧闪光保护系统(26)特别调制的经过所述一对导体(38)的电流的大小或所述一对导体(38)之间的电压的大小进行解调，从所述电弧闪光保护系统(26)接收控制信号(52')；以及驱动器(54)，其配置为根据所述控制信号(52')切断所述上游断路器(16)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱利叶斯·迈克尔·里普塔克，约翰·肯尼斯·麦肯齐氏四世，
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