具有自测试能力的交流断路器的制造方法
【专利摘要】一种执行具有多个功能块的交流断路器的自测试的方法。处理单元连接至第一和第二电流隔离开关(SW2,SW3)、旁路开关(SW1)和半导体开关元件(IGBT)，且被配置为对于所述多个功能块的每一个执行所述断路器的自测试，其中所述多个功能块的每一个的测试的顺序和定时在所述处理单元中被编程且在所述处理单元的控制下执行。当在所述功能块的任何一个中检测到故障状态时进入所述断路器的故障模式。
【专利说明】
具有自测试能力的交流断路器
技术领域
[0001] 本发明涉及交流断路器，例如漏电断路器(R⑶)或微型断路器(MCB)。更具体地，本 发明涉及执行交流断路器的自测试的方法，该断路器包括用于将交流负载连接至电力网电 源的在火线供电接线端子和火线负载接线端子之间的火线，以及在中性供电接线端子和中 性负载接线端子之间的中性线。
【背景技术】
[0002] 市场上有售具有自测试能力的RCD。然而这些装置通常大且昂贵或仅测试整个装 置的功能的一部分。大多机械部件如触点、脱扣器、机械装置没有被测试。已知最可靠的自 测试RCD具有双重机械装置，且当测试包括触点和机械部件的第一 RCD时通过第二RCD桥接 第一R⑶部件。然而这种方案(例如如欧洲专利申请EP-A-1 916 691中描述的）昂贵且庞大。
[0003] 已知的另一个现有技术的断路器来自美国专利公开US2002/181175,其公开了具 有自测试能力的数字故障断续器(或接地故障断路器GCFI)。提供了控制器，其定期地断开 断路器的触点，且监视连接至断路器的负载两端的电压以检查该触点已断开。然而，GCFI的 其他部件或功能没有被测试。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种具有故障安全自测试能力的交流断路器，以及操作这种 断路器的方法。
[0005] 根据本发明，提供了根据上述前文定义的方法，其中断路器具有多个功能块，该多 个功能块至少包括：
[0006]-旁路开关功能块，其包括在火线上的旁路开关和相关的操作电路；
[0007] -第一电流隔离功能块，其包括在火线上的第一电流隔离开关和相关的操作电路；
[0008] -第二电流隔离功能块，其包括在中性线上的第二电流隔离开关和相关的操作电 路；以及
[0009] -半导体开关功能块，其包括并联连接至旁路开关的半导体开关元件。该断路器还 包括连接至第一和第二电流隔离开关、旁路开关和半导体开关元件的处理单元，且该方法 包括对于多个功能块的每一个执行断路器的自测试，其中该多个功能块的每一个的测试的 顺序和定时在处理单元中被编程且在该处理单元的控制下执行，并且当在任一功能块中检 测到故障状态时进入断路器的故障模式。
[0010]这允许提供用于自测试交流断路器的方法，其定期地自动执行功能测试。这个方 法实施例也允许机械部件和触点被测试。负载功率不被中断(对负载是显著的）或被干扰。 如果断路器通报一个问题，则存在不同的可能情景，这取决于具体要求。
【附图说明】
[0011 ]下面将使用多个示例性实施例参考所附的附图更加详细讨论本发明，其中
[0012] 图1示出了根据本发明的实施例的交流断路器的方框图；
[0013] 图2示出了图1的交流断路器的继电器驱动器的实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0014] 漏电断路器(RCD)或微型断路器(MCB)形式的交流断路器是安全相关的产品，其保 护功能甚至必须被保证使用多年。R⑶制造商规定了测试按钮由终端用户定期致动，然而， 这在实际中经常没有做到。特别是因为电压独立的RCD具有敏感和低能量机构部件，多年没 有使用/致动之后，它们往往不起作用。定期进行现场检验显示，高达甚至超过5 %的RCD是 有缺陷的。用于过电流和短路保护的MCB在许多情况下(例如住宅使用)根本不进行测试。没 有专业的测试设备，这也是很不容易实现的，并且由非专业人员执行MCB测试甚至是不被允 许的。另外，开关触点的质量也不被检查，然而在某些短路断开之后，这通常不再是可接受 的。坏触点可以引起内部过热。
[0015] 根据本发明交流断路器的实施例的性质和系统层次结构，定期地测试所有的子电 路，这是完全MCB和RCD功能的100%自检。如果这种断路器的处理单元通报一个问题，则存 在不同的可能情景，这取决于客户要求。
[0016] 在图1的框图中示出了根据本发明的断路器的实施例。交流断路器包括用于将交 流负载连接至电力网电源AC的在火线供电接线端子Lin和火线负载接线端子Lout之间的火 线，以及在中性供电接线端子Nin和中性负载接线端子Nout之间的中性线。断路器包括在火 线上的第一电流隔离开关SW2和旁路开关SW1，在中性线上的第二电流隔离开关SW3,以及并 联连接至旁路开关SW1的半导体开关元件IGBT，以及被配置为控制第一和第二电流隔离开 关SW2和SW3、旁路开关SW1和半导体开关元件的处理单元。
[0017] 交流断路器还包括连接至火线供电接线端子(Lin)和中性供电接线端子(Nin)，以 及连接至并用于提供电运行功率至处理单元和交流断路器的其他组件的供电单元（图1中 的供电和电压测量块的部分）。断路器也可以在断路器的输入侧(火线和中性供电接线端子 Lin，Nin)具有专用的电压测量单元，作为图1中的供电和电压测量块的一部分，或可选择地 作为单独的块。另外，断路器可以在其负载侧具有电压测量块，即靠近火线和中性负载接线 端子Lout、Nout连接。如图1的实施例所示，这个第二电压测量单元通过另一电流隔离块连 接至处理单元。
[0018] 可选地提供了连接至处理单元的短路和过电流检测单元，用于判断短路情况或过 电流情况(例如使用在图1中标记为电流测量的块中的火线上的分流电阻R1)。处理单元还 被配置为在确定短路或过电流情况之后，通过断开旁路开关SW1和半导体开关元件IGBT使 交流断路器跳闸。交流断路器还可以包括连接至处理单元、用于确定故障电流情况的故障 电流检测和注入单元，该故障电流检测和注入单元与火线和中性线电流隔离(例如使用图1 中的故障电流测量块中所指示的线圈L1和变压器）。处理单元还被配置为在确定故障电流 情况之后使交流断路器跳闸。
[0019] 在图1所示的实施例中，半导体开关元件包括整流桥D1-D4和绝缘栅双极型晶体管 IGBT的组合。整流桥D1-D4的交流端子并联连接至旁路开关SW1，且整流桥D1-D4的直流端子 连接至绝缘栅双极型晶体管IGBT的发射极端子和集电极端子。
[0020] 如上所述，处理单元连接至布置在火线上的电流测量单元，且被配置为在检测到 短路状态的情况下，控制旁路开关SW1，第一和第二电流隔离开关SW2、SW3,以及绝缘栅双极 型晶体管IGBT的导通状态。使用在图1的框图中所示的、连接至处理单元的各自的继电器驱 动器，实现了通过处理单元对断开和闭合旁路开关SW1、第一和第二电流隔离开关SW2、SW3 的控制。
[0021]所示出的用于旁路开关SW1的这种继电器驱动器的实施例作为控制与旁路开关 SW1相关的旁路继电器的操作电路。在图2的电路实施例中，旁路开关继电器是双稳态磁闩 型继电器。不需要能量来将其保持在断开或导通位置。该继电器具有一个线圈，且由短电流 脉冲驱动。
[0022]在上面的电路中，由去能电容器C1(通过Η桥晶体管/FET T1和T4)给出导通指令。 由去能电容器C2(通过Η桥晶体管/FET Τ2和Τ3)给出断开指令。
[0023] 分离的导通和断开指令储能电容器的优点是，可以以非常快的序列给出这些指 令。这减少了导通和断开/断开和导通之间的时间。在某些情况下，这个时间是至关重要的， 例如在以下情况:例如通过手动开关导通MCB。首先，IGBT将开始导通，并将负载连接至线电 压。经过一段时间（当没有短路检测），旁路继电器也将导通。这是正常的导通过程(参见上 面的描述）。
[0024] 如果在旁路继电器导通指令后就立即检测到短路，则立即终止该旁路继电器导通 指令并给出断开指令。这在旁路继电器的衔铁已经正在移向导通位置的情况下也是可行 的。
[0025] 通过这种层次结构/过程，在由于正常旁路继电器导通过程的时间范围中的短路 导致的罕见的断开指令的情况中，没有额外的延迟。
[0026]在另一个实施例中，交流断路器还包括并联连接至旁路开关SW1的过电压保护元 件VDR。该过电压保护元件或过电压保护可变电阻VDR在短路断开之后保护桥式二极管D1-D4和IGBT以防止出现太高的过电压。在断开之后，（感应）负载中仍然可能剩余很多能量并 导致高的峰值电压。这个高的峰值电压被可变电阻VDR吸收。当然，断开的时间范围越短(较 快的旁路接触器），电力网负载网络中的剩余能量越小，且可变电阻VDR的吸收能量越小。 [0027]在另一个实施例中，交流断路器还包括连接至绝缘栅双极型晶体管IGBT的集电极 和发射极端子的缓冲电路C、R2和D5。该缓冲电路是标准的RCD缓冲电路，以在关断IGBT期间 使电压箝位。在关断后缓冲电路就立即开始箝位且可变电阻VDR在大约900V。两者获取归因 于电力网负载网络中的剩余能量的吸收能量的一部分。
[0028]整流桥D1-D4是需要的，因为IGBT仅在一个方向（晶体管）导通。它必须输送与IGBT 相同的电流，短路也是如此。另一个方案是使用具有串联二极管的"反向并联" IGBT(以在 IGBT的断开状态中输送反向电压），但是这将使得整个电路更复杂和昂贵。
[0029] 在当前的技术下，其他半导体方案是不可能的。存在具有非常低的沟道电阻的 FET，但是它们不可同时用作高电压/高电流类型。不能使用双向晶闸管和晶闸管，因为它们 只能够在过零点关断且这会占用太多时间。在短路情况下，它们不容易被强制关断并最终 将毁坏。GT0(可关断晶闸管）和IGCT(集成门极换流晶闸管）需要大量能量以使得它们保持 在导通状态和关断。而且驱动电路将更复杂。
[0030] 处理单元被配置为具有测量输入、计算软件、输出信号逻辑和驱动器。通过EPLD或 逻辑端口可以实现大多数时间严格的进程，但是大多数功能可以集成在μΡ(微处理器）。包 括在处理单元中且必要的情况下下文将更详细地解释的主要功能有：
[0031] -电力网电压测量(通过电源和电压测量块）。
[0032] -电力网电流测量和计算过电流特性(用于代替双金属过电流保护）。
[0033]-电力网电压和电流同步。
[0034] -MCB中不同组件(例如IGBT和分流电阻R1)的温度测量。
[0035]-继电器驱动器的驱动逻辑(包括储能电容器的能量监测）。
[0036]-与IGBT驱动单元、用户界面和通信接口通信。
[0037]-用于编程(过)电流特性和校准程序的编程/预置接口。
[0038]-在电力中断情况下数据的内部存储(例如接触状态、过电流保护的电力网电流历 程)。
[0039] 通过分流器完成电流测量。在一个实施例中，电流测量单元包括在火线上的分流 电阻R1和布置为测量分流电阻R1两端的电压的短路和过电流检测单元。对本申请来说，分流器 是最合逻辑的选择，因为其精确度和线性度优于其他装置。而且其体积小，价格/有效性合理。 另一种是罗氏线圈，罗氏线圈在很宽的范围内以及在大电流应用中也是精确的。缺点是罗氏线 圈更大、输出信号更低，这使得用于短路保护和(小)电流/能量测量的集成/组合设计更加困 难。必须选择分流电阻R1的阻值，以使得在额定负载电流下具有低功耗，例如45A/l_dQ.2W。 分流电阻R1必须能在短时间承受短路电流，例如丨.5!<Α/100μΩ/1.5η?δ? 225\ν70.34?Η 耳。
[0040] 可以采用模拟或数字电路实现短路和过电流检测，该模拟或数字电路必须足够快 以检测到短路。在能量测量中，其也必须足够精确以感测小负载电流。运放电路或集成(模 拟ASIC)电路是合乎逻辑的方案，但是具有高采样率的数字电路也是可以的。
[0041] 另一个实施例的交流断路器还包括连接至处理单元和绝缘栅双极型晶体管的控 制输入的IGBT驱动单元，其中IGBT驱动单元被配置为在两阶段处理中断开绝缘栅双极型晶 体管。IGBT驱动单元还可以被配置为监测IGBT两端的电压。
[0042]第二电流隔离电路（图1所示实施例中的电流隔离2)包括用于在处理单元和IGBT 驱动单元之间通信的一个或多个光耦元件。在IGBT驱动单元内也可以提供小的电流隔离的 SMPS以对IGBT驱动器电路供电，因为这个驱动器电路比起断路器的其他电路器件位于另一 个电压电位。
[0043] IGBT驱动单元包含以下功能(可能作为单独的电路）：
[0044] -IGBT的两阶段输出驱动器
[0045] -IGBT集电极-发射极电压的电压(去饱和)监视器
[0046]-旁路开关状态监视器
[0047] -IGBT驱动器监视器
[0048] -IGBT导通/关断输入
[0049]在短路断开情况下，为了关断IGBT，IGBT驱动单元将在两个阶段中减小IGBT的栅 极电压。这个行为避免了 IGBT两端危险的过电压和S0A问题，尤其在短路关断时。关断延时 大约lys，栅极的电压电平在这个时间内将大约是正常导通电压的一半。
[0050]旁路开关状态监视器功能检测旁路开关SW1是否闭合;这是通过检查IGBT两端的 电压进行的。SW1的状态信息被转发到处理单元，然后可以被用于在短路情况下的IGBT的延 迟关断指令。
[0051] IGBT驱动器监视器检查驱动器电路的供电电压，这被转发到处理单元。如果这个 电压太低，IGBT将处于关断状态，在正常操作中这是故障情况。
[0052] IGBT导通/关断输入从处理单元接收导通/关断指令。
[0053] 在另一个实施例中，交流断路器还包括连接至处理单元的用户界面。用户界面例 如包括测试开关SW4和状态指示器。例如用户界面仅是具有一些LED的按钮或拨动开关以标 识MCB的状态(上电/导通/关断/故障等）。
[0054] 此外，交流断路器可以包括连接至处理单元的通信接口，允许远程操作和监视。通 信接口被用于将所有可能的数据发送到任何介质(例如总线系统、因特网或RS485)、有线或 无线(RF/IR)。
[0055]注意，从图1示出的图和这里描述的结构是1电极+N结构（仅过电流和短路保护在 该相中）。在另一个实施例中，如果需要2电极装置，则包括第二旁路开关、过电压保护、整流 桥、缓冲电路、IGBT和IGBT驱动器。具有相关附加装置的进一步实施例可以包括具有多电极 (例如3相、3相+中性、或甚至4相)的电力网电源的更复杂结构。
[0056]当在专业应用（例如工业或商业）中使用RCD或MCB时，它通常是由服务技术员通过 施加故障或过电流至断路器来检查。这种测试必须定期进行，以确保保护功能的最大程度 的可用性。在私人/住宅使用中，通过测试按钮可以测试R⑶，但是MCB(过流/短路保护装置） 根本不能进行测试。服务技术员的测试始终是受限制的测试，且只能为那一刻证明正确的 功能。这个测试不能保证断路器在(不久的)将来也起作用。越经常检查，断路器发生故障的 风险越低，但是这当然是昂贵且耗费大量劳动的。如果必须检查全部断路器功能，必须包括 结构和电子电路的所有部件，甚至是用于电流隔离功能的机械触点。在本发明断路器实施 例中（不论在MCB还是R⑶版本中），在不同块的部件中完成100%自检查。针对这个额外的功 能，这样做是不会有高系统负载，并且客户也将不会注意该装置是否在自测试。通过选择使 用FMEA(故障模式影响分析)定义的独立的电路定义测试块。它们不是在相同时刻和频率进 行测试，而是以可编程的和/或智能的顺序(通过使用风险分析定义)进行测试。
[0057] 本发明体现在执行交流断路器(例如以MCB或RCD的形式）的自测试的许多方法中。 该断路器包括(也参见图1和上面的描述)用于将交流负载连接至电力网电源的在火线供电 接线端子Lin和火线负载接线端子Lout之间的火线，以及在中性供电接线端子Nin和中性负 载接线端子Nout之间的中性线，以及多个功能块。多个功能块至少包括旁路开关功能块，其 包括在火线上的旁路开关SW1和相关的操作电路;第一电流隔离功能块，其包括在火线上的 第一电流隔离开关SW2和相关的操作电路;第二电流隔离功能块，其包括在中性线上的第二 电流隔尚开关SW3和相关的操作电路；以及半导体开关功能块，其包括并联连接至芳路开关 SW1的半导体开关元件IGBT。对于旁路开关SW1和电流隔离开关，相关的操作电路可以通过 继电器和继电器驱动器(例如参见图2和上面的描述)来实现。该断路器还包括连接至第一 和第二电流隔离开关SW2和SW3、旁路开关SW1和半导体开关元件IGBT的处理单元。本发明方 法实施例包括对于多个功能块的每一个执行断路器的自测试，其中多个功能块的每一个的 测试的顺序和定时在处理单元中被编程且在处理单元的控制下执行，且当在功能块的任何 一个中检测到故障状态时进入断路器的故障模式。进入故障模式可以包括故障信号传输、 操作或预防动作的故障安全原则，以及例如包括在处理单元的控制下，控制第一和第二电 流隔离开关(SW2，SW3)断开（即断开连接至断路器的负载），或可选择地控制所有开关SW1、 SW2、SW3和IGBT断开。在另一个实施例中，交流断路器还包括连接至处理单元的通信接口， 且进入故障模式包括通过通信接口发送故障消息。另外，或可选择地，发送故障消息还包括 提供可视和/或口述的警告信号，例如使用在图1的实施例的用户界面中的LED。
[0058] 进入故障模式的这些类型可以被应用于与如上所述的功能块相关的下面子电路 的任何一个。在非常高的容忍度的情况下或当必须保证不间断电源对连接至断路器的负载 供电时，存在在一定时期内（可编程的）只使用通信接口或用户界面选项的可能性。使用一 个实施例，也可以执行再测试循环，其中执行自测试还包括在进入故障模式之前执行具有 故障状态的功能块的再测试。
[0059]
[0060]
[0061]
[0062] 测试实施例也可以被描述如下：
[0063] 多个功能块还包括连接至处理单元的短路和过电流检测功能块，且处理单元还被 配置为通过在火线中注入预定的电流(例如使用由处理单元控制的电流注入电路)来执行 短路和过电流检测功能块的自测试。
[0064] 多个功能块包括连接至处理单元的故障电流检测功能块，且处理单元还被配置为 通过在火线中注入预定的电流(更具体地在检测线圈L1中，使用被图1所描述的处理单元控 制的故障电流注入电路），执行故障电流检测功能块的自测试。
[0065] 在另一个实施例中，执行旁路开关功能块的自测试包括在正常操作期间，在一段 小于大约l〇ms时间里断开旁路开关SW1，且监测半导体开关元件两端的电压。当断开旁路开 关SW1时，IGBT接收该电流，从而允许也测量IGBT两端的电压。
[0066] 另外地或可替代地，执行第一或第二电流隔离开关功能块的自测试包括在正常操 作期间，在一段小于大约l〇ms时间里断开第一或第二电流隔离开关SW2、SW3,且监测火线负 载接线端子(Lout)和中性负载接线端子(Nout)之间的电压。注意，随后测试第一和第二电 流隔离开关功能块。另外，电流隔离开关SW2和SW3具有高速导通和关断性能，并且使用低于 l〇ms电源中断的定时，通常连接至被测试的断路器的负载不会注意到电源故障。
[0067] 执行半导体开关功能块的自测试包括在其中旁路开关SW1被断开的期间，在短时 间内（例如2_5ms)断开半导体开关元件IGBT，且监测火线负载接线端子Lout和中性负载接 线端子Nout之间的电压。执行半导体开关功能块的自测试可以在电力网电源的正半周期和 负半周期内执行，这允许测试在图1所示的实施例中的整流桥的所有二极管。
[0068] 在断路器的测试中也可以包括另外的功能块：
[0069]
[0070] 在一个实施例中，多个功能块还包括电源，该电源连接至交流断路器的元件用于 向其提供运行功率，且处理单元被配置为连续地执行电源的自测试。
[0071] 在另一个实施例中，处理单元被配置为以连续的方式执行处理单元自身的自测 试。
[0072] 对于电源和处理单元的测试，通过缓冲电容器Η桥臂驱动器(参见图2和上面描述） 的设计，在不存在电源(的一个)或处理单元故障的情况下，也可以保证故障安全动作(切断 电流隔离开关SW2、SW3或所有开关）。此外，在这些子测试中，在非常高的容忍度的情况下， 则存在仅在一定时间周期内（可编程的）只使用通信接口和/或用户界面执行动作的可能 性。
[0073] 最后，在测试中也可以包括通信接口，使用作为对通信接口来说是公知的测试方 法。
[0074]
[0075] 值得注意的是，上述块不会在相同时间和相同频率下进行测试。对于一些块，故障 风险较高，例如在电源和处理单元中的故障，必须立即进入装置故障模式和(至少是）负载 的断开。这些块必须被持续地监视，因为缓冲电容器Η桥臂驱动器只有有限的时间能够断开 所有开关SW1"_SW3,以使得电源和处理单元具有持续的故障安全行为。
[0076]对于其他电路/功能块，持续的测试是不可能的（例如开关SW1…SW3)，而这些必须 被定期地测试。频率可以被编程，且可以取决于各种参数，例如：
[0077] ?负载电流(在低负载电流情况下，期望负载的较低干扰）
[0078] ?昼/夜时间
[0079] ?事件，例如短路之后
[0080] ?温度
[0081] ?寿命(例如使用10年之后，测试频率可以增加）
[0082] ?长时间MCB/R⑶不使用/关断位置
[0083] ?电力网中断很长时间之后
[0084] ?当故障发生时的过程风险(例如医疗应用）
[0085] 通过远程控制的自测试请求，也可以根据服务技术员的请求完成。而且结果（好/ 坏性能)可以通过通信接口进行传送。
[0086]注意，在一个故障开关SW1"_SW3情况下，总是存在可用的备份负载断开开关(对于 旁路开关SW1:第一电流隔离开关SW2;对于第一电流旁路隔离开关SW2:旁路开关SW1和IGBT 的组合;对于第二电流旁路隔离开关SW3:第一电流隔离开关SW2)。
[0087]如果检测出故障或测量的参数(接近/达到)超出容忍度，MCB/RCD状态将改变为装 置故障模式。在严重问题的情况下，这将立即导致负载的断开连接和所有开关和IGBT的断 开。这种故障模式也将被显示（例如通过LED)在断路器的前面，且通知给通信接口（如果这 仍然是可能的）。
[0088] 根据发现的故障的性质，对MCB/RCD的暂时的偏差/故障的接受度进行编程也是可 能的，例如在关断负载比缺少保护功能（例如医疗应用或交通灯)更危险的情况下。暂时不 关断负载的另一个原因可能是这将导致大的过程干扰或成本，或者是仍有可用的第二备份 保护的情况。特别是当通过通信接口可能有错误通信时，以及在可接受的时间内有可用的 专业服务机构时。
[0089] 内部故障处理方案也可以被用在负载故障情形的情况下。例如如果在没有规定故 障电流保护的网络中检测到恒定的故障电流，出于如上述同样的原因，可以编程以暂时接 受这种情况。甚至有可能出现在通过本发明断路器(MCB或RCD变形）的实施例的处理单元中 编程的智能检测算法的情况下的特定的负载问题，这个特定的负载被识别，且通过其他开 关装置被断开。
[0090] 参考附图中所示的一些示例性实施例，上面已经描述了本发明实施例。一些装置 或元件的修改和替换实施是可能的，并且包括在所附权利要求所限定的保护范围中。
【主权项】
1. 一种执行交流断路器的自测试的方法，所述断路器包括： -用于将交流负载连接至电力网电源的在火线供电接线端子(Lin)和火线负载接线端 子(Lout)之间的火线，以及在中性供电接线端子(Mn)和中性负载接线端子(Nout)之间的 中性线， -多个功能块，所述多个功能块至少包括： -旁路开关功能块，其包括在所述火线上的旁路开关(SWl)和相关的操作电路； -第一电流隔离功能块，其包括在所述火线上的第一电流隔离开关(SW2)和相关的操作 电路； -第二电流隔离功能块，其包括在所述中性线上的第二电流隔离开关(SW3)和相关的操 作电路；以及 -半导体开关功能块，其包括并联连接至所述旁路开关（SWl)的半导体开关元件 (IGBT)， -连接至所述第一和第二电流隔离开关（SW2，SW3)、所述旁路开关（SWl)和所述半导体 开关元件（IGBT)的处理单元， 所述方法包括： -对于所述多个功能块中的每一个执行所述断路器的自测试，其中所述多个功能块中 的每一个的测试的顺序和定时在所述处理单元中被编程且在所述处理单元的控制下执行， 以及 -当在所述功能块的任何一个中检测到故障状态时进入所述断路器的故障模式。2. 根据权利要求1所述的方法，其中进入所述故障模式包括控制所述第一和第二电流 隔离开关(SW2，SW3)断开，或可选择地控制所有开关(SWl，SW2，SW3，IGBT)断开。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中所述交流断路器还包括连接至所述处理单元的 通信接口，且进入所述故障模式包括经由所述通信接口发送故障消息。4. 根据权利要求3所述的方法，其中发送故障消息还包括提供可视的和/或口述的警告 信号。5. 根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中执行所述自测试还包括在进入所述故 障模式之前执行具有故障状态的功能块的再测试。6. 根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中执行所述旁路开关功能块的所述自测 试包括在正常操作期间，在一段小于大约IOms的时间里断开所述旁路开关(SWl)，且监测所 述半导体开关元件两端的电压。7. 根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中执行所述第一或第二电流隔离开关功 能块的所述自测试包括在正常操作期间，在一段小于大约IOms的时间里断开所述第一或第 二电流隔离开关(SW2，SW3)，且监测所述火线负载接线端子(Lout)和所述中性负载接线端 子(Nout)之间的电压。8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述第一和第二电流隔离开关功能块随后被测试。9. 根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中执行所述半导体开关功能块的所述自 测试包括在其中所述旁路开关(SWl)被断开的期间，在短时间内断开所述半导体开关元件 (IGBT)，且监测所述火线负载接线端子(Lout)和所述中性负载接线端子(Nout)之间的电 压。10. 根据权利要求9所述的方法，其中执行所述半导体开关功能块的所述自测试在所述 电力网电源的正半周期和负半周期内执行。11. 根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述多个功能块还包括连接至所述 处理单元的短路和过电流检测功能块， 且其中所述处理单元还被配置为通过在所述火线中注入预定的电流，来执行所述短路 和过电流检测功能块的自测试。12. 根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述多个功能块包括连接至所述处 理单元的故障电流检测功能块， 且其中所述处理单元还被配置为通过在所述火线中注入预定的电流，来执行所述故障 电流检测功能块的自测试。13. 根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中所述多个功能块还包括电源，其连接 至所述交流断路器的元件并用于向该元件提供运行功率，且 其中所述处理单元被配置为连续地执行所述电源的自测试。14. 根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中所述处理单元被配置为以连续的方 式执行所述处理单元自身的自测试。15. -种被构造和被配置为执行根据权利要求1-14中任一项所述的方法的交流断路 器。
【文档编号】H01H83/04GK105934810SQ201480074128
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年12月4日
【发明人】R·尼霍夫
【申请人】伊顿工业(荷兰)有限公司