具有单个测试按钮的多功能断路器制造技术

在多功能断路设备中实现多个用户起动的自测序列的方法和系统，在允许多功能断路设备接近实时地继续检测实际电弧故障和接地故障的同时，利用单个测试输入既起动电弧故障测试又起动接地故障测试。使一个测试输入用于多个自测序列显著减少了断路设备要求的机械部件和电部件的数量。多功能断路设备还将模拟接地故障与实际接地故障区别开，并且避免在成功完成接地故障自测序列时自动切断，除非并且直到所有的自测序列通过。这样，不对用户提供多功能断路设备正适当工作的可能的不正确指示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
所公开的实施例一般地涉及用于确保接地故障检测设备和电弧故障检测设备的适当功能的方法和系统，并且特别是涉及用于这种接地故障检测设备和电弧故障检测设备的用户起动的测试的方法和系统。
技术介绍
设计接地故障电路断续器(GFCI)，以通过检测未接地电流承载导线与接地之间的不希望的导电通路，防止冲击或者触电。另一方面，设计电弧故障电路断续器(AFCI)，以通过检测不希望的电弧防止火灾。多功能断路器将GFCI断路器和AFCI断路器二者的功能以及其他功能组合到单个断路设备中。这些各式各样的断路设备的共同目的是，当检测到接地故障或者电弧故障时，切断或者断开到负荷的功率。为了确保适当功能，这些断路设备设置有内部自测输入端，用户可以按照期望起动该自测输入端，以检验设备是否在运行。在自测时切断这些断路设备表明设备在适当运行。现有多功能断路设备采用独立测试输入端起动每个自测序列，一个用于电弧故障自测序列，而另一个用于接地故障自测序列。可以使用多个测试按钮(对于每个测试一个按钮)来实施测试输入，或者可以使用具有多个按钮位置(一个按钮位置用于第一测试，另一按钮位置用于第二测试)的单个测试按钮来实施测试输入。该方式要求附加硬件部件和板空间，使得断路设备不必要地复杂并且昂贵。每个附加测试按钮将需要额外部件将测试按钮安装到设备的外壳和将测试按钮耦合到设备的微控制器，这样增加了制造成本并且使得设计考虑复杂。同样，具有多个按钮位置的单个测试按钮也要求额外硬件部件并且使得设计考虑复杂。单按钮解决方案可用于利用一个测试输入既起动电弧故障自测序列又起动接地故障自测序列的一些断路设备。这种设备的示例是共同指定的美国专利No.8,035,936中描述的AFCI断路设备，在此通过引用合并该美国专利。但是既用于电弧故障自测序列又用于接地故障自测序列的单按钮解决方案对于现有多功能设备存在问题，因为成功完成任何一个自测序列都可能切断断路器，可能给予用户所有自测序列在该设备中都已经通过的错误印象。相反，能够延迟或者防止与成功接地故障自测序列关联的切断，直到所有自测序列实际上通过，这将更有用。此外，诸如UL943的行业标准使得此难以实现。当前，诸如UL943的行业标准要求断路设备包括可以用于测试设备的接地故障检测能力的测试电路或者“监测电路”。设计监测电路，以将预定量的电流引入断路设备，这样模拟接地故障事件。UL943规定最大接地故障切断电流是6mARMS，因此，将大多数断路设备的监测电路引入的预定量的电流至少设定为6mARMS，以确保在接地故障自测时，设备切断。这样使得对于断路设备，模拟接地故障电流与实际接地故障电流实际上不可区别，因此，在成功完成接地故障自测序列之后设备切断，而与电弧故障自测序列(或者任何其他自测序列)是否通过无关。因此，以前单按钮解决方案在多功能断路器中不可行。因此，存在对这样一种改进型多功能断路设备的需要，该改进型多功能断路设备能够由单个测试输入执行多个用户起动的自测序列，并且能够将模拟接地故障与实际接地故障区别开。所公开的实施例满足了这些需要中的一个或者多个，并且还解决了其他问题。
技术实现思路
所公开的实施例针对在多功能断路设备中实现多用户起动的自测序列的方法和系统。该方法和系统在允许多功能断路设备接近实时地继续检测实际电弧故障和接地故障的同时，利用单个测试输入既起动电弧故障测试又起动接地故障测试。使一个测试输入用于多个自测序列显著减少了断路设备要求的机械部件和电部件的数量。该方法和系统还允许多功能断路设备将模拟接地故障与实际接地故障区别开，使得在成功完成接地故障自测序列时，该设备不自动切断。这样使得除非并且直到通过所有的自测序列，断路设备延迟或者防止与成功接地故障自测关联的切断，因此，不对用户提供多功能断路设备适当工作的可能的不正确指示。在一些实施例中，多功能断路设备包含：控制器；电弧故障感测电路；接地故障感测电路；以及自测电路或者监测电路，该自测电路或者监测电路模拟接地故障感测电路上的接地故障事件。当用户激活时，配置自测电路或者监测电路，以将比正常接地故障电流小的自测接地故障电流引入接地故障感测电路中。自测电路或者监测电路可以是线侧电路，也可以是负载侧电路，其将信号送到微控制器，以指出已经起动自测。微控制器检测自测信号的存在，并且在继续检验电弧故障和接地故障的同时，既对电弧故障感测电路又对接地故障感测电路起动自测序列。收到自测信号后，微控制器在自测序列的接地故障部中采用分离的并且比正常操作时检测接地故障正常使用的水平低的接地故障检测阈值。这样允许微控制器将自测接地故障与实际接地故障区别开，并且因此，除非或者直到通过了所有自测序列，延迟或者防止通常与成功接地故障自测序列关联的切断。在一般操作中，在用户起动后，单个自测电路或者监测电路将测试输入提供到多功能断路器，以起动电弧故障自测和接地故障自测。在起动了自测后，将自测信号送到微控制器，微控制器起动电弧故障感测电路的自测序列。在成功完成电弧故障电路自测序列后，微控制器起动接地故障感测电路的自测序列。此后，在成功完成接地故障电路自测序列后，微控制器起动任何其余自测序列。除非并且直到所有自测结果可接受，微控制器不提供通过指示，代之以正常监视继续进行并且检测在自测时可能存在的任何电弧故障状况或者接地故障状况的存在。如果在自测时检测到任何电弧故障或接地故障，则微控制器中断自测序列并且相应通知用户。当用户激活或者对自测电路或者监测电路加电时，产生模拟接地故障，该模拟接地故障传播到接地故障感测电路，并且由微控制器检测。因为微控制器知道何时起动自测，所以其能够将接地故障的检测阈值设定到满足自测操作的标准要求的水平，但是处于比正常操作接地故障检测阈值低的水平。这样允许多功能断路器检验电弧故障设备和接地故障设备的操作，但是如果电弧故障感测电路未适当执行，则不切断。如果在自测操作时发生超过正常操作接地故障检测阈值的实际(确定的)接地故障，则这样还允许断路器检测该实际(确定的)接地故障。通常，在一个方面中，所公开的实施例针对一种在多功能断路设备中提供用户起动的测试的系统。该系统包括：微控制器，配置该微控制器，以在多功能断路设备中执行电弧故障自测序列和接地故障自测序列；以及监测电路，该监测电路连接到微控制器，并且配置该监测电路，以模拟接地故障自测序列的接地故障。该系统还包括测试致动器，该测试致动器连接到监本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在多功能断路设备中提供用户起动测试的系统，包括：微控制器，配置所述微控制器，以在所述多功能断路设备中执行电弧故障自测序列和接地故障自测序列；监测电路，所述监测电路连接到所述微控制器，并且配置所述监测电路，以模拟所述接地故障自测序列的接地故障；以及测试致动器，所述测试致动器连接到所述监测电路，并且配置所述测试致动器，以当用户操作时，将单个测试输入送到所述监测电路，所述单个测试输入使所述监测电路模拟所述接地故障自测序列的所述接地故障；其中配置所述微控制器，以当所述测试致动器将所述单个测试输入送到所述监测电路时，起动所述电弧故障自测序列和所述接地故障自测序列，并且在所述电弧故障自测序列和所述接地故障自测序列都通过后，对所述用户提供通过指示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在多功能断路设备中提供用户起动测试的系统，包括：
微控制器，配置所述微控制器，以在所述多功能断路设备中执行电弧故
障自测序列和接地故障自测序列；
监测电路，所述监测电路连接到所述微控制器，并且配置所述监测电路，
以模拟所述接地故障自测序列的接地故障；以及
测试致动器，所述测试致动器连接到所述监测电路，并且配置所述测试
致动器，以当用户操作时，将单个测试输入送到所述监测电路，所述单个测
试输入使所述监测电路模拟所述接地故障自测序列的所述接地故障；
其中配置所述微控制器，以当所述测试致动器将所述单个测试输入送到
所述监测电路时，起动所述电弧故障自测序列和所述接地故障自测序列，并
且在所述电弧故障自测序列和所述接地故障自测序列都通过后，对所述用户
提供通过指示。
2.根据权利要求1所述的系统，其中进一步配置所述微控制器，以当或
者所述电弧故障自测序列或者所述接地故障自测序列失败时，不对所述用户
提供指示。
3.根据权利要求1所述的系统，其中进一步配置所述微控制器，以在所
述多功能断路设备中检测实际电弧故障和实际接地故障。
4.根据权利要求3所述的系统，其中进一步配置所述微控制器，以在所
述多功能断路设备中将所述实际接地故障与模拟接地故障区别开。
5.根据权利要求4所述的系统，其中进一步配置所述微控制器，以利用
第一接地故障检测阈值检测所述实际接地故障并且利用第二接地故障检测阈
值检测所述模拟接地故障，所述第二接地故障检测阈值小于所述第一接地故
障检测阈值。
6.根据权利要求1所述的系统，其中配置所述监测电路，以当所述测试
致动器将所述单个测试输入送到所述监测电路时，将测试开始信号送到所述
微控制器，所述测试开始信号送到所述微控制器，以起动所述电弧故障自测
序列和所述接地故障自测序列。
7.根据权利要求1所述的系统，其中配置所述监测电路，以当所述用户
操作所述测试致动器时，电连接到线侧或者负载侧中的一个上的功率导线。
8.一种多功能断路设备，包括：
电弧故障感测电路，配置所述电弧故障感测电路，以感测实际电弧故障；
接地故障感测电路，配置所述接地故障感测电路，以感测实际接地故障；
以及
控制器，对所述控制器编程，以执行电弧故障自测序列和接地故障自测
序列，并且在所述电弧故障自测序列和所述接地故障自测序列都通过后，对
用户提供通过指示，所述控制器连接到所述电弧故障感测电路和所述接地故
障感测电路并且配置所述控制器，以接近实时地监视所述电弧故障感测电路
和所述接地故障感测电路，以在执行所述电弧故障自测序列和所述接地故障
自测序列时检测实际电弧故障和实际接地故障；
其中进一步配置所述控制器，以响应所述接地故障感测电路感测到实际
接地故障，立即切断所述多功能断路设备中的所述断路器，并且如果...

【专利技术属性】
技术研发人员：RJ加斯，IV德拉姆，
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