专利名称：具有过电流后备保护的断路器控制器及其保护方法
技术领域：
本发明涉及具有过电流后备保护的断路器控制器及其控制方法，属电气领域。
背景技术：
在配电系统中，由于配电线路安装不符合标准、或电器设备使用操作不规范、以及线路 老化后维护不及时等原因，会导致线路绝缘性能降低或出现金属性短路，从而发生过电流故 障。在过电流故障中尤以短路故障危害最大，会导致系统崩溃、设备烧毁、引起大面积停电， 给人们日常生活带来不便，给社会造成巨大损失。
断路器是配电系统中的主要保护电器，过电流保护是断路器的基本保护功能，断路器采 用电子式控制器可有效地实现过电流保护功能，过电流保护类型可分为过载长延时保护、短 路短延时保护、短路瞬动保护三种。目前业内电子式控制器通用的过电流保护解决方案如图 l所示，它包括三相电流采集单元、电流信号调理单元、MCU处理单元和故障跳间执行单元。 其中三相电流采集单元通过电流互感器实现电流信号采集并输入到电流信号调理单元。电 流信号调理单元实现电流信号放大、比例调整、滤波等功能，然后输入到MCU处理单元。MCU 处理单元实现三相电流信号A/D转换、电流值计算、电流整定值识别、过电流故障类型判别、 过电流故障阈值判别、故障保护曲线选择、脱扣延时运算、热记忆等功能，若断路器主回路 出现过流故障则发出故障跳阐指令给故障跳闸执行单元，故障跳间执行单元使断路器分断完 成故障保护。
电子式控制器是实现断路器所有保护功能的指挥中心，通常电子式控制器的核心器件是 MCU (单片机)。断路器在运行过程中，由于环境应力负荷超过允许条件或自身设计存在问题 等原因，MCU存在失效的概率，MCU失效机理很多如物理性损坏、焊接引脚断裂、静电击穿、 雷击、氧化与硫化、强电磁场干扰等，失效现象主要有两种程序跑飞和MCU死机，这两种情 况都会造成控制器失效，如果此时断路器主回路发生过电流故障(过载或短路)，断路器控制 器保护就会失效，断路器出现拒动的现象。因为断路器在整条回路中阻值最大，此时断路器 内部金属最先熔化，产生大量的炽热的高温电弧和高压气体，断路器就会爆炸，其后果十分 严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有过电流后备保护的断路器电子式控制器及其控制方法，当 主MCU失效时且断路器主回路出现过电流故障后，过电流后备保护仍然能够使断路器脱扣跳 闸排除线路故障，从而提高断路器的可靠性，保障配电系统的安全运行。
为此，本发明采用如下技术方案-
一种具有过电流后备保护的断路器控制器，包括三相电流采集单元，用于采集三相电 流信号并输入到电流信号调理单元；电流信号调理单元，用于对三相电流信号进行放大、比例调整、滤波等，然后输入到主MCU处理单元；主MCU处理单元，用于对三相电流信号进行 处理，其输出送到故障跳闸执行单元；故障跳闸执行单元，用于分断断路器完成故障保护； 其特征在于还包括后备保护单元，该后备保护单元的输入接所述电流信号调理单元的输出和 所述主MCU处理单元的1/0端口；该后备保护单元的输出接至所述故障跳闸执行单元。
进一步地，所述后备保护单元为后备MCU处理单元，该后备MCU处理单元的监测输入端 检测所述主MCU处理单元输出的失效判别信号。
进一步地，所述后备保护单元由比较器电路、看门狗电路和逻辑与电路构成。其中比
较器电路的两个输入分别连接过电流动作阈值和电流信号调理电路的输出，其输出连接逻辑
与电路的一个输入端；看门狗电路的输入接主MCU的1/0端口，主MCU通过I/0引脚输出失 效判别信号(失效判别信号定义为脉冲信号)给看门狗电路，看门狗电路的输出连接逻辑与 电路的另一个输入端；逻辑与电路的输出连接故障跳闸执行单元。 一种断路器控制器的过电流后备保护方法，包括以下步骤
1) 断路器开始运行；
2) 主MCU处理单元和后备MCU处理单元监测断路器主回路电流信号；
3) 后备MCU处理单元监测主MCU处理单元的运行状态；
4) 后备MCU处理单元判断主MCU处理单元是否失效若失效则继续步骤5);否则转步骤
6);
5) 后备MCU处理单元判断断路器主回路是否发生过电流若未发生则返回步骤2);若发 生则由后备MCU处理单元发出故障跳闸指令，相应执行单元执行故障跳闸，断路器运行结束；
6) 主MCU处理单元判断断路器主回路是否发生过电流若未发生则返回步骤2);若发生
则由主MCU处理单元发出故障跳闸指令，相应执行单元执行故障跳闸，断路器运行结束。 另一种断路器控制器的过电流后备保护方法，包括以下步骤
1) 断路器开始运行；
2) 主MCU处理单元和后备MCU处理单元监测断路器主回路电流信号；
3) 后备MCU处理单元和主MCU处理单元互相监测对方的运行状态；
4) 后备MCU处理单元判断主MCU处理单元是否失效若失效则继续步骤5)，否则转步骤
6);
5) 后备MCU处理单元发出主MCU处理单元失效报警，供用户判断是否断电检修设备 若用户断电检修设备，则断路器运行结束；
若用户未断电检修设备，则后备MCU处理单元进一步判断断路器主回路是否发生过电流 若未发生过电流，则返回步骤2);
若发生过电流，则由后备MCU处理单元发出故障跳闸指令和故障报警指令，相应执行单 元执行故障跳闸和故障报警，断路器运行结束；
6) 主MCU处理单元判断后备MCU处理单元是否失效若失效则继续步骤7)，否则转步骤
8);
57) 主MCU处理单元发出后备MCU处理单元失效报警，供用户判断是否断电检修设备 若用户断电检修设备，则断路器运行结束；
若用户未断电检修设备，则主MCU处理单元进一步判断断路器主回路是否发生过电流 若未发生过电流，则返回步骤2);
若发生过电流，则由主MCL)处理单元发出故障跳闸指令和故障报警指令，相应执行单元 执行故障跳闸和故障报警，断路器运行结束；
8) 主MCU处理单元判断断路器主回路是否发生过电流若未发生则返回步骤2);若发生 则由主MCU处理单元发出故障跳闸指令和故障报警指令，相应执行单元执行故障跳闸和故障 报警，断路器运行结束。
本发明的优点在于具备过电流后备保护的电子式控制器提高了断路器故障保护的概率，
从而实现配电线路和电源设备的可靠保护，大大提高了配电系统运行的安全性。
图1为目前业内电子式控制器通用的过电流保护解决方案框图2为本发明采用后备MCU实现过电流后备保护的整体解决方案框图3为本发明采用的另一种过电流后备保护电路框图； 图4为本发明具备扩展功能的过电流后备保护的整体解决方案框图； 图5为本发明过电流后备保护执行流程图； 图6为本发明过电流后备保护扩展功能执行流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。
为了提高断路器的可靠性，我们提出了在电子式控制器中增加过电流后备保护的解决方
案，即增加独立的后备MCU，用其来监控主MCU (由于增加了后备MCU,所以把原来MCU定义 为主MCU，以示区别)，如果断路器主回路发生过电流故障，后备MCU检测到主MCU失效后立 即启动保护功能，这样便可以避免因主MCU失效而导致事故发生。我们把用于检测主MCU的 后备MCU以及配置电路的过电流保护作用称为过电流后备保护。
具有过电流后备保护的电子式控制器整体解决方案框图如图2所示，其中加粗框图为过 电流后备保护的实现方案。
该过电流后备保护的核心内容是主MCU+后备MCU的设计方案，后备MCU实时监测主MCU， 当主MCU失效时如果断路器主回路出现过电流故障，则后备MCU立即启动故障跳闸保护功能。
该过电流后备保护实现方案中包括三相电流采集单元、电流信号调理单元、主MCU处 理单元、故障跳闸执行单元、后备MCU处理单元。其中
三相电流采集单元主要由电流互感器构成，它把断路器主回路的三相电流转换为电流小 信号，并具备电气隔离作用。它通过电流互感器实现电流信号采集并输入到电流信号调理单 元。
电流信号调理单元主要由运算放大器、容阻器件构成，用于对三相电流信号实现电流信号放大、比例调整、滤波等功能，然后输入到主MCU处理单元和后备MCU处理单元。
主MCU处理单元的输入和后备MCU处理单元的输入与电流信号调理单元的输出连接，为 了提高信号质量，在后备MCU处理单元的输入和电流信号调理单元的输出之间增加了电流跟 随器电路，以实现隔离信号并降低干扰。
主MCU处理单元主要由主MCU、 A/D转换电路、复位电路、存储器、时钟器件等构成，实 现电流信号的A/D转换、电流值计算、故障判别、电流整定值识别、过电流故障类型判别、 过电流故障阈值判别、故障保护曲线选择、脱扣延时运算、热记忆、数据存储、故障日期时 间记录等功能。主MCU的输出送到故障跳闸执行单元。如果断路器主回路出现过电流，主MCU 经过数据处理后，发出故障跳闸指令给故障跳闸执行单元。
故障跳闸执行单元由脱扣执行电路、磁通变换器、脱扣跳闸机构等构成，接收到故障跳 闸指令后，由脱扣执行电路驱动磁通变换器来推动脱扣跳闸机构完成断路器跳闸分断，切断 配电线路主回路完成故障保护。
后备MCU处理单元主要由后备MCU、主MCU监测接口电路、电流保护信息数据传输电路、 A/D转换电路、复位电路、存储器、时钟器件等构成，实现三相电流信号A/D转换、电流值 计算、电流整定值识别、过电流故障类型判别、过电流故障阈值判别等功能。主MCU监测接 口电路由逻辑门电路实现，电流保护信息数据传输电路由I2C总线实现。后备MCU处理单元 的输出送到故障跳闸执行单元。检测到主MCU失效后，如果断路器主回路出现过电流，后备 MCU发出故障跳闸指令给故障跳闸执行单元。
主MCU在正常运行状态下，通过I/O 口输出失效判别信号给主MCU监测接口电路，主MCU 监测接口电路完成电平转换和逻辑运算后输入给后备MCU，后备MCU实时监测该信号，并判 定主MCU的运行状态是否正常。主MCU失效判别信号定义为脉冲方式、信号通道为两路(定 时器中断输出脉冲1.6kHz，主程序输出脉冲50Hz)、通用I/0输出、实时监测、触发方式检 测、有线电路传输媒质。主MCU失效判据为失效判别信号中的一路消失或全部消失。
在断路器控制器运行期间，后备MCU和主MCU共同监测断路器主回路电流状况，同时后 备MCU始终监测主MCU的运行状态。当主MCU失效后，如果断路器主回路出现过电流故障， 则由后备MCU发出故障跳闸指令给故障跳闸执行单元，进行故障跳闸保护，使断路器分断， 切断配电线路主回路。
主MCU的失效判别信号可以根据具体软硬件环境而定义，其信号类型一般为脉冲方式， 信号通道至少一路，输出端口一般为通用1/0，监测类型一般采用实时监测而在故障保护实时 性要求不高的情况下也可采用定时监测方式，检测方式一般为触发方式，传输媒质为有线线 路但不限采用其他媒质。后备MCU对主MCU失效的判别依据是失效判别信号的消失或异常。
除了上述用后备MCU处理单元作为后备保护单元外，本发明还可采用硬件检测单元作为 后备保护单元，硬件检测单元由比较器电路、看门狗电路和逻辑与电路等构成。比较器监测 主回路电流，比较器根据断路器规格不同而设置相应的动作阈值，过电流超过动作阈值则比 较器输出高电平，输入到逻辑与电路；看门狗电路监测主MCU通过I/O引脚输出的失效判别
7信号(失效信号定义为脉冲信号)，主MCU失效后看门狗电路输出高电平，输入到逻辑与电 路。过电流和主MCU失效这两个条件同时成立时，逻辑与电路才能输出过电流故障跳闸指令 给故障跳闸执行单元，使断路器分断跳闸。
如图3所示，硬件检测单元由比较器电路、看门狗电路和逻辑与电路构成，其中比较
器电路的两个输入分别连接过电流动作阈值和电流信号调理电路的输出，其输出端连接到逻
辑与电路的一个输入端；看门狗电路输入接口主MCU的1/0端口，其输出连接逻辑与电路的 另一个输入端；逻辑与电路输出连接故障跳闸执行单元。其工作原理是
在主回路无过电流情况下，MCU运行状态正常时看门狗电路接收固定频率的脉冲信号， 其输出为低电平；比较器输入电流信号不超过动作阈值，其输出也为低电平。所以逻辑与电 路不输出故障跳闸指令，断路器仍然运行。
在主回路无过电流情况下，MCU运行状态异常时看门狗电路接收不到固定频率的脉冲信 号，其输出为高电平；比较器输入电流信号不超过动作阈值，其输出仍然为低电平。由于这 两个启动条件为与关系，所以逻辑与电路仍然不输出故障跳闸指令，断路器仍然运行。
在主回路有过电流情况下，MCU运行状态正常时看门狗电路接收固定频率的脉冲信号， 其输出为低电平；比较器输入电流信号超过动作阈值，其输出为高电平。由于这两个启动条 件为与关系，所以逻辑与电路仍然不输出故障跳闸指令。主MCU发出故障跳闸指令使断路器跳 闸断开。
在主回路有过电流情况下，MCU运行状态异常时看门狗电路接收不到固定频率的脉冲 信号，其输出为高电平；比较器输入电流信号超过动作阈值，其输出也为高电平。由于这两 个启动条件为与关系，所以比较器启动输出故障跳闸指令，使断路器跳闸断开。
在图2的具有过电流后备保护的断路器控制器电路中，本发明使用的一种断路器控制器 的过电流后备保护方法，包括以下步骤(如图5所示)
1) 断路器开始运行。
2) 主MCU处理单元和后备MCU处理单元监测断路器主回路电流信号。
3) 后备MCU处理单元监测主MCU处理单元的运行状态。
4) 后备MCU处理单元判断主MCU处理单元是否失效若失效则继续步骤5);否则转步骤6)。
5) 后备MCU处理单元判断断路器主回路是否发生过电流若未发生则返回步骤2);若发
生则由后备MCU处理单元发出故障跳闸指令，相应执行单元执行故障跳闸，断路器运行结束。
6) 主MCU处理单元判断断路器主回路是否发生过电流若未发生则返回步骤2);若发生
则由主MCU处理单元发出故障跳闸指令，相应执行单元执行故障跳闸，断路器运行结束。
其中
(一)当断路器主回路无过电流时，主MCU处于正常工作状态。如图5中的断路器控制器 状态l，后备MCU和主MCU同时完成主回路电流信号的采集、计算、故障判别等工作，判定 断路器主回路无过电流故障时，同时后备MCU检测到主MCU处于正常状态后，后备MCU和主
8MCU均无过电流故障保护动作，而是直接进入下一个监测周期(主MCU监测和过电流监测)。
(二) 当断路器主回路有过电流时，主MCU处于正常工作状态。如图5中的断路器控制器 状态2，后备MCU和主MCU同时完成主回路电流信号的采集、计算、故障判别等工作，判定 主回路有过电流故障时，同时后备MCU检测到主MCU处于正常状态后，后备MCU无动作，完 全由主MCU执行电流值计算、电流整定值识别、过电流故障类型判别、过电流故障阈值判别、 故障保护曲线选择、脱扣延时运算、热记忆等功能，发出故障跳闸指令给故障跳闸执行单元， 使断路器跳闸，切断主回路，完成故障保护。断路器运行结束。
(三) 当断路器主回路无过电流时，主MCU处于失效状态。如图5中的断路器控制器状态 3，后备MCU完成主回路电流信号的采集、计算、故障判别等工作，判定主回路无过电流故障 时，同时后备MCU检测到主MCU失效后，后备MCU无故障保护动作即不发出故障跳闸指令给 故障跳闸执行单元，而是直接进入下一个监测周期(主MCU监测和过电流监测)。
(四) 当断路器主回路出现过电流时，主MCU处于失效状态。如图5中的断路器控制器状 态4，后备MCU完成主回路电流信号的采集、计算、故障判别等工作，判定主回路有过电流 故障时，同时后备MCU检测到主MCU失效后，后备MCU立即发出故障跳闸指令给故障跳闸执 行单元，使断路器跳闸，切断主回路，完成故障保护。断路器运行结束。
具有过电流后备保护的电子式控制器在运行中，重复执行上述四个状态的工作，其中后 备MCU状态4和后备MCU状态3因断路器跳闸而需要用户人为干预。从图5中可以发现，具 备过电流后备保护的断路器增加了故障脱扣跳闸保护的概率，从而实现线路和电源设备的可 靠保护，大大提高了配电系统运行的安全性。
除了上述核心保护功能外，从过电流后备保护实现方案中还可以派生出其他功能，如后 备MCU自动跟踪电流保护信息、主MCU失效报警、后备MCU和主MCU相互监测等。如图4所 示，加粗虚线框为扩展功能。
过电流后备保护为了实现扩展功能，可以增加后备MCU失效监测电路实现主MCU和后备 MCU的相互监测；增加报警器件可以实现主MCU失效报警、后备MCU失效报警、过电流故障 报警；主MCU和后备MCU之间增加通信接口可以实现后备MCU自动跟踪主MCU电流保护信息 并实时更新。
具备附加功能的保护功能执行流程图如图6所示，加粗虚线功能框为扩展功能部分。此 种断路器控制器的过电流后备保护方法包括以下步骤(如图6所示)
1) 断路器开始运行。
2) 主MCU处理单元和后备MCU处理单元监测断路器主回路电流信号。
3) 后备MCU处理单元和主MCU处理单元互相监测对方的运行状态，并判断用户是否更新 过电流动作阈值若未更新，则不作处理；若更新，则主MCU处理单元把过电流动作阈值传 送给后备MCU处理单元，后备MCU处理单元进行更新保存。
4) 后备MCU处理单元判断主MCU处理单元是否失效若失效则继续步骤5)，否则转步骤6)。5) 后备MCU处理单元发出主MCU处理单元失效报警，供用户判断是否断电检修设备 若用户断电检修设备，则断路器运行结束；
若用户未断电检修设备，则后备MCU处理单元进一歩判断断路器主回路是否发生过电流
若未发生过电流，则返回步骤2);
若发生过电流，则由后备MCU处理单元发出故障跳闸指令和故障报警指令，相应执行单 元执行故障跳闸和故障报警，断路器运行结束。
6) 主MCU处理单元判断后备MCU处理单元是否失效若失效则继续步骤7)，否则转步骤8)。
7) 主MCU处理单元发出后备MCU处理单元失效报警，供用户判断是否断电检修设备 若用户断电检修设备，则断路器运行结束；
若用户未断电检修设备，则主MCU处理单元进一步判断断路器主回路是否发生过电流 若未发生过电流，则返回步骤2);
若发生过电流，则由主MCU处理单元发出故障跳闸指令和故障报警指令，相应执行单元 执行故障跳闸和故障报警，断路器运行结束。
8) 主MCU处理单元判断断路器主回路是否发生过电流若未发生则返回步骤2);若发生
则由主MCU处理单元发出故障跳闸指令和故障报警指令，相应执行单元执行故障跳闸和故障
报警，断路器运行结束。 其中
(一) 后备MCU和主MCU运行状态均正常期间
断路器主回路此时无过电流。后备MCU和主MCU均无故障保护动作，断路器控制器持续 运行，并进入下一个监测周期(MCU相互监测和过电流监测)，如图6中的断路器控制器状态1。
断路器主回路此时有过电流。主MCU发出故障跳闸指令给故障跳闸执行单元和发出故障 报警指令给故障报警执行单元，如图6中的断路器控制器状态2。
(二) 后备MCU运行状态正常，检测到主MCU失效时
断路器控制器进行主MCU失效报警，报警信号持续执行直到用户断电检修或断路器因过 电流故障跳闸，如图6中的断路器控制器状态5。
如果用户发现主MCU失效报警信号后及时进行断电检修，则断路器控制器的状态如图6 中的断路器控制器状态8。
(三) 后备MCU运行状态正常，主MCU失效期间
断路器主回路无过电流。后备MCU无故障保护动作即不发出故障跳闸指令给故障跳闸执 行单元，断路器持续运行，并进入下一个监测周期(主MCU监测和过电流监测)，如图6中的 断路器状态3。
断路器主回路有过电流。后备MCU发出故障跳闸指令给故障跳闸执行单元和发出故障报 警指令给故障报警执行单元，使断路器跳闸，切断主回路，完成故障保护，如图6中的断路器控制器状态4。
(四) 主MCU运行状态正常，检测到后备MCU失效时
断路器控制器进行后备MCU失效报警，报警信号持续执行直到用户断电检修或断路器因 过电流故障跳闸，如图6中的断路器控制器状态6。
如果用户发现后备MCU失效报警信号后及时进行断电检修，则断路器的状态如图6中的 断路器控制器状态8。
(五) 在主MCU运行状态正常，后备MCU失效期间
断路器主回路无过电流。主MCU无故障保护动作，断路器控制器持续运行，并进入下一 个监测周期(后备MCU监测和过电流监测)，如图6中的断路器控制器状态7。
断路器主回路有过电流。主MCU发出故障跳闸指令给故障跳闸执行单元和发出故障报警 指令给故障报警执行单元，使断路器跳闸，切断主回路，完成故障保护，如图6中的断路器 控制器状态2。
权利要求
1.一种具有过电流后备保护的断路器控制器，包括三相电流采集单元，用于采集三相电流信号并输入到电流信号调理单元；电流信号调理单元，用于对三相电流信号进行放大、比例调整、滤波等，然后输入到主MCU处理单元；主MCU处理单元，用于对三相电流信号进行处理，其输出送到故障跳闸执行单元；故障跳闸执行单元，用于分断断路器完成故障保护；其特征在于还包括后备保护单元，其中该后备保护单元的输入接所述电流信号调理单元的输出和所述主MCU处理单元的I/O端口该后备保护单元的输出接至所述故障跳闸执行单元。
2. 如权利要求l所述的具有过电流后备保护的断路器控制器，其特征在于所述后备保护单元为后备MCU处理单元，该后备MCU处理单元的监测输入端检测所述主MCU 处理单元输出的失效判别信号。
3. 如权利要求2所述的具有过电流后备保护的断路器控制器，其特征在于 所述主MCU处理单元的监测输入端检测所述后备MCU处理单元输出的失效判别信号。
4. 如权利要求2或3所述的具有过电流后备保护的断路器控制器，其特征在于 所述主MCU处理单元和后备MCU处理单元之间经I/0端口违接。
5. 如权利要求4所述的具有过电流后备保护的断路器控制器，其特征在于 所述连接主MCU处理单元和后备MCU处理单元两者的I/0端口之间的传输媒介为有线线路。
6. 如权利要求l所述的具有过电流后备保护的断路器控制器，其特征在于所述后备保护单元由比较器电路、看门狗电路和逻辑与电路构成，其中所述比较器电路的两个输入分别连接过电流动作阈值和所述电流信号调理单元的输出，所述比较器电路的输出连接逻辑与电路的一个输入端；所述看门狗电路的输入连接所述主MCU处理单元输出的失效判别信号，所述看门狗电路的输出连接逻辑与电路的另一个输入端；所述逻辑与电路的输出连接所述故障跳闸执行单元。
7. 如权利要求2或6所述的具有过电流后备保护的断路器控制器，其特征在于 所述失效判别信号被定义为信号类型为脉冲方式，信号通道至少一路，输出端口为通用1/0，监测类型采用实时监测，检测方式为触发方式。所述后备保护单元判别所述主MCU失效的依据是所述主MCU输出的失效判别信号的消失或异常。
8. —种断路器控制器的过电流后备保护方法，其特征在于包括以下步骤1) 断路器开始运行；2) 主MCU处理单元和后备MCU处理单元监测断路器主回路电流信号；3) 后备MCU处理单元监测主MCU处理单元的运行状态；4) 后备MCU处理单元判断主MCU处理单元是否失效若失效则继续步骤5);否则转步骤6);5) 后备MCU处理单元判断断路器主回路是否发生过电流若未发生则返回步骤2);若发生则由后备MCU处理单元发出故障跳闸指令，相应执行单元执行故障跳闸，断路器运行结束；6) 主MCU处理单元判断断路器主回路是否发生过电流若未发生则返回步骤2);若发生则由主MCU处理单元发出故障跳闸指令，相应执行单元执行故障跳闸，断路器运行结束。
9. 一种断路器控制器的过电流后备保护方法，其特征在于包括以下步骤1) 断路器开始运行；2) 主MCU处理单元和后备MCU处理单元监测断路器主回路电流信号；3) 后备MCU处理单元和主MCU处理单元互相监测对方的运行状态；4) 后备MCU处理单元判断主MCU处理单元是否失效若失效则继续步骤5)，否则转步骤6);5) 后备MCU处理单元发出主MCU处理单元失效报警，供用户判断是否断电检修设备 若用户断电检修设备，则断路器运行结束；若用户未断电检修设备，则后备MCU处理单元进一步判断断路器主回路是否发生过电流若未发生过电流，则返回步骤2);若发生过电流，则由后备MCU处理单元发出故障跳闸指令和故障报警指令，相应执行单元执行故障跳闸和故障报警，断路器运行结束；6) 主MCU处理单元判断后备MCU处理单元是否失效若失效则继续步骤7),否则转步骤8);7) 主MCU处理单元发出后备MCU处理单元失效报警，供用户判断是否断电检修设备 若用户断电检修设备，则断路器运行结束；若用户未断电检修设备，则主MCU处理单元进一步判断断路器主回路是否发生过电流 若未发生过电流，则返回步骤2);若发生过电流，则由主MCU处理单元发出故障跳闸指令和故障报警指令，相应执行单元执 行故障跳闸和故障报警，断路器运行结束；8) 主MCU处理单元判断断路器主回路是否发生过电流若未发生则返回步骤2);若发生则由主MCU处理单元发出故障跳闸指令和故障报警指令，相应执行单元执行故障跳闸和故障报 警，断路器运行结束。
10. 如权利要求9所述的断路器控制器的过电流后备保护方法，其特征在于 在所述步骤3)后增加以下步骤判断用户是否更新过电流动作阈值若未更新，则不作处理；若更新，则主MCU处理单元把过电流动作阈值实时地传送给后备MCU处理单元，后备MCU处理单元进行更新保存。
全文摘要
本发明涉及具有过电流后备保护的断路器控制器及其保护方法。本发明的控制器包括三相电流采集单元、电流信号调理单元、主MCU处理单元、故障跳闸执行单元、后备保护单元，后备保护单元的输入接电流信号调理单元的输出和主MCU处理单元的I/O端口，后备保护单元的输出接故障跳闸执行单元。在本发明方法中用后备MCU来监控主MCU，如果断路器主回路发生过电流故障时，后备MCU检测到主MCU失效后立即启动故障跳闸保护功能，这样便可以避免因主MCU失效而导致事故发生。本发明提高了断路器故障保护的概率，从而实现配电线路和电源设备的可靠保护，大大提高了配电系统运行的安全性。
文档编号H02H3/05GK101673926SQ200810119789
公开日2010年3月17日 申请日期2008年9月10日 优先权日2008年9月10日
发明者寅 南, 魏占勇 申请人:北京人民电器厂有限公司