用于检测电功率系统的缺陷的设备的制作方法

本公开内容涉及用于检测电功率系统的缺陷的设备，其被连接到电功率系统。

背景技术：

用于检测电功率系统的缺陷的设备是被连接到电功率系统以当在电功率系统处生成诸如过流或短路电流的缺陷电流时检测缺陷电流的电功率装置。用于检测电功率系统的缺陷的设备当检测到缺陷电流时使断路器跳闸(即，自动切断电路)或限制电流(切断电路以限制导电电流)。

图1是图示了用于检测电功率系统的缺陷的传统设备的示意图。在下文中，将参考图1描述用于检测电功率系统的缺陷的传统设备10的操作过程。用于检测电功率系统的缺陷的传统设备10可以基于线路电流的幅值及其增大比率来确定电功率系统的缺陷是否发生。

首先，检测器11检测线路电流的幅值，并且放大器12放大检测到的线路电流的幅值。其后，比较器13将所放大的线路电流的幅值与第一设定值ref1进行比较，并且可以当所放大的线路电流的幅值等于或大于第一设定值ref1时输出第一输出信号。

同时，差分器14计算线路电流的增大比率，并且放大器15放大所计算的线路电流的增大比率。其后，比较器16将所放大的线路电流的增大比率与第二设定值ref2进行比较，并且可以当所放大的线路电流的增大比率等于或大于第二设定值ref2时输出第二输出信号。之后，确定单元17可以基于第一输出信号和第二输出信号来确定电功率系统是否发生故障。

然而，存在的问题在于用于检测电功率系统的缺陷的传统设备10仅仅能够确定电功率系统是否发生故障并且不能够确定是否发生噪声。

即，用于检测电功率系统的缺陷的传统设备10在检测电功率系统是否发生故障之后确定是否发生噪声，并且之后当发生噪声时停止操作。随后，存在的问题在于用于检测电功率系统的缺陷的传统装置10在由于噪声的输入而操作停止期间不能够检测电功率系统是否发生故障。此外，存在的问题在于用于检测电功率系统的缺陷的传统设备10对噪声敏感以执行归因于噪声的不正确操作。

技术实现要素：

本公开内容的目标是要提供一种用于检测电功率系统的缺陷的设备，其能够通过使用在线路的外周处生成的磁力输出状态信号来减少由于噪声的操作延迟。

本公开内容的另一目标是要提供一种用于检测电功率系统的缺陷的设备，其能够通过使用在线路的外周处生成的磁力输出状态信号来减少由于噪声的不正确操作。

本公开内容的再一目标是要提供一种用于检测电功率系统的缺陷的设备，其能够通过使用基于磁力的第一状态信号和基于线路电流的幅值及其增大比率的第二状态信号确定电功率系统是否是有缺陷的来增大缺陷检测的可靠性。

本公开内容的又一目标是要提供一种用于检测电功率系统的缺陷的设备，其能够通过使用将设定值与测量值进行比较以确定缺陷来减少缺陷检测时间。

为了实现以上描述的目标，根据本公开内容的一个实施例的一种用于基于在线路处流动的线路电流的幅值来检测电功率系统的缺陷的设备包括：第一状态信号输出单元，其被配置为通过使用在线路的外周处生成的磁力将移动单元的一端与固定单元的一端相接触来输出第一状态信号；第二状态信号输出单元，其被配置为基于线路电流的幅值及其增大比率来输出第二状态信号；以及确定单元，其被配置为基于所述第一状态信号和所述第二状态信号来确定所述电功率系统是否是有缺陷的。

根据如以上所描述的本公开内容，使用在线路的外周处生成的磁力来输出状态信号使得存在可以甚至当噪声发生时一致地检测到电功率系统是否是有缺陷的效果。

此外，根据本公开内容，使用在线路的外周处生成的磁力来输出状态信号使得存在可以减少由于噪声的不正确操作的效果。

另外，根据本公开内容，通过使用基于磁力的第一状态信号和基于线路电流的幅值及其增大比率的第二状态信号来确定电功率系统是否是有缺陷的使得存在可以增大缺陷检测的可靠性的效果。

此外，根据本公开内容，通过将设定值与测量值进行比较来确定缺陷使得存在可以减少缺陷检测时间的效果。

附图说明

图1是图示了用于检测电功率系统的缺陷的传统设备的示意图。

图2是图示了根据本公开内容的一个实施例的用于检测电功率系统的缺陷的设备的示意图。

图3是图示了根据本公开内容的一个实施例的处于缺陷状态的第一状态信号输出单元的示意图。

图4是图示了根据本公开内容的一个实施例的处于正常状态的第一状态信号输出单元的示意图。

图5是图示了根据本公开内容的一个实施例的线路电流的幅值的图形。

图6是图示了根据本公开内容的一个实施例的第一比较单元的示意图。

图7是图示了根据本公开内容的一个实施例的第二比较单元的示意图。

具体实施方式

稍后将参考附图详细地描述本公开内容的以上目标和其他目标、特征和优点，并且因此本公开内容的技术精神能够容易地由本领域技术人员实施。在本公开内容的下面的描述中，如果已知配置和功能的描述被确定为使本公开内容的实施例的解读模糊不清，则将省略对其的详细描述。在下文中，将参考附图详细地描述根据本公开内容的优选实施例。在附图中，相同的附图标记在其中指代相同的或相似的元件。

图2是图示了根据本公开内容的一个实施例的用于检测电功率系统的缺陷的设备100的示意图。

参考图2，根据本公开内容的一个实施例的用于检测电功率系统的缺陷的设备100可以被配置为包括第一状态信号输出单元110、第二状态信号输出单元120、确定单元130以及光学信号转换单元140。图2中示出的用于检测电功率系统的缺陷的设备100是根据一个实施例的，其组件不限于图2中示出的实施例，并且可以在必要时添加、改变或省略一些组件。

图3是图示了根据本公开内容的一个实施例的处于缺陷状态的第一状态信号输出单元110的示意图，并且图4是图示了根据本公开内容的一个实施例的处于正常状态的第一状态信号输出单元110的示意图。

图5是图示了根据本公开内容的一个实施例的线路电流的幅值的图形。图6是图示了根据本公开内容的一个实施例的第一比较单元121的示意图，并且图7是图示了根据本公开内容的一个实施例的第二比较单元122的示意图。

在下文中，将参考图3至图7描述根据本公开内容的一个实施例的用于检测电功率系统的缺陷的设备100。

第一状态信号输出单元110可以通过使用围绕线200生成的磁力将移动单元112的一端与固定单元111的一端相接触来输出第一状态信号。移动单元112和固定单元111是被提供在线路200的外周处的对象，并且移动单元112可以通过在固定单元111的两端处的向左移动和向右移动来将固定单元111的两端连接到彼此。固定单元111是被固定到线路200的外周的对象，并且移动单元112的配置可以与固定单元111的配置相同。

换言之，第一状态信号输出单元110包括被设置在线路200的外周处的固定单元111和移动单元112。移动单元112借助于在线路200的外周处生成的磁力被移动到固定单元111的一端侧。说明性地，当移动单元112与固定单元111的另一端相接触时，其可以借助于在线路200的外周处生成的磁力被移动朝向固定单元111的一端。在这一点上，移动单元112当在线路200的外周处生成的磁力足够大时与固定单元111的一端相接触，然而移动单元112当在线路200的外周处生成的磁力小时不与固定单元111的一端相接触。

因此，第一状态信号输出单元110输出与由于在线路200的外周处的磁力的在移动单元112与固定单元111之间的接触或无接触相对应的第一状态信号。即，第一状态信号输出单元110的第一状态信号与在线路200的外周处的磁力相对应。

此外，移动单元112和固定单元111中的每个的形状不限于如图3和图4中示出的四边形形状，并且其可以为不同形状的图例。第一状态信号为表示线路电流处于缺陷状态还是处于正常状态的信号，并且可以包括缺陷信号和正常信号。

图3和图4中示出的磁通量是图示了磁力的幅值的线路。当磁力的幅值大时磁通量增大并且当磁力的幅值小时磁通量减小。同时，当在线路200处流动的线路电流的幅值大时磁力增大，并且当线路电流的幅值小时磁力减小。磁力的方向根据安培右手螺旋法则被形成在垂直于线路电流流动的方向的平面上的右手螺旋的方向上。此外，磁力将以上所描述的移动单元112移动为与固定单元111相接触。

作为一个实施例，第一状态信号输出单元110可以被配置为还包括弹簧113、第一绝缘体114以及第二绝缘体115。图3和图4中示出的第一状态信号输出单元110是根据一个实施例的，其组件不限于图3和图4中示出的实施例，并且可以在必要时添加、改变或省略一些组件。

参考图3和图4，弹簧113可以被连接到移动单元112的一端和固定单元111的一端。当磁力与线路电流的幅值成比例地增大时，移动单元112的一端与固定单元111的一端相接触。其后，当磁力减小时，弹簧113将移动单元112与固定单元111的一端分离。

第一绝缘体114可以被定位在弹簧113内部，并且第二绝缘体115可以当移动单元112的一端与固定单元111的一端相接触时与第一绝缘体114相接触。

参考图3，示出了缺陷状态并且因此线路电流的幅值是大的，使得磁力的强度被增大。当磁力的强度大于弹簧113的弹力时，移动单元112的一端与固定单元111的一端相接触。当移动单元112的一端与固定单元111的一端相接触时，第一绝缘体114和第二绝缘体115也与彼此相接触。当第一绝缘体114和第二绝缘体115与彼此相接触时，第一状态信号输出单元110可以输出缺陷信号。

同时，示出了正常状态并且因此磁力的幅值小于弹簧113的弹力，并且移动单元112的一端与固定单元111的一端被分隔开而不与其相接触。当移动单元112的一端与固定单元111的一端被分隔开时，第一绝缘体114和第二绝缘体115也不与彼此相接触。当第一绝缘体114和第二绝缘体115不与彼此相接触时，第一状态信号输出单元110可以输出正常信号。

作为一个实施例，第一状态信号输出单元110可以当线路电流的幅值等于或大于预设值时输出缺陷信号，并且可以当线路电流的幅值小于预设值时输出正常信号。预设值可以由用户设定或者可以在第一状态信号输出单元110处被自动设定。

同时，参考图5，预设值大于正常电流和额定电流，并且第一状态信号输出单元110可以基于预设值来一致地确定缺陷以减少缺陷检测时间。同时，第一状态信号输出单元110可以当线路电流的幅值恒定时确定为正常电流，然而其可以当线路电流的幅值不是恒定的但是其幅值变化小时确定为额定电流。

第二状态信号输出单元120可以基于线路电流的幅值及其增大比率来输出第二状态信号。首先，第二状态信号输出单元120检测线路电流的幅值并且之后放大检测到的线路电流的幅值。其后，将所放大的线路电流的幅值与第一设定值彼此进行比较，并且之后当所放大的线路电流的幅值等于或大于第一设定值时输出第一输出信号。例如，当线路电流的幅值等于或大于第二设定值时，第一输出信号可以为“1”，并且当线路电流的幅值小于第一设定值时，第一输出信号可以为“0”。

此外，第二状态信号输出单元120检测线路电流的增大比率并且之后放大检测到的线路电流的增大比率。其后，将所放大的线路电流的增大比率与第二设定值彼此进行比较，并且之后当所放大的线路电流的增大比率等于或大于第二设定值时输出第二输出信号。在这一点上，线路电流的增大比率可以为图5中的图形的梯度，并且第二状态信号输出单元120可以通过对图5中示出的图形进行差分来检测线路电流的增大比率。同时，当线路电流的增大比率等于或大于第二设定值时，第二输出信号可以为“1”，并且当线路电流的幅值小于第二设定值时，第二输出信号可以为“0”。

当第一输出信号和第二输出信号被输出时，第二状态信号输出单元120可以基于这些输出信号来输出第二状态信号。例如，当第一输出信号为“1”并且第二输出信号为“1”时，线路电流的幅值及其增大比率等于或大于设定值使得“1”可以被输出为表示缺陷状态的第二状态信号。同时，当第一输出信号为“1”并且第二输出信号为“0”时，仅仅线路电流的幅值等于或大于第一设定值并且线路电流的增大比率小于第二设定值使得“0”可以被输出为表示正常状态的第二状态信号。

作为一个实施例，第二状态信号输出单元120可以被配置为包括第一比较单元121、第二比较单元122、输出单元123以及检测器124。图2中示出的第二状态信号输出单元120是根据一个实施例的，其组件不限于图2中示出的实施例，并且可以在必要时添加、改变或省略一些组件。

第一比较单元121可以放大线路电流的幅值，将所放大的线路电流的幅值与第一设定值进行比较，并且当所放大的线路电流的幅值等于或大于第一设定值时输出第一输出信号。参考图6，放大器121-1可以放大线路电流的幅值，并且比较器121-2可以将第一设定值与所放大的电流的幅值进行比较。

此外，第二比较单元122可以放大线路电流的增大比率，将所放大的线路电流的增大比率与第二设定值进行比较，并且当所放大的线路电流的增大比率等于或大于第二设定值时输出第二输出信号。参考图7，微分器122-1可以计算线路电流的增大的比率，并且放大器122-2可以放大线路电流的增大比率。其后，比较器122-3可以将所放大的线路电流的增大比率与第二设定值进行比较以输出第二输出信号。

输出单元123可以基于第一输出信号和第二输出信号来输出第二状态信号。检测器124是被连接到线路200以检测线路电流信号的装置，并且可以将检测到的线路电流信号发送到第一比较单元121和第二比较单元122。

光学信号转换单元140可以当第一状态信号从第一状态信号输出单元110输出时将第一状态信号转换成光学信号。因为第一状态信号为电信号，所以光学信号转换单元140用于将第一状态信号转换成光学信号以将光学信号发送到确定单元130。更具体地，光学信号转换单元140可以将电信号转换成光学信号并且将光学信号通过光纤发送，并且之后再次将所发送的光学信号转换成电信号以将电信号发送到确定单元130。光纤包括在光纤的内部处具有大折射率的材料和在光纤的外部处具有小折射率的材料，由此使用光学信号的总体反射来发送光学信号。同时，光学信号转换单元140包括光电二极管、光学转换器、等等，并且光学信号转换单元140的种类不限于以上描述的。

确定单元130可以基于第一状态信号和第二状态信号来确定电功率系统的缺陷。此外，确定单元130可以基于被转换成电信号的第一状态信号和第二状态信号来确定电功率系统的缺陷。例如，当第一状态信号为“1”并且第二状态信号为“1”时，确定单元130可以确定电功率系统处于缺陷状态。同时，当第一状态信号为“1”并且第二状态信号为“0”或者第一状态信号为“0”并且第二状态信号为“1”时，确定单元130可以确定电功率系统处于正常状态。此外，，当第一状态信号为“0”并且第二状态信号为“0”时，确定单元130可以确定电功率系统处于正常状态。

根据如以上所描述的本公开内容，使用在线路的外周处生成的磁力来输出状态信号使得存在可以减少由于噪声的操作延迟的效果。此外，根据本公开内容，使用在线路的外周处生成的磁力来输出状态信号使得存在可以减少由于噪声的不正确操作的效果。另外，本公开内容使用基于磁力的第一状态信号和基于线路电流的幅值及其增大比率的第二状态信号来确定电功率系统的缺陷使得存在可以增大缺陷检测的可靠性的效果。此外，根据本公开内容，通过将设定值与测量值进行比较来确定缺陷使得存在可以减少缺陷检测时间的效果。

尽管已经参考实施例描述了本公开内容，但是应当理解，能够在不脱离本公开内容的技术精神的情况下由本领域技术人员设想许多其他替代、修改和更改，并且因此应当理解，本公开内容不受以上描述的实施例和附图限制。