电子状态报告断路器制造技术

本发明专利技术的断路器包括控制电路，该控制电路能够在其触点打开时，即断路器处于断开或跳闸状态下，通过其附接的电路和连接的任何负载生成和传送测试脉冲，以确定是否存在有害的异常现象，例如短路。在某些构造中，当断路器处于接通状态时，控制电路可以测量并存储用于适当操作负载的电路参数，并且随后在断路器处于断开或跳闸状态下，比较存储的参数以确定是否存在报警条件并由此启动适当的警报和行动。在一种替代构造中，断路器可以通过负载控制到断开位置，负载经由电源连接发送信号，然后断路器能够存储负载故障的原因并将这种信息报告给远程位置。

Electronic Status Report Circuit Breaker

The circuit breaker of the present invention includes a control circuit, which can generate and transmit test pulses through its attached circuit and any load connected to determine whether there are harmful abnormal phenomena, such as short circuit, when its contacts are opened, that is, when the circuit breaker is in the state of disconnection or tripping. In some configurations, when the circuit breaker is on, the control circuit can measure and store the circuit parameters for proper operation of the load, and then compare the stored parameters to determine whether there is an alarm condition and start the appropriate alarm and action when the circuit breaker is on or off. In an alternative configuration, the circuit breaker can be controlled to the disconnection position by the load, which sends signals via the power connection, and then the circuit breaker can store the cause of the load failure and report this information to the remote location.

【技术实现步骤摘要】
电子状态报告断路器
本专利技术涉及一种电路中断器，该电路中断器能够在断开或跳闸状态下提供信息，更具体地说，本专利技术涉及一种断路器，当断路器不向负载提供电力时，该断路器监控连接电路和负载的状态。
技术介绍
电路中断器是可以用于切断(或断开)电路、中断电流的电气部件。电路中断器的基本例子是开关，开关通常由两个电触点组成，这两个电触点处于两种状态中的一种：要么闭合，这意味着触点处于接触中并且电可以在它们之间流过；要么断开，这意味着触点是分开的，并且电不能在它们之间流过。电路中断器的另一个例子是断路器。断路器可以用于例如在配电盘中以限制通过连接的电线发送的电流。断路器被设计用于保护电线和相关的电气元件免受诸如短路或接地故障(统称为故障状况)之类的过电流状况造成的损坏。如果电路中出现这种故障状况，则断路器将跳闸。这将导致处于“接通”位置的断路器翻转到“断开”位置并中断流经断路器的电能。当断路器跳闸时，断路器可以防止在过载电路上起火；断路器还可以防止从电路中获取电能的任何装置受到损坏或破坏。标准断路器具有连接到电源的端子，该电源可以包括由电力公司提供的电力。标准断路器通常还包括与断路器旨在保护的电路连接的另一端子。通常，这两端分别被称为“线路”端子和“负载”端子。线路通常被称为断路器的输入端；而负载通常被称为输出端。输出端向连接到电路的电气部件提供电能。断路器可以用于保护单个装置或多个装置。例如，诸如冷凝器单元之类的独自受保护装置可以直接连接到断路器。断路器还可以用于通过经由终止在电气插座处的接线连接到多个部件来保护多个装置。这样，断路器经由插座将电力供给到连接到电路的所有装置(例如，灯，电视机，计算机，插入式空调器等)。在其他构造中，断路器可以用于特殊用途，例如，它们可以设置在服务器机房中的机架中，其中特定数量的服务器连接到特定的断路器。断路器可以用作保险丝的替代品。然而，与保险丝不同，保险丝工作一次后就必须更换，而断路器可以重置(手动或自动)以恢复正常工作。断路器通常被认为比保险丝使用更安全。例如，在保险丝烧断而中断对例如建筑物的一部分的供电的情况下，可能不会看出是哪个保险丝在控制所中断的电路。在该情况下，配电盘中的所有保险丝都需要检查，以确定是哪个保险丝出现了烧毁或耗尽。然后，需要从保险丝盒中取出该保险丝，并且需要安装新的保险丝。在该方面，断路器的使用会比保险丝简单得多。在断路器跳闸而中断对例如建筑物的一部分的供电的情况下，通过查看配电盘并且注意哪个断路器已经切断到跳闸位置，可以容易地看出控制所中断的电路的是哪个断路器。常规的断路器包括在断路器的表面上的开关，其中，该开关朝配电盘的中心移动表示“接通”，朝配电盘的周边移动表示“断开”，驻留在中心位置处表示“故障”。然后，可以直观地识别并重置该断路器。如果断路器处于故障状态，则需要将手柄移动到“断开”状态，然后移动到“接通”状态，电力将被供应到连接的电路。在断路器由于故障而跳闸的情况下，通过目视检查确定哪个断路器跳闸是比较容易的。然而，没有关于产生导致断路器跳闸的过电流的原因、或者关于导致过电流的情况是否仍然存在的可用信息。确定这一点的唯一方法是通过断开断路器来重置断路器，然后再接通。如果断路器立即跳闸，则故障状况仍然存在。然而，向电路施加电压进行测试以查明故障状况是否仍然存在并不是最佳解决方案。另外，在跳闸断路器的情况下，技术人员极有可能不得不物理检查电路和连接负载。在电路向多个插座馈电的情况下，技术人员通常会拔下所有连接的装置并重置断路器。如果断路器跳闸，这会告诉技术人员接线本身可能存在问题。如果断路器没有跳闸，则问题可能出在其中一个连接负载上。然后，技术人员会反复地连接和断开多个负载，以确定其中一个负载是否导致故障。另外，为测试目的施加高电压并不理想。替代地，如果每个负载顺序连接并且断路器没有跳闸，则可能是断路器上的总负载超过断路器的额定电流，负载将不得不连接到别处。然而，这是一个耗时的过程，需要技术人员在现场进行测试并且使用线路电压用于测试目的。在断路器向诸如屋顶冷凝器单元之类的硬接线的连接负载馈电的情况下，技术人员会通过迭代过程断开负载及操作以确定电路中可能存在故障的位置。另外，该方法使用线路电压作为测试电压并且依赖于断路器在故障状况的情况下跳闸。上述方法的另一个问题是，除了上述故障导致断路器跳闸这一事实之外，从上述方法中不能获得任何其他信息。还有另一个问题是，使用断路器作为电源开关或诊断工具，会使断路器经历的工作周期比在典型的电路保护应用中以其它方式经历的工作周期更多。这会导致断路器的过早失效，这是不可接受的。典型的断路器机构设计成在失效前仅能维持20000-30000次循环。为了增加这种断路器在失效前可以承受的周期数，断路器的所有部件必须以比其他方式要求更稳健的方式进行设计。这增加了制造断路器的成本。由连接到断路器的负载所面临的还有另一个问题是，断路器设计成一旦超过电流额定值就跳闸。换句话说，断路器的尺寸被确定为保护将电流馈送到连接到电路的负载的接线。这意味着由于例如负载的问题而使连接的负载可能开始吸收比设定吸收的电流更多的电流，但是如果电流吸收不超过断路器的电流额定值，则电力将继续提供给负载(即，断路器保护接线免于过热，而不是保护连接到接线的负载)。随后可能发生的是，最后负载受损越来越严重直到负载最终发生灾难性故障，然后造成过电流状况，由此导致断路器跳闸。然而，损坏已经造成并且连接负载受到的损坏无法挽回。因此，期望提供一种能够与克服了上述限制的电路中断器一起使用的替代系统。
技术实现思路
因此，期望提供一种电路中断器，该电路中断器当其处于断开位置或跳闸位置时提供与电路和连接负载的状态有关的信息。还期望提供一种断路器，该断路器向远程位置提供数据，标识在处于断开或跳闸位置处的断路器上的故障是否已被清除。还期望提供一种断路器，该断路器在电路中断器处于断开或跳闸位置时提供与电路和连接负载的状态有关的数据，无需向连接负载提供任何额外接线。还期望提供一种断路器，该断路器在电路中断器处于断开或跳闸位置时可以以安全的方式查询电路和连接负载，无需向连接负载提供任何额外接线。还期望提供一种断路器，该断路器即使尚未达到断路器的阈值电流限制，也可以接收来自负载的信号以断开断路器。这些和其他目的是在一种构造中通过设置电路中断器来实现的，该电路中断器包括控制电路，该控制电路放置在电路中断器的壳体内并且包括存储器，该存储器存储有与各种信号特性的电气值相关的数据。控制电路构造成，如果电路中断器处于断开或跳闸状态(例如，触点断开)，则控制电路生成具有低电流和低电压的测试信号并将该测试信号传送到电路中断器的输出端(负载端)。然后，控制电路测量测试信号的电气值并且将信号的测量值与所保存的信息进行比较以确定信号的测量值是否超过与所保存的信息的阈值偏差。如果超过，则电路中断器确定为故障状况保持并且可以将该信息经由网络连接传送到远程位置。另外，也可以发送与信号的测量值有关的数据，使得所发送的信息可以提供关于电路和连接负载的实际状态的一些信息，而不是简单地提供二进制数据(例如，电路短路/电路未短路)。因此，电路中断器被提供作为一种电子断路器，该电子断路器包括电子控制电路，该电子控制电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种断路器，其包括：线路连接件，所述线路连接件适于耦合到电源；负载连接件，所述负载连接件适于耦合到负载；第一触点和第二触点，所述第一触点和所述第二触点能够相对于彼此活动，并且具有闭状态和开状态；过电流保护电路，所述过电流保护电路耦合在所述线路连接件和所述负载连接件之间，其中，当电流的测量值超过阈值时，所述过电流保护电路确定为存在故障状况并将所述第一触点和第二触点移动到开状态；和控制电路，所述控制电路适于接收问题信号，所述问题信号独立于所述电流的测量值；其中，当所述控制电路接收到所述问题信号时，所述控制电路将所述第一触点和第二触点移动到开状态。

【技术特征摘要】
2017.08.15 US 15/677,6391.一种断路器，其包括：线路连接件，所述线路连接件适于耦合到电源；负载连接件，所述负载连接件适于耦合到负载；第一触点和第二触点，所述第一触点和所述第二触点能够相对于彼此活动，并且具有闭状态和开状态；过电流保护电路，所述过电流保护电路耦合在所述线路连接件和所述负载连接件之间，其中，当电流的测量值超过阈值时，所述过电流保护电路确定为存在故障状况并将所述第一触点和第二触点移动到开状态；和控制电路，所述控制电路适于接收问题信号，所述问题信号独立于所述电流的测量值；其中，当所述控制电路接收到所述问题信号时，所述控制电路将所述第一触点和第二触点移动到开状态。2.根据权利要求1所述的断路器，其还包括：远程监控装置，所述远程监控装置经由网络连接耦合到所述断路器；其中，当所述断路器接收到所述问题信号时生成警报，所述警报被传送到所述远程监控装置。3.根据权利要求1所述的断路器，其中，所述问题信号来自所述负载。4.根据权利要求3所述的断路器，其中，所述问题信号经由电力电缆被传送到所述断路器，所述电力电缆将所述负载连接到所述负载连接件。5.根据权利要求3所述的断路器，其中，所述问题信号经由以太网连接件被传送到所述断路器，所述以太网连接件在所述负载和所述断路器之间延伸。6.根据权利要求1所述的断路器，其中，所述控制电路耦合到所述负载连接件，所述控制电路具有存储器，在所述存储器上保存有信号值；其中，当所述触点处于开状态时，所述控制电路适于向所述负载连接件传送测试信号并适于测量被传送的所述测试信号；以及其中，所述控制电路将所述测试信号的测量值与保存在所述存储器中的所述信号值进行比较，如果所述测试信号的测量值超过阈值，则所述控制电路生成所述问题信号。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·W·索伦森，
申请(专利权)人：嘉灵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US