辅助单元、含断路器和辅助单元的电力系统及确定断路器断开原因的方法
【专利摘要】根据本发明的辅助装置(20)可以耦接到电力断路器。在断开位置中，断路器能够中断电连接(28)中的电流的流通，该连接(28)包括至少一个电导体(54)，并且断路器包括机械输出组件(30)，其可以在操作位置和与在断开断路器之后所述连接(28)中的电流流通的中断相关联的停止位置之间移动。辅助装置(20)包括至少一个电流传感器(36)，每一个电流传感器(36)能够测量在相应的导体(54)中流通的电流，以及机械耦接部件(38)，其用于与机械输出组件(30)机械耦接，机械耦接部件(38)形成用于检测断路器的断开的部件。辅助装置(20)还包括设备(62)，其用于基于由每一个电流传感器(36)测量的强度确定检测到的断开的原因。
【专利说明】辅助单元、含断路器和辅助单元的电力系统及确定断路器断开原因的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于电力断路器的辅助装置，在断开位置中的电力断路器能够中断电连接中的电流的流通，电连接包括至少一个电导体，电力断路器包括机械输出组件，其可以在操作位置和与在断路器断开之后的所述电连接中的电流的流通的中断对应的停止位置之间移动。
[0002]辅助装置包括用于与机械输出组件机械耦接的机械耦接部件，机械耦接部件形成用于检测断路器断开的部件。
[0003]本发明还涉及一种电力系统，其包括电力断路器和机械地耦接到电力断路器的这种辅助装置。
[0004]本发明还涉及一种用于使用这种辅助装置确定电力断路器断开的原因的方法。
【背景技术】
[0005]已知上述类型的辅助装置。这种辅助装置也被称为接触辅助设备，并且包括具有断路器的触发条的第一耦接部件和具有断路器的致动杆的第二耦接部件。然后，其使得可以确定在杆的手动致动之后断路器是否断开，该断路器的状态从而也被称为断开状态，或者在电连接上存在引起断路器的触发的例如电力过载的故障之后断路器是否断开，该断路器的状态从而也被称为故障触发状态。当断路器处于闭合位置时，断路器的状态也被称为闭合状态。
[0006]然而，这种辅助装置仅使得可以知道断开、闭合或故障触发状态，而不能更精确地知道与其相关联的电力断路器断开的原因。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的是提出一种允许更好地监视电力断路器的用于所述电力断路器的辅助装置，具体地一种允许确定辅助装置机械地耦接到的电力断路器断开的原因的用于所述电力断路器的辅助装置。
[0008]为此，本发明涉及一种上述类型的辅助装置，其中它还包括至少一个能够测量在相应电导体中流通的电流的强度的电流传感器，以及用于基于由每一个电流传感器测量的强度确定检测到的断开的原因的确定设备，确定设备连接到机械耦接部件和电流传感器。
[0009]根据本发明的其他有利方面，辅助装置包括单独考虑的或根据全部技术上可能的组合的下列特征中的一个或多个:
[0010]-确定设备包括比较部件，其用于比较由每一个电流传感器测量的强度和至少一个预定阈值；
[0011]-比较部件能够比较测量的强度和第一阈值，以便确定断开的第一原因，并且比较测量的强度和第二阈值，以便确定断开的第二原因；
[0012]-确定设备包括计算部件，其用于计算其间测量的强度高于预定阈值的持续时间；
[0013]-确定设备包括用于测定测量的强度超过预定阈值的时间的测定时间(dating)部件和用于存储所述超过的时间的存储器；
[0014]-电力断路器包括两个机械输出组件，两个机械输出组件中的第一组件在电连接过载的情况下可以移动到停止位置中，并且第二组件在电连接过载或手动致动电力断路器的情况下能够移动到停止位置中，其中辅助装置包括两个机械耦接部件，两个耦接部件中的第一部件与第一输出组件机械地耦接，并且第二部件与第二输出组件机械地耦接，并且其中确定设备连接到第一和第二机械耦接部件，进一步基于第一机械输出组件的位置和第二机械输出组件的位置确定断开的原因；以及
[0015]-辅助装置还包括差分电流传感器，并且确定设备能够基于由每一个电流传感器测量的强度和由差分电流传感器测量的差分电流确定断开的原因。
[0016]本发明还涉及一种电力系统，其包括电力断路器和机械地耦接到电力断路器的辅助装置，在断开位置中的电力断路器能够中断电连接中的电流的流通，电连接包括至少一个电导体，电力断路器包括可以在操作位置和与所述电连接中的电流流通的中断对应的停止位置之间移动的机械输出组件，其中如上限定辅助装置。
[0017]根据本发明的另一有利方面，电力系统包括下列特征:
[0018]-电力系统还包括位于电力断路器和辅助装置之间的差分触发器，辅助装置机械地耦接到电力断路器的机械输出组件。
[0019]本发明还涉及一种用于使用辅助装置确定电力断路器断开的原因的方法，在断开位置中的电力断路器能够中断电连接中的电流的流通，电连接包括至少一个电导体，电力断路器具有可以在操作位置和与所述电连接中的电流流通的中断对应的停止位置之间移动的机械输出组件，辅助装置包括用于与机械输出组件机械耦接的机械耦接部件。
[0020]所述方法包括下列步骤:
[0021]-经由机械耦接部件检测电力断路器的断开，以及
[0022]所述方法特征在于，其还包括下列步骤:
[0023]-由辅助装置测量在每一个导体中流通的电流的强度，该装置还包括用于每一个电导体的电流传感器，以及
[0024]-由辅助装置基于由每一个电流传感器测量的强度确定检测到的断开的原因。
[0025]根据本发明的另一有利方面，该确定方法包括下列特征:
[0026]电力断路器包括两个机械输出组件，两个机械输出组件中的第一组件能够在电连接过载的情况下被移动到停止位置，并且第二组件在电连接过载或手动致动电力断路器的情况下可以被移动到停止位置，
[0027]其中辅助装置包括两个机械耦接部件，两个耦接部件中的第一部件与第一输出组件机械地耦接，并且第二部件与第二输出组件机械地耦接，以及
[0028]其中，在确定步骤期间，进一步基于第一机械输出组件的位置和第二机械输出组件的位置确定断开的原因。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]本发明的这些特征和优点将在阅读仅作为非限制性示例提供的、参考附图完成的下列描述时出现，附图中:
[0030]-图1是根据本发明的包括电力断路器、差分触发器和机械地耦接到所述断路器和所述差分触发器的辅助装置的电力系统的示意图，
[0031]-图2是图1的辅助装置的示意图，
[0032]-图3是根据第一实施例的用于确定对于图1的断路器检测到的断开的原因的方法的流程图，
[0033]-图4是断路器的触发曲线，
[0034]-图5和6分别是根据按照第一实施例的确定方法的第一替换实施例和第二替换实施例的与图3的视图类似的视图，
[0035]-图7是根据第二实施例的确定方法的流程图，
[0036]-图8和9分别是根据按照第二实施例的确定方法的第一替换实施例和第二替换实施例的与图7的视图类似的视图，
[0037]-图10是根据第三实施例的电力系统的示意图，以及
[0038]-图11和12是根据第四和第五实施例的与图10的视图类似的视图。
【具体实施方式】
[0039]图1中，电力系统10通过链路16连接到数据集中器12和电气电源设备14。
[0040]电力系统10包括例如优选的是磁热断路器的电化学断路器的电力断路器18以及机械地耦接到电力断路器18的辅助装置20。
[0041]此外，在图1的示例实施例中，电力系统10包括被布置在断路器18和辅助装置20之间的例如差分触发器的、也被称为Vigi的电气装置22，辅助装置20仍然机械地耦接到断路器18。
[0042]电力系统10包括在其上布置断路器18、辅助装置20和差分触发器22的轨道24。
[0043]数据集中器12能够经由链路16从辅助装置20接收关于断路器18的操作的信息。
[0044]数据集中器12连接到查看设备26，具体地以便显示关于断路器18的操作的信息。
[0045]电力电源设备14能够经由链路16向辅助装置20供电。由电源设备14输送的电力电压是例如基本上等于24V的直流电压。
[0046]链路16是使得可以传送数据和电力两者的链路，数据能够在数据集中器12和辅助装置20之间的两个方向上传送，并且电力由电源设备14输送。
[0047]在图1的示例实施例中，链路16是有线链路。例如，链路16是根据1-链路通信协议的。
[0048]电力断路器18本身是已知的(known in itself)并且具体地在图2中示出的电连接28上存在故障时，能够中断电连接28中的电流的流通。
[0049]断路器18包括图2中示意性示出的第一机械输出组件30和图1中示出的第二机械输出组件32，每一个机械输出组件30、32可以在操作位置和与在断路器断开之后的所述电连接中的电流的流通的中断对应的停止位置之间移动。第一机械输出组件30可以在电连接28过载的情况下移动到停止位置中，并且第二机械输出组件32在电连接28过载或手动控制电力断路器18的情况下能够移动到停止位置中。
[0050]电力断路器18是例如在由于热效应而过载的情况下和在由于磁效应而短路的情况下能够中断电连接28中的电流的流通的磁热断路器。
[0051]辅助装置20包括信息处理单元34、例如在交流电流的情况下的相电流传感器的电流传感器36和用于与第一机械输出组件30机械稱接的第一机械稱接部件38。
[0052]此外，在交流电流的情况下，辅助装置20包括能够测量电连接28的差分电流的差分电流传感器40。
[0053]辅助装置20包括用于测量电连接28的电压的传感器42、用于将直流电流转换为另一直流电流的转换器44和通信模块46。
[0054]此外，如图1中所示，辅助装置20包括用于与第二机械输出组件32机械耦接的第_■机械稱接部件48。
[0055]差分触发器22在断路器18和辅助装置20之间被固定在轨道24上。差分触发器22包括用于在第一机械输出组件30和第一机械耦接部件38之间的机械链接组件的通道的未不出的开口。
[0056]差分触发器22包括用于重新装配断路器的杆50，重新装配杆50未机械耦接到第_■机械稱接部件48。
[0057]电力差分触发器22通过检测至电力地的电流泄露能够限制触电风险。
[0058]轨道24是例如DIN(根据德语德国标准化研究所)轨道。
[0059]查看设备26具体地包括显示屏幕52和用于在屏幕上显示从数据集中器12接收到的数据的显示部件(未示出)。
[0060]图2中示出的电连接28包括例如相导体或正直流电势导体的第一电导体54以及例如中性导体或参考直流电势导体的第二电导体56。
[0061]第一机械输出组件30本身是已知的，并且还被称为触发条。触发条30可以在其操作位置和其停止位置之间移动，其停止位置与断路器18的触发状态对应，该状态也被称为故障触发状态，即，其中断路器18在由于例如短路或电气过载的故障的激活之后成为的状态，该触发使得电连接28中的电流的流通中断，以便隔离所述电力故障。第一机械输出组件30的操作位置与断路器18的闭合状态(即允许电连接28中的电流流通的状态)或断路器18的断开状态(即其中断路器18在被手动断开之后成为的状态)对应。断路器18的断开状态与电连接28中的电流的流通的中断对应。
[0062]第二机械输出组件32与第一机械输出组件30分离。第二机械输出组件32本身是已知的，并且也被称为断路器的重新装配杆32。重新装配杆32使得可以在触发之后重新装配断路器18，即，使得断路器18从其断开状态去往其闭合状态，以便再次允许电流在电连接28中流通。杆32还使得可以手动断开断路器18。重新装配杆32可以在其操作位置和其停止位置之间移动，其操作位置与断路器18的闭合状态对应，其停止位置与在其手动致动的情况下的断路器18的断开状态对应，或与在电连接过载或短路的情况下的断路器18的触发状态对应。
[0063]信息处理单元34包括处理器58和与处理器58相关联的存储器60。存储器60能够存储用于基于由相电流传感器36测量的强度确定检测到的断开的原因的应用62。存储器60还能够存储用于对由相电流传感器36测量的强度、由差分电流传感器40测量的差分电流和由电压传感器42测量的电压进行采样的软件64。存储器60还能够存储由电流传感器36、40测量的强度测量样本以及由电压传感器42测量的电压样本，并且能够存储断路器的机械组件30、32的位置。
[0064]电流传感器36本身是已知的，并且能够测量在电导体54中流通的电流的强度I。电流传感器36是例如相电流传感器，并且因此例如包括Rogowski线圈、分流器或Hall效应传感器。
[0065]第一机械耦接部件38形成用于检测断路器18的故障触发的部件。第一机械耦接部件38包括与第一机械输出组件30的机械接口。
[0066]差分电流传感器40本身是已知的，并且例如是如图2中所示以围绕导体54和导体56两者的线圈的形式。
[0067]电压传感器42能够测量导体54相对于导体56的电压。
[0068]直流-直流转换器44能够将从电源设备14接收的直流电压转换为具有较低值的、能够向微处理器34供应的另一直流电压。直流-直流转换器44例如能够将大约24V的直流电压转换为大约5V的直流电压。
[0069]通信模块46能够经由有线链路接收数据以便随后向信息处理单元34发送该数据和/或经由有线链路16从信息处理单元34向数据集中器12发出数据。
[0070]可替换地，通信模块46能够经由无线数据链路与数据集中器12通信。
[0071]第二机械耦接部件48形成用于检测断路器18的断开或闭合的部件，断路器18的断开与所述断路器18的断开状态或故障触发状态对应。
[0072]第二机械耦接部件48是以通过具有U型横截面的臂延伸的杆的形式，该臂由于其U型横截面与断路器18的重新装配杆32结合。第二机械耦接部件48不与差分触发器的重新装配杆50结合，并且所述杆50相对于第二机械耦接部件48是左向自由的。
[0073]差分触发器的重新装配杆50本身是已知的，并且与断路器18的重新装配杆类似。其使得可以在触发之后重新装配差分触发器22，即，使得差分触发器22从其触发状态去往其工作状态。
[0074]确定应用62能够基于由电流传感器36测量的强度I以及第一机械组件30和/或第二机械组件32的位置确定检测到的断开的原因。
[0075]此外，当辅助装置20还包括差分电流传感器40时，确定应用62能够基于由电流传感器36测量的强度I和由差分电流传感器40测量的差分电流Id确定断开的原因。
[0076]确定应用62包括用于将由电流传感器36测量的强度I与至少一个预定阈值S1、S2进行比较的比较软件66。
[0077]确定应用62包括用于计算其间测量的强度I高于预定阈值S1、S2的持续时间的软件68。
[0078]此外，确定应用62包括用于通过测量的强度I测定超过预定阈值S1、S2的时间的软件70，所述超过能够被存储在信息处理单元的存储器60中。
[0079]比较软件66能够将测量的强度I与第一阈值SI进行比较以便确定断开的第一原因，并且能够将测量的强度I与第二阈值S2进行比较以便确定断开的第二原因。
[0080]现在将使用图3和4解释根据本发明的电力系统10的操作。
[0081]在初始步骤100期间，第二机械耦接部件48检测到第二机械输出组件32处于也被称为停止位置的较低的位置，即，电连接28中的电流的流通被断路器18的断开中断，并且根据检测到的断开向信息处理单元34发送信息。信息处理单元34随后启动确定应用62以便确定检测到的断开的原因。
[0082]只要第二机械输出组件32处于操作位置，即较上的位置，确定应用62就保持在步骤100中。在初始步骤期间，由传感器36和42或由差分电流传感器40定期测量电流和电压值。
[0083]在随后的步骤110期间，在使用第二机械耦接部件48检测到断路器18的断开之后，确定应用62使用第一机械耦接部件38确定触发条30的位置，以便确定断路器18的断开是由于电气故障还是手动断开产生的触发。事实上，当手动触发电力断路器18时，触发条30保持处于操作位置。换句话说，步骤110的目的是确定也表示为SD的故障信令信息是否存在，即，触发条30是否处于停止位置。
[0084]如果故障信令信息不存在，即，如果触发条30处于操作位置，则在步骤120期间，确定应用62推断断路器18的断开是由于手动断开。否则，如果信息SD存在，S卩，如果触发条30处于停止位置，则确定应用62去往步骤130。
[0085]在步骤130期间，比较软件66将由电流传感器36测量的强度I与第一阈值SI进行比较，以便确定断路器18的断开是由于外部来源(手动或辅助)还是由于检测到由于热效应的过载或短路。事实上，其涉及通过对滑动固定时间窗口(流通缓冲器)进行积分或通过将I的有效值与第一阈值SI进行比较来估计随时间推移的热应力。
[0086]第一阈值SI取决于图4中示出的断路器18的触发曲线135。第一阈值SI例如等于被表不为In的额定强度的0.9倍。
[0087]如果测量的强度I与第一阈值SI的比较结果为负，即，如果测量的强度I小于或等于第一阈值SI，例如等于0.9X In，则断路器18处于图4中示出的第一区域Al。在步骤140期间，确定应用62据此推断断路器18的断开是由于接收到用于触发的控制信号，例如由差分触发器22检测到的地电流泄露(信号SD_Vigi)或由断路器18外部的辅助设备引起的触发(信号SD_extern)。
[0088]否则，即，如果测量的强度I的值高于第一阈值SI，则确定应用62去往步骤150，其间比较软件66将测量的强度I与第二阈值S2进行比较。
[0089]第二阈值S2也取决于断路器18的触发曲线135，并且例如等于额定强度In的3倍。
[0090]如果步骤150中的比较结果为负，即，如果测量的强度被包括在第一阈值SI和第二阈值S2之间，则在步骤160期间，确定应用62推断断开的原因是过载，断路器18随后被热效应触发，并且确定应用62返回信息SD_thermiC。事实上，当测量的强度被包括在第一阈值SI和第二阈值S2之间并且断路器18被触发时，断路器18处于图4中示出的第二区域A2。
[0091]否则，在与第二阈值S2的比较为正的情况下，即，如果测量的强度大于第二阈值S2，例如等于3 X In，则确定应用62去往步骤170。
[0092]在步骤170期间，计算软件68随后计算在检测到断开之前其间测量的强度I高于第二阈值S2的持续时间Λ t。如果计算的持续时间Λ t大于30ms，则断路器18处于图4中示出的第三区域A3，其与通过由于过载的热效应的触发对应。在步骤180期间，确定应用62随后推断断开的原因是通过热效应引起触发的过载，并且返回信息SD_thermiC。
[0093]否则，如果计算的持续时间Λ t小于30ms，即，如果断路器18处于图4中示出的第四区域A4，则在步骤190期间，确定应用62推断经由通过磁效应的触发发生断路器18的断开，通过磁效应的触发比通过热效应的触发更快，并且随后返回信息SD_magnetic。在该情况下，断开断路器18的原因是短路。
[0094]在步骤120、140、160、180或190结束时，确定应用62返回到初始步骤100。
[0095]根据本发明的辅助装置20因此使得可以在不同的可能原因中，即短路、过载、夕卜部触发(手动或通过辅助装置)，确定检测到的电力断路器18的断开的原因。
[0096]在图3的示例实施例中，最初由第二机械耦接部件48检测到断路器18的断开。
[0097]可替换地，断路器18的断开最初由第一机械耦接部件38检测，并且确定方法直接去往步骤130。根据本发明的辅助装置20使得可以在以下不同的可能原因中:短路、过载、或装置的手动操作，确定检测到的电力断路器18的断开的原因。
[0098]确定应用62随后向数据集中器12返回与确定的检测到的断开的原因对应的信息，以便改进电力系统10的管理。
[0099]根据本发明的辅助装置20还使得可以测量断路器18的充电速率，以便监视过载触发的风险。
[0100]此外，根据本发明的辅助装置20使得可以使用差分电流传感器40测量断路器18的泄露速率，并且在差分触发器22的差分触发存在风险的情况下向数据集中器12发出警告。同样，差分电流传感器40使得可以确定外部触发是否由差分触发器22命令。
[0101]当电流传感器36是例如Rogowski线圈、分流器或另一部件的线性传感器时,测量动态更好，其使得可以改进对于检测到的触发的原因的确定。
[0102]此外，不必要替换断路器18，因为根据本发明的辅助装置20机械地耦接到断路器18而不对后者进行修改。
[0103]此外，断路器18和辅助装置20之间的唯一链接是触发条30与第一机械耦接部件38的机械耦接，根据本发明的辅助装置20不干扰断路器18和/或差分触发器22的保护功倉泛。
[0104]因此，可以看出根据本发明的辅助装置20允许更好地监视断路器18，具体地允许在检测到与辅助装置20机械地耦接的断路器18的触发的情况下更好地确定触发的原因。
[0105]图5图示前面根据图3描述的确定方法的第一替换。根据该第一替换，不考虑第一机械输出组件30的位置，并且辅助装置20不一定包括第一机械耦接部件38。
[0106]根据该第一替换的确定方法的初始步骤200与步骤100相同，并且确定应用62随后直接去往步骤230。
[0107]在与前面描述的步骤130相同的步骤230期间，比较软件66将由电流传感器36测量的强度I与第一阈值SI进行比较，以便确定断路器18的断开是由于外部来源(手动或辅助)还是由于检测到由于热效应的过载或短路。
[0108]第一阈值SI取决于图4中示出的断路器18的触发曲线135。第一阈值SI例如等于被表不为In的额定强度的0.9倍。
[0109]如果测量的强度I与第一阈值SI的比较结果为负，即，如果测量的强度I小于或等于第一阈值SI，则断路器18处于图4中示出的第一区域Al。在步骤240期间，确定应用62据此推断断路器18的断开是由于接收到用于触发的命令信号或是由于手动断开，该用于触发的命令信号例如是由差分触发器22检测到的地电流泄露(信号SD_Vigi)或由断路器18外部的辅助设备引起的触发(信号SD_extern)。
[0110]否则，即，如果测量的强度I的值大于第一阈值SI，则确定应用62去往步骤250，其间比较软件66将测量的强度I与第二阈值S2进行比较。
[0111]根据该第一替换的确定方法的后续步骤与图3的确定方法的后续步骤相同，并且步骤250、260、270、280和290分别与步骤150、160、170、180和190相同，由确定应用62在步骤260、280或290中确定与在步骤160、180或190中相同的断开原因。
[0112]在步骤240、260、280或290结束时，确定软件62返回到初始步骤200。
[0113]根据本发明的辅助装置20因此使得可以在仅使用两个可能的机械耦接部件38、48中的第二机械耦接部件48的情况下，在不同的可能原因中，即短路、过载、外部触发(手动或通过辅助装置)，确定检测到的电力断路器18的断开的原因。
[0114]图6图示前面根据图3描述的确定方法的第二替换。根据该第二替换，不考虑第二机械输出组件32的位置，并且辅助装置20不一定包括第二机械耦接部件48。
[0115]根据该第二替换的确定方法的初始步骤300是用于测量和获取电流和电压值的步骤，并且确定应用62随后去往步骤302。
[0116]此外,确定应用62包括未示出的第二计算软件,该第二计算软件能够计算电流
Ieff的有效值。
[0117]在步骤302期间，第二计算软件计算电流Irff的有效值，并且确定后者是否为零到允许范围之内。
[0118]如果电流Ieff的有效值不为零，则在步骤304期间，确定应用62推测断路器18仍处于闭合状态，并且返回到初始步骤300。
[0119]否则，确定应用62去往与前面描述的步骤110相同的步骤310。
[0120]根据该第二替换的确定方法的后续步骤与根据图3的确定方法的后续步骤相同，并且步骤 320、330、340、350、360、370、380 和 390 分别与步骤 120、130、140、150、160、170、180和190相同，由确定应用62在步骤320、340、360、380或390中确定与在步骤120、140、160,180或190中相同的断开原因。
[0121]在步骤320、340、360、380和390结束时，确定应用62返回到初始步骤300。
[0122]根据本发明的辅助装置20因此使得可以在仅使用两个可能的机械耦接部件38、48中的第一机械耦接部件38的情况下，在不同的可能原因中，即短路、过载、外部触发(手动或通过辅助装置)，确定检测到的电力断路器18的断开的原因。
[0123]图7图示确定方法的第二实施例，其中使用相同标记标识与前面描述的第一实施例类似的元件，并且不再对其进行描述。
[0124]根据该第二实施例，确定方法基于图4的触发曲线的能量变换，以便获得将能量表示为时间的函数的曲线。使用该第二实施例计算的能量与下面的和成比例:
[0125]ΣΙ2.At，其中At是采样时段。
[0126]在表示其间蓄积能量的不同时间段中的每一个的滑动窗口上定期计算曲线。这些作为时间的函数的能量计算使得可以表示包括在O秒和例如2小时的持续时间的预定时段之间的时间段的断路器18中流通的能量。
[0127]确定应用62包括第三计算软件，其能够计算时刻t的能量E (t)，然后能够确定在时刻t计算的能量E (t)是否与断路器18的磁触发区域、热触发区域或另一操作区域对应。
[0128]根据该第三替换的确定方法的初始步骤500与初始步骤100相同，并且确定应用62随后直接去往步骤510，其与图3的方法的步骤110相同。
[0129]在步骤510期间，如果不存在故障信令信息，即，如果触发条30处于操作位置，则在步骤520期间，确定应用62推断断路器18的断开是由于手动断开。否则，如果存在信息SD,即，如果触发条30处于停止位置，则确定应用62去往步骤530。
[0130]在步骤530期间，第三软件计算在时刻t的能量E (t)，并且确定计算的能量与磁触发区域对应。如果适用，则在步骤540期间，确定应用62推断经由磁效应触发发生断路器18的断开，并且随后返回信息SDjnagnetic。在该情况下，断开断路器18的原因是短路。
[0131]否则，S卩，如果计算的能量E(t)不与磁区域对应，则在步骤550期间，第三计算软件确定计算的能量是否与热触发区域对应。如果适用，则在步骤560期间，确定应用62据此推断断开的原因是过载，断路器18随后通过热效应触发，并且确定应用62返回信息SD_thermic。
[0132]否则，S卩，如果计算的能量E(t)不与热区域对应，则在步骤570期间，确定应用62据此推断断路器18的断开是由于接收到触发的命令信号，例如由差分触发器22检测到的地电流泄露(信号SD_Vigi)或由断路器18外部的辅助设备引起的触发(信号SD_eXtern)。
[0133]在步骤520、540、560或570结束时，确定应用62返回到初始步骤500。
[0134]图8图示前面根据图7描述的第二实施例的确定方法的第一替换。根据该第一替换，不考虑第一机械输出组件30的位置，并且辅助装置20不一定包括第一机械耦接部件38。
[0135]根据该第一替换的确定方法的初始步骤600与步骤500相同，并且确定应用62随后直接去往步骤630。
[0136]在步骤630期间，其与前面描述的步骤530相同，第三软件计算在时刻t的能量E(t)，并且确定计算的能量与磁触发区域对应。如果适用，则在步骤640期间，确定应用62推断经由磁效应触发发生断路器18的断开，并且随后返回信息SDjnagnetic。在该情况下，断开断路器18的原因是短路。
[0137]否则，S卩如果计算的能量E(t)不与磁区域对应，则在步骤650期间，第三计算软件确定计算的能量是否与热触发区域对应。
[0138]根据关于第二实施例的该第一替换的确定方法的后续步骤与图7的确定方法的后续步骤相同，并且步骤650、660和670分别与步骤550、560和570相同，由确定应用62在步骤640、660或670中确定与在步骤540、560或570中相同的断开原因。
[0139]在步骤640、660或670结束时，确定应用62返回到初始步骤600。
[0140]根据本发明的辅助装置20因此使得可以在仅使用两个可能的机械耦接部件38、48中的第二机械耦接部件48的情况下，在不同的可能原因中，即短路、过载、外部触发(手动或通过辅助装置)，确定检测到的电力断路器18的断开的原因。
[0141]图9图示根据前面根据图7描述的第二实施例的确定方法的第二替换。根据该第二替换，不考虑第二机械输出组件32的位置，并且辅助装置20不一定包括第二机械耦接部件48。
[0142]根据该第二替换的确定方法的初始步骤700是用于测量和获取电流和电压值的步骤，并且确定应用62随后去往步骤702。
[0143]此外，确定应用62包括未示出的第二计算软件，该第二计算软件能够计算电流
Ieff的有效值。
[0144]在步骤702期间，第二计算软件计算电流Ieff的有效值，并且确定该值是否为零到允许范围之内。
[0145]如果电流Ieff的有效值不为零，则在步骤704期间，确定应用62据此推测断路器18仍处于闭合状态，并且返回到初始步骤700。
[0146]否则，确定应用62去往与前面描述的步骤510相同的步骤710。
[0147]根据该第二替换的确定方法的后续步骤与根据第二实施例的图7的确定方法的后续步骤相同，并且步骤720、730、740、750、760和770分别与步骤520、530、540、550、560和570相同，由确定应用62在步骤720、740、760或770中确定与在步骤520、540、560或570中相同的断开原因。
[0148]在步骤720、740、760或770结束时，确定应用62返回到初始步骤700。
[0149]根据本发明的辅助装置20因此使得可以在仅使用两个可能的机械耦接部件38、48中的第一机械耦接部件38的情况下，在不同的可能原因中，即短路、过载、外部触发(手动或通过辅助装置)，确定检测到的电力断路器18的断开的原因。
[0150]图10图示本发明的第三实施例，其中使用相同标记标识与前面描述的第一实施例类似的元件，并且不再对其进行描述。
[0151]根据第三实施例，在电连接28中流通的电流是三相电流并且电连接28包括三个电相导体54和一个中性电导体56。
[0152]电力系统10因此包括形成机械地耦接到辅助装置20的四端断路器的四个断路器18。
[0153]辅助装置20因此包括三个相电流传感器36，每一个相电流传感器36与相应的相导体54以及围绕三个相导体54和中性导体56的差分电流传感器40相关联。
[0154]确定应用62因此能够基于由相电流传感器36测量的强度中的每一个确定在四个断路器18中的一个上检测到的断开的原因。
[0155]对于每一个相导体54的第三实施例的操作与对于单个相导体54描述的第一实施例的操作类似，并且不再描述。
[0156]根据该第三实施例，断路器18额外地与差分触发器22相关联。
[0157]该第三实施例的优点与第一实施例的优点相同。
[0158]图11和12分别图示本发明的第四和第五实施例，其中使用相同标记标识与前面描述的第一实施例类似的元件，并且不再对其进行描述。
[0159]根据第四和第五实施例，在电连接28中流通的电流是与第三实施例相同的三相电流，并且电连接28因此包括三个相电导体54和一个中性导体56。
[0160]根据第四和第五实施例，辅助装置20位于第四断路器18的右边，而在图10中示出的第三实施例中，辅助设备20位于第四断路器18的左边。
[0161]因此，可以看出根据本发明的辅助装置20允许更好地监视断路器18，具体地允许在检测到与辅助装置20机械地耦接的断路器18的断开情况下更好地确定断开的原因。
【权利要求】
1.一种用于电力断路器(18)的辅助装置(20),处于断开位置的电力断路器(18)能够中断电连接(28)中的电流的流通，电连接(28)包括至少一个电导体(54),电力断路器(18)包括机械输出组件(3(^32),其可以在操作位置和与所述电连接(28)中的电流流通的中断对应的停止位置之间移动， 辅助装置(20)包括: -机械耦接部件(38,48),其用于与机械输出组件(3032)机械耦接，机械耦接部件(38,48)形成用于检测断路器(18)的断开的部件， 其特征在于，其还包括能够测量在相应的电导体(54)中流通的电流的强度(1)的至少一个电流传感器(36)，以及用于基于由每一个电流传感器(36)测量的强度(1)确定检测到的断开的原因的确定设备(62)，确定设备(62)连接到机械耦接部件(3838)和电流传感器(36)。
2.根据权利要求1所述的辅助装置(20)，其中确定设备￠2)包括比较部件(66)，其用于比较由电流传感器(36)测量的强度⑴和至少一个预定阈值61、32)。
3.根据权利要求2所述的辅助装置(20),其中比较部件￠6)能够比较测量的强度(1)和第一阈值(31),以便确定断开的第一原因，并且比较测量的强度⑴和第二阈值(32),以便确定断开的第二原因。
4.根据权利要求2所述的辅助装置(20),其中确定设备￠2)包括计算部件(68),其用于计算其间测量的强度(1)高于预定阈值(32)的持续时间(八0。
5.根据权利要求2所述的辅助装置(20),其中确定设备(62)包括用于测定测量的强度(1)超过预定阈值的时间的测定时间部件(70)和用于存储所述超过的时间的存储器；
6.根据权利要求1所述的辅助装置(20),其中电力断路器(18)包括两个机械输出组件(3(^32)，两个机械输出组件中的第一组件(30)在电连接(28)过载的情况下可以移动到停止位置中，并且第二组件(32)在电连接(28)过载或手动致动电力断路器(18)的情况下能够移动到停止位置中， 其中辅助装置(20)包括两个机械耦接部件(38.48),两个耦接部件中的第一部件(38)与第一输出组件(30)机械地耦接，并且第二部件(48)与第二输出组件(32)机械地耦接，并且 其中确定设备￠2)连接到第一和第二机械耦接部件(38.48),进一步基于第一机械输出组件(30)的位置和第二机械输出组件(32)的位置确定断开的原因。
7.根据权利要求1所述的辅助装置(20),其中辅助装置(20)还包括差分电流传感器(40),并且确定设备￠2)能够基于由每一个电流传感器(36)测量的强度(1)和由差分电流传感器(40)测量的差分电流(1(1)确定断开的原因。
8.一种电力系统(10),其包括电力断路器(18)和机械地耦接到该电力断路器(18)的辅助装置(20)，在断开位置中的电力断路器(18)能够中断电连接(28)中的电流的流通，电连接(28)包括至少一个电导体(54)，电力断路器(18)包括机械输出组件(3(^32)，其可以在操作位置和与所述电连接(28)中的电流流通的中断对应的停止位置之间移动，其特征在于辅助装置(20)根据权利要求1。
9.如权利要求8所述的电力系统(10),其中电力系统(10)还包括位于电力断路器(18)和辅助装置(20)之间的差分触发器(22),辅助装置(20)机械地耦接到电力断路器(18)的机械输出组件(30.32)0
10.一种用于使用辅助装置(20)确定电力断路器(18)断开的原因的方法，在断开位置中的电力断路器(18)能够中断电连接(28)中的电流的流通，电连接(28)包括至少一个电导体(54),电力断路器(18)具有机械输出组件(3(^32),其可以在操作位置和与所述电连接(28)中的电流流通的中断对应的停止位置之间移动，辅助装置(20)包括用于与机械输出组件(3032)机械耦接的机械耦接部件(38,48), 所述方法包括下列步骤: -经由机械耦接部件(38,48)检测(100, 110)电力断路器(18)的断开， 所述方法特征在于，其还包括下列步骤: -由辅助装置(20)测量(130, 150)在每一个导体(54)中流通的电流的强度(1),辅助装置(20)还包括用于每一个电导体(54)的电流传感器(36),以及 -由辅助装置(20)基于由每一个电流传感器(36)测量的强度⑴确定(140, 160，180，190)检测到的断开的原因。
11.根据权利要求10所述的方法，其中电力断路器(18)包括两个机械输出组件〈30、32),两个机械输出组件中的第一组件(30)能够在电连接(28)过载的情况下移动到停止位置，并且第二组件(32)在电连接(28)过载或手动致动电力断路器(18)的情况下可以移动到停止位置， 其中辅助装置(20)包括两个机械耦接部件(38.48),两个耦接部件中的第一部件(38)与第一输出组件(30)机械地耦接，并且第二部件(48)与第二输出组件(32)机械地耦接，以及 其中，在确定步骤期间，进一步基于第一机械输出组件(30)的位置和第二机械输出组件(32)的位置确定断开的原因。
【文档编号】H02J13/00GK104459524SQ201410464612
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】M-L.米肖, S.赫劳德, F.布拉斯梅, L.尤兰卡尔 申请人:施耐德电器工业公司