电弧闪光附件模块制造技术

公开了基于使用附件电弧闪光检测模块检测电弧闪光来跳闸断开电路断路器的系统和方法。该电弧闪光检测模块的壳体被构造成安装在电路断路器的框架内。该检测模块与被构造成检测来自电弧闪光事件的光的光传感器通信，并包括被配置成与该电路断路器的电子跳闸单元通信的控制器。在一个实施方案中，该检测模块被配置成警告该电子跳闸单元已经检测到指示电弧闪光状况的光，使得该电子跳闸单元可在测定流经该电路断路器的电流大小之后确定是否启动跳闸。在另一个实施方案中，该检测模块被配置成基于检测到光而直接致动该电路断路器的跳闸。跳闸。跳闸。

【技术实现步骤摘要】
电弧闪光附件模块

技术介绍


[0001]本专利技术所公开的概念整体涉及电路断路器，并且具体地涉及与电路断路器一起使用的电弧闪光检测装置。
[0002]背景信息
[0003]电路断路器(例如但不限于电路断流器)通常用于保护电路不受过电流状况的损害，诸如过载状况、短路或其他故障状况，例如电弧故障或接地故障。电路断路器通常包括可分离触点。可分离触点可通过操作者柄部手动操作，或响应于检测到的故障状况而自动操作。通常，此类电路断路器包括被设计成快速打开可分离触点的操作机构，以及跳闸机构(诸如跳闸单元)，其感测多个故障状况以使可分离触点自动地打开。在感测到故障状况时，跳闸单元将操作机构跳闸至跳闸状态，该跳闸状态将可分离触点移动到其打开位置。
[0004]如果电路断流器的绝缘性能已劣化，或者断流器过载和过热，则会发生电弧。电弧可能对电路断路器本身以及与其连接的电子部件有害。重要的是，在检测到电弧之后，通过尽快跳闸断开可分离触点来最小化电弧的影响。目前，只有电路断流器外部的装置能够检测来自电弧闪光事件的光。在现有的电路断流器系统中，这些外部电弧闪光检测装置必须连线到测量来自事件的故障电流的另一个外部测量装置。当检测到光和高电流的输出时，外部电弧闪光检测装置可通过给单独的并联跳闸附件通电来迫使电路断流器跳闸。
[0005]图1示出了使用电路断流器外部的电弧闪光检测装置的现有电路断流器系统的示例。电路断路器1被构造成电连接在线路侧导体与负载侧导体之间。例如，在使用电路断路器的电力系统中，线路侧导体可以在上游，负载侧导体可以在下游。电路断路器1被构造成在故障状况(例如但不限于电弧故障)的情况下跳闸断开或开关断开，以中断在线路导体与负载导体之间流动的电流。
[0006]继续参考图1，外部附件电弧闪光继电器8电连接到多个外部光传感器9和内部并联跳闸附件10，并且并联跳闸附件10操作性地联接到操作机构12。当由外部光传感器9和/或外部电弧闪光继电器8检测到由电弧闪光产生的光和高电流的输出时，电弧闪光继电器8可通过给并联跳闸附件10通电来迫使电路断路器1跳闸，并联跳闸附件10继而致动操作机构12，以断开一对可分离触点14。可分离触点14设置在线路导体与负载导体之间，并被构造成当由操作机构12致动时物理地分离。操作机构12还电连接到电子跳闸单元16，电子跳闸单元16被构造成经由电流传感器18和/或其他传感器监测流过电路断路器1的电力，并基于流过电路断路器1的电力检测其他故障(即非电弧故障)状况。除了被构造成在电弧故障期间由并联跳闸附件10致动时跳闸打开可分离触点14之外，操作机构12还被构造成在检测到除电弧故障之外的故障状况时，在接收到由电子跳闸单元16输出的跳闸启动信号之后启动跳闸。虽然在图1的电路断路器1中示出了单相，并且本文描述了其他电路断路器，但是应当理解，电路断路器可具有多相，诸如三相，并且可具有对应的部件，诸如对应于每一相的可分离触点和电流传感器。
[0007]与检测到非电弧故障时跳闸单元16给操作机构12的跳闸致动器通电以断开可分离触点14所花费的时间相比，如图1所示的系统在电弧故障的情况下使用并联跳闸10断开电路断路器1确实延迟了断开时间，从而导致电弧时间增加。此外，在这种特定的电弧闪光检测设置中需要若干外部装置是非常昂贵的，并且需要大量的工作来布线和安装用于电弧闪光检测的这些装置。
[0008]因此，在用于检测电弧闪光事件和基于电弧闪光事件的检测快速地使电路断路器跳闸的系统和方法中存在改进的空间。

技术实现思路

[0009]这些需要和其他需要通过本专利技术所公开的概念的实施方案来满足，其中与电路断路器一起使用的附件电弧闪光检测模块包括被构造成安装在电路断路器内的壳体，并包括被构造成设置在电路断路器外部以便检测电弧闪光事件的光传感器。电弧闪光附件模块被配置成与电路断路器的电子跳闸单元通信，并且可在光传感器检测到电弧闪光时间接或直接启动电路断路器的跳闸。
[0010]根据本专利技术所公开概念的一个方面，用于电路断路器中的电弧闪光检测模块包括壳体、设置在壳体外部的多个光传感器、被配置成监测光传感器的多个特性的控制器，以及被配置成便于控制器与电路断路器的电子跳闸单元之间的电通信的通信信道。电弧闪光检测模块被配置成联接到电路断路器的框架，使得壳体被设置在电路断路器的内部。
[0011]根据本专利技术所公开概念的另一方面，电路断路器包括：框架、被构造成电连接到电源的线路侧、被构造成电连接到负载的负载侧、电连接在线路侧与负载侧之间的可分离触点、被构造成断开和闭合可分离触点的操作机构、被构造成致动操作机构的电子跳闸单元以及与电子跳闸单元电通信的电弧闪光检测模块。电弧闪光检测模块包括壳体、设置在壳体外部的多个光传感器、被配置成监测光传感器的多个特性的控制器，以及被配置成便于控制器与电路断路器的电子跳闸单元之间的电通信的通信信道。电弧闪光检测模块被配置成联接到电路断路器的框架，使得壳体被设置在电路断路器的内部。
[0012]根据本专利技术所公开概念的另一方面，使电路断路器跳闸断开的方法包括首先将电弧闪光检测模块操作性地联接到电路断路器。电弧闪光检测模块包括壳体、设置在壳体外部的多个光传感器、被配置成监测光传感器的多个特性的控制器，以及被配置成便于控制器与电路断路器的电子跳闸单元之间的电通信的通信信道。该方法还包括：使用控制器来监测光传感器的特性，以确定特性是否已经发生改变；以及如果监测指示存在电弧闪光状况，则使用控制器来致动电路断路器的操作机构，以断开电路断路器的可分离触点。
附图说明
[0013]当结合附图阅读时，可以从以下优选的实施方案描述中获得对本专利技术所公开的概念的完整理解，其中：
[0014]图1是连接到外部电弧闪光继电器装置的电路断路器的示意图，其代表已知的电弧闪光检测系统；
[0015]图2是根据本专利技术所公开概念的示例性实施方案的包括内部电弧闪光检测模块的电路断路器的示意图；
[0016]图3是图2所示的电路断路器的外部的图；
[0017]图4是根据本专利技术所公开概念的示例性实施方案的与图2所示的电路断路器一起使用的电弧闪光检测模块的第一变型的示意图；
[0018]图5是根据本专利技术所公开概念的示例性实施方案的与图2所示的电路断路器一起使用的电弧闪光检测模块的第二变型的示意图；并且
[0019]图6是根据本专利技术所公开概念的示例性实施方案的基于使用安装在电路断流器内的电弧闪光检测模块的电弧闪光检测来使电路断路器跳闸断开的方法的流程图。
具体实施方式
[0020]如本文所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指称，除非上下文另外明确地说明。
[0021]如本文所用，术语“数量”应当意为一个或多于一个的整数(即，多个)。
[0022]本文使用的方向短语，诸如例如左、右、前、后、顶部、底部、以及它们的衍生词，涉及附图中所示的元件的取向，并且并不限制权利要求书，除非在其中明确地表述。
[0023]如本文所用，术语“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电路断路器中的电弧闪光检测模块，所述电弧闪光检测模块包括：壳体；多个光传感器，所述光传感器设置在所述壳体的外部；控制器，所述控制器被配置成监测所述光传感器的多个特性；以及通信信道，所述通信信道被配置成便于所述控制器与所述电路断路器的电子跳闸单元之间的电通信，其中所述电弧闪光检测模块被配置成联接到所述电路断路器的框架，使得所述壳体被设置在所述电路断路器的内部。2.根据权利要求1所述的电弧闪光检测模块，其中所述控制器被配置成如果所述光传感器的所述多个特性指示存在电弧闪光状况，则向所述电子跳闸单元传输电弧闪光警报信号。3.根据权利要求2所述的电弧闪光检测模块，还包括：与所述光传感器串联电连接的电流源；以及与所述电流源和所述光传感器串联电连接的固定电阻器，其中所述多个光传感器是光敏电阻器，当接近所述光传感器的光的强度改变时，所述光敏电阻器的阻抗改变，其中所述控制器被配置成监测所述固定电阻器两端的电压，并基于所述固定电阻器两端的电压传输所述电弧闪光警报信号。4.根据权利要求1所述的电弧闪光检测模块，还包括：并联跳闸螺线管，所述并联跳闸螺线管操作性地联接到所述电路断路器的操作机构，其中所述控制器被配置成如果所述光传感器的所述多个特性指示存在电弧闪光，则给所述并联跳闸螺线管通电，以致动所述操作机构来跳闸断开所述电路断路器的可分离触点。5.根据权利要求4所述的电弧闪光检测模块，其中所述并联跳闸螺线管直接操作性地联接到所述操作机构，使得当所述光传感器的所述多个特性指示存在电弧闪光时，所述电子跳闸单元不致动所述操作机构。6.根据权利要求4所述的电弧闪光检测模块，还包括：与所述光传感器串联电连接的电流源；以及与所述电流源和所述光传感器串联电连接的固定电阻器，其中所述光传感器是光敏电阻器，当接近所述光传感器的光的强度改变时，所述光敏电阻器的阻抗改变，其中所述控制器被配置成监测所述固定电阻器两端的电压，并基于所述固定电阻器两端的电压给所述并联跳闸螺线管通电，以致动所述操作机构。7.一种电路断路器，所述电路断路器包括：框架；线路侧，所述线路侧被构造成电连接到电源；负载侧，所述负载侧被构造成电连接到负载；可分离触点，所述可分离触点电连接在所述线路侧与所述负载侧之间；操作机构，所述操作机构被构造成断开和闭合所述可分离触点；
电子跳闸单元，所述电子跳闸单元被构造成致动所述操作机构；以及电弧闪光检测模块，所述电弧闪光检测模块与所述电子跳闸单元电通信，所述电弧闪光检测模块包括：壳体；多个光传感器，所述光传感器设置在所述壳体的外部；控制器，所述控制器被配置成监测所述光传感器的多个特性；以及通信信道，所述通信信道被配置成便于所述控制器与所述电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：伊顿智能动力有限公司，
类型：发明
国别省市：