用于低压电线的剩余电流设备制造技术

本公开的各实施例涉及一种用于低压电线的剩余电流设备，该设备包括适于检测所述电线中剩余电流的存在的感测级，该低压电线包括一个或多个导体。所述感测级包括用于检测所述电子设备中内部故障状态的存在的创新电子装置。子设备中内部故障状态的存在的创新电子装置。子设备中内部故障状态的存在的创新电子装置。

【技术实现步骤摘要】
用于低压电线的剩余电流设备


[0001]本专利技术涉及一种用于低电压电线的剩余电流设备。

技术介绍

[0002]众所周知，剩余电流设备是适于检测电线中的故障状态(例如，朝向接地的剩余电流、过电压、过电流、电弧现象等)的电子设备。
[0003]如今，能够检测电力线路中DC剩余电流的剩余电流设备具有特别的工业和商业意义。
[0004]不幸的是，目前在现有技术中可用的这种类型的电子设备具有一些关键方面。
[0005]通常，这些设备不能在用于检测剩余电流的电子级执行诊断功能以检查内部故障的存在，这可能会危及剩余电流检测功能。
[0006]此外，这些电子设备实现了相对复杂和繁琐的检测装置来感测DC剩余电流并且处理所收集的检测电压。因此，它们在工业水平的制造成本相对较高。
[0007]此外，它们通常的特点是功耗水平相对较高，这可能会导致若干安装出现问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的主要目标是提供一种允许克服或减轻已知技术的上述关键问题的电子设备。
[0009]在该目标内，本专利技术的目的是提供一种能够执行有效的自动诊断功能以检查专用于剩余电流检测的电子级中内部故障的存在的电子设备。
[0010]本专利技术的另一目的是提供一种能够确保在检测DC剩余电流方面的高性能和抗干预方面的高可靠性的电子设备。
[0011]本专利技术的另一目的是提供一种使用灵活度高并且能够检测AC剩余电流的电子设备。
[0012]本专利技术的另一目的是提供一种结构简单并且尺寸相对较小的电子设备。
[0013]本专利技术的另一目的是提供一种在工业水平制造相对简单并且便宜的电子设备。
[0014]根据本专利技术，上述目标和目的以及将从以下描述和附图中很清楚地的其他目的由根据以下权利要求1和相关从属权利要求的电子设备提供。
[0015]在一般定义中，根据本专利技术的电子设备包括控制单元，该控制单元包括适于检测电线中剩余电流的存在的感测级。
[0016]根据一些实施例，本专利技术的电子设备旨在用作低电压电子线路的电子保护设备。
[0017]在这种情况下，电子设备包括适于与电线的对应导体电连接的一对或多对电接触件。方便地，电接触件相互可耦合或可解耦。
[0018]除了上述感测级，电子设备还包括跳闸单元和可操作地耦合到电接触件的操作机构。跳闸单元适于响应于在输入中接收到跳闸信号而致动操作机构。操作机构适于与电接触件机械交互以执行电子设备的跳闸动作或断开动作。
[0019]根据本专利技术的其他实施例，电子设备旨在用作剩余电流块，该剩余电流块可操作地耦合到用于低电压电子线路的外部保护设备(例如，断路器)。在这种情况下，除了感测级，电子设备还包括跳闸单元。后者可操作地耦合(例如，机械地耦合)到外部保护设备的操作机构，该跳闸单元包括操作机构，该操作机构可操作地耦合到一对或多对电接触件，该一对或多对电接触件又耦合到电线的线路导体。
[0020]上述跳闸单元适于响应于在输入中接收到跳闸信号而致动(例如，通过运动传动机构)外部保护设备的操作机构。在跳闸单元的致动下，操作机构与对应电接触件机械地相互作用，以执行外部保护设备的跳闸动作或断开动作。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，电子设备旨在用作剩余电流监测器。在这种情况下，电子设备仅包括上述感测级，该感测级被适当地配置为在输出中提供指示检测到的剩余电流的警报信号或监测信号。优选地，本专利技术的电子设备包括电源单元，该电源单元适于提供电源电压以向电子设备的内部电气或电子部件馈电。电源单元方便地适于从电线收集电力。
[0022]根据本专利技术，感测级包括与电线的线路导体可操作地耦合的检测模块。检测模块包括链锁电线的线路导体的磁芯和耦合到磁芯并包括缠绕在磁芯周围的次级绕组的次级绕组装置。次级绕组装置适于在输入中接收至少驱动电压，该驱动电压被配置为使磁芯在磁饱和状态下操作。次级绕组装置适于在输出中提供指示沿着次级绕组流动的绕组电流的检测电压。
[0023]优选地，次级绕组装置包括串联电连接到次级绕组以形成与次级绕组协作的RL电路的电阻电路。
[0024]优选地，次级绕组装置包括与次级绕组串联电连接并且适于接收第一驱动电压的第一输入端子、与电阻电路串联电连接并且适于接收第二驱动电压的第二输入端子、以及与耦合节点串联电连接在次级绕组与电阻电路之间并且适于提供指示沿着次级绕组流动的电流的检测电压的输出端子。
[0025]感测级还包括比较器模块，该比较器模块适于在输入中从次级绕组装置接收检测电压并且当沿着次级绕组流动的绕组电流取未被包括在预定义范围内的值时在输出中提供中断信号。
[0026]优选地，比较器模块适于将由次级绕组装置在输出中提供的检测电压与第一电压阈值和高于第一电压阈值的第二电压阈值进行比较。比较器模块适于在检测电压低于第一电压阈值或检测电压高于第二电压阈值时在输出中提供中断信号。
[0027]感测级还包括第一驱动模块和第二驱动模块，第一驱动模块适于向次级绕组装置馈送在高电压电平或低电压电平之间切换的第一驱动电压，第二驱动模块适于向次级绕组装置馈送具有恒定电压电平的第二驱动电压。
[0028]上述驱动电压被配置为使检测模块的磁芯分别以正磁饱和状态或负磁饱和状态操作。
[0029]感测级还包括处理模块，该处理模块适于响应于从比较器模块接收到中断信号而命令第一驱动模块在高电压电平与低电压电平之间切换第一驱动电压。
[0030]优选地，感测级还包括定时器模块和时钟模块，该时钟模块适于与处理模块协作以执行时间测量任务。
[0031]优选地，上述处理模块、定时器模块和时钟模块适于响应于处理模块接收到由比
较器模块发送的中断信号而测量第一驱动电压的第一时间间隔和第二时间间隔。
[0032]优选地，上述感测级还包括由处理模块控制的输出模块。
[0033]在其中本专利技术的电子设备旨在用作电子保护设备或耦合到外部保护设备的剩余电流块的实施例中，处理模块适于在处理模块确定需要跳闸动作或断开动作的情况下命令输出模块在输出中提供跳闸信号。
[0034]在其中本专利技术的电子设备旨在用作监测设备的实施例中，处理模块适于命令输出模块在输出中提供指示检测到的剩余电流的警报信号或监测信号。
[0035]根据本专利技术，处理模块适于基于上述第一驱动电压的行为提供周期性信号以检查感测级中故障状态的存在。周期性信号包括一系列计数值，每个计数值被计算为所测量的第一时间间隔与所测量的第二时间间隔之间的总和。
[0036]优选地，处理模块适于根据包括以下步骤的测试过程对处理周期性信号：
[0037]‑
将周期性信号与第一时间阈值和高于第一时间阈值的第二时间阈值进行比较；
[0038]‑
如果周期性信号低于第一时间阈值或高于第二时间阈值，则确定感测级中存在故障状态。
[0039]优选地，测试过程包括以下步骤：
[0040]‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子设备(1)，包括控制单元(2)，所述控制单元(2)包括感测级(20)，所述感测级(20)适于检测LV电线(100)中剩余电流的存在，所述LV电线(100)包括一个或多个导体(P，N)，其特征在于所述感测级(20)包括：
‑
检测模块(3)，能够与所述电线的线路导体(P，N)可操作地耦合，其中所述检测模块包括磁芯(3A)和次级绕组装置(3B)，所述磁芯(3A)用于链锁所述电线的所述线路导体，所述次级绕组装置(3B)被耦合到所述磁芯并且包括围绕所述磁芯缠绕的次级绕组(31)，其中所述次级绕组装置适于在输入中接收至少驱动电压(V
A
，V
B
)，所述驱动电压(V
A
，V
B
)被配置为使所述磁芯在磁饱和状态下操作，其中所述次级绕组装置适于在输出中提供检测电压(V
C
)，所述检测电压(V
C
)指示沿着所述次级绕组流动的电流(I
W
)；
‑
比较器模块(4)，适于当沿着所述次级绕组流动的所述电流(I
W
)具有未被包括在预定义范围内的值时，在输入中接收来自所述次级绕组装置(32)的所述检测电压(V
C
)以及在输出中提供中断信号(INT)；
‑
第一驱动模块(6)，适于利用在高电压电平(V
H
)与低电压电平(V
L
)之间切换的第一驱动电压(V
A
)向所述次级绕组装置(32)馈电，以及第二驱动模块(7)，适于利用具有恒定电压电平的第二驱动电压(V
B
)向所述次级绕组装置(32)馈电，其中所述第一驱动电压和所述第二驱动电压被配置为使所述磁芯(31)分别在正磁饱和状态或负磁饱和状态下操作；
‑
处理模块(5)，适于响应于从所述比较器模块(4)接收到中断信号(INT)，而命令所述第一驱动模块(6)在所述高电压电平(V
H
)与所述低电压电平(V
L
)之间切换所述第一驱动电压(V
A
)，其中所述处理模块(5)适于基于所述第一驱动电压(V
A
)提供周期性信号(PS)以检查所述感测级(20)中故障状态的存在，所述周期性信号包括一系列计数值，每个计数值(PS)被计算为所测量的第一时间间隔(T
H
)与所测量的第二时间间隔(T
L
)之间的总和。2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述处理模块(5)适于根据包括以下步骤的测试过程来处理所述周期性信号(PS)：
‑
将所述周期性信号与第一时间阈值(PS1)和高于所述第一时间阈值的第二时间阈值(PS2)进行比较；
‑
如果所述周期性信号低于所述第一时间阈值(PS1)或高于所述第二时间阈值(PS2)，则确定所述感测级中存在故障状态。3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述测试过程包括以下步骤：
‑
如果所述周期性信号(PS)低于所述第一时间阈值(PS1)，则确定所述次级绕组(31)至少部分短路或者所述电线(100)中存在高剩余电流；或者
‑
如果所述周期性信号(PS)高于所述第二时间阈值(PS2)，则确定所述次级绕组(31)至少部分中断或者所述感测级(20)的一个或多个部件没有正确操作。4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括一对或多对电接触件(10)，所述一对或多对电接触件(10)能够与所述电线(100)的对应导体电连接并且能够相互耦合或解耦。5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的电子设备，其特征在于，所述处理模块(5)适于基于所述第一驱动电压(V
A
)提供指示所述电线中剩余电流的存在的故障信号(FS)。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述故障信号(FS)包括一系列计数值，每个计数值(FS)被计算为所测量的第一时间间隔(T

【专利技术属性】
技术研发人员：阿戈斯蒂诺，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：