电路保护装置和配置电路保护装置的方法与流程

本申请是2012年10月17日提交的美国申请序列号13/653901的部分继续申请，所述申请的全部内容以引用的方式并入本说明书。

技术领域

本申请总体涉及功率分配系统，并且更具体地，涉及电路保护装置和配置电路保护装置的方法。

背景技术：

已知的配电系统包括各自联接到一个或多个负载的一个或多个断路器。断路器一般包括基于所感测的流过断路器的电流控制断路器的跳闸单元。例如，如果电流在可接受操作条件外，跳闸单元导致流过断路器的电流中断。

至少一些已知的跳闸单元编程有一个或多个电流阈值(也称为“拾取(pickup)”阈值)，所述一个或多个电流阈值标识断路器的不期望的电流电平。另外，针对特定的断路器设计，顾客可能期望不同的电流阈值。因此，一些已知的断路器包括一个或多个可调节部件，该一个或多个可调节部件各自与单独的断路器设定值，诸如拾取阈值相关联。用户或制造商例如可通过调节所述部件来调节每个断路器设定值。然而，每个可调节部件通常与单个断路器设定值相关联。因此，用于至少一些已知的断路器的配置选项可能例如不合期望地受到缺乏用于添加多个可调节部件的可用空间的限制。例如，在许多已知的断路器中，没有足够的空间来添加任何可调节部件，诸如旋钮、刻度盘或小键盘。在其他实例中，不具有可调节部件的断路器需要在组装期间配置或调节操作参数。因此，将期望的是，提供具有仅经由单独 编程装置可操作调节的操作参数和设定值的断路器。

技术实现要素：

在一个方面，提供了一种具有仅经由单独编程装置进行操作参数配置的电路保护装置。所述电路保护装置包括存储器，所述存储器配置成存储标识来自编程装置的多个操作参数中待调节的一个的选择器，并且配置成存储从编程装置接收的操作参数值。处理器联接到所述存储器并且配置成从存储器接收选择器，基于选择器选择所述电路保护装置的所标识的操作参数，并且从存储器接收用于所选择操作参数的参数值；并且将所接收的选择器标识的操作参数设定为所接收的参数值。

在另一方面，提供了一种电路保护系统。所述系统包括被安排成通信地联接的编程装置和断路器，其中所述断路器具有仅经由单独编程装置进行配置的操作参数。断路器包括存储器，所述存储器配置成存储标识从编程装置接收的多个操作参数中待调节的一个的选择器，并且配置成存储从编程装置接收的操作参数值。处理器联接到所述存储器。所述处理器配置成从存储器接收选择器，基于选择器选择电路保护装置的所标识操作参数，从存储器接收用于所选择操作参数的参数值；并且将所接收的选择器标识的操作参数设定为所接收的参数值。

技术方案1：一种具有仅能够经由单独编程装置进行配置的操作参数配置的电路保护装置，包括：

存储器，所述存储器配置成用于存储从所述编程装置接收到的选择器；

所述存储器进一步配置成用于存储从所述编程装置接收到的操作参数值；以及

处理器，所述处理器联接到所述存储器，所述处理器配置成用于：

从所述存储器接收所述选择器，所述选择器标识多个待调节操作参数之一；

基于所述选择器选择所述电路保护装置的所标识的操作参数；

从存储器接收用于所选择操作参数的参数值；并且

将从所述存储器接收到的所述选择器所标识的所述操作参数设定为从存储器接收到的所述参数值。

技术方案2：根据技术方案1所述的电路保护装置，其中所述选择器是第一选择器，所述电路保护装置配置成用于从所述单独编程装置接收第二选择器，并且利用所述第二选择器替换所述存储器内的所述第一选择器。

技术方案3：根据技术方案1所述的电路保护装置，其中所述参数值是第一参数值，所述电路保护装置进一步配置成用于从所述电路保护装置外部的所述编程装置接收第二参数值，并且利用所述第二参数值替换所述存储器内的所述第一参数值。

技术方案4：根据技术方案2所述的电路保护装置，其中所标识的操作参数是所述电路保护装置的所述多个操作参数中的第一操作参数，所述处理器配置成用于从所述存储器接收所述第二选择器并且基于所述第二选择器来选择所述多个操作参数中的第二操作参数。

技术方案5：根据技术方案4所述的电路保护装置，其中所述处理器配置成用于将所述第二操作参数设定为所述第二参数值。

技术方案6：根据技术方案1所述的电路保护装置，其中所述处理器配置成用于将所标识的操作参数选择为所述电路保护装置的拾取阈值、用于所述拾取阈值的时间带和用于所述电路保护装置的跳闸曲线特性中的一个。

技术方案7：根据技术方案1所述的电路保护装置，所述电路保护装置进一步包括编程端口，所述编程端口用于从所述电路保护装置外部的所述编程装置接收所述选择器和所述参数值中的至少一个。

技术方案8：根据技术方案1所述的电路保护装置，其中所述处理器配置成用于基于所标识的操作参数设定多个拾取阈值，其中所述多个拾取阈值中的第一拾取阈值设定为与所述多个拾取阈值中的第 二拾取阈值的值成比例的值。

技术方案9：一种电路保护系统包括：

编程装置；

电路保护装置，所述电路保护装置具有仅能够经由所述编程装置进行配置的操作参数；

所述编程装置配置成用于通信地联接到所述电路保护装置；

所述电路保护系统包括：

存储器，所述存储器配置成用于存储从所述编程装置接收的选择器；

所述存储器进一步配置成用于存储从所述编程装置接收的操作参数值；以及

处理器，所述处理器联接到所述存储器，所述处理器配置成用于：

从所述存储器接收所述选择器，所述选择器标识多个待调节操作参数之一；

基于所述选择器选择所述电路保护装置的所标识的操作参数；

从存储器接收用于所选定操作参数的参数值；并且

将由从所述存储器接收的所述选择器标识的所述操作参数设定为从存储器接收的所述参数值。

技术方案10：根据技术方案9所述的电路保护系统，其中所述选择器是第一选择器，所述电路保护装置配置成用于从所述单独编程装置接收第二选择器，并且利用所述第二选择器替换所述存储器内的所述第一选择器。

技术方案11：根据技术方案9所述的电路保护系统，其中所述参数值是第一参数值，所述电路保护装置进一步配置成用于从所述电路保护装置外部的所述编程装置接收第二参数值，并且利用所述第二参数值替换所述存储器内的所述第一参数值。

技术方案12：根据技术方案10所述的电路保护系统，其中所标识的操作参数是所述电路保护装置的所述多个操作参数中的第一操 作参数，所述处理器配置成用于从所述存储器接收所述第二选择器并且基于所述第二选择器来选择所述多个操作参数中的第二操作参数。

技术方案13：根据技术方案12所述的电路保护系统，其中所述处理器配置成用于将所述第二操作参数设定为所述第二参数值。

技术方案14：根据技术方案9所述的电路保护系统，其中所述处理器配置成用于将所标识的操作参数选择为所述电路保护装置的拾取阈值、用于所述拾取阈值的时间带和用于所述电路保护装置的跳闸曲线特性中的一个。

技术方案15：根据技术方案9所述的电路保护系统，所述电路保护装置进一步包括编程端口，所述编程端口用于从所述电路保护装置外部的所述编程装置接收所述选择器和所述参数值中的至少一个。

技术方案16：根据技术方案9所述的电路保护系统，其中所述处理器配置成用于基于所标识的操作参数设定多个拾取阈值，其中所述多个拾取阈值中的第一拾取阈值设定为与所述多个拾取阈值中的第二拾取阈值的值成比例的值。

附图说明

图1是示例性功率分配系统的框图。

图2是可以与图1所示的功率分配系统一起使用的示例性配置系统的框图。

图3是配置电路保护装置，诸如图1所示的电路保护装置的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本说明书描述了电路保护装置和配置电路保护装置的方法的示例性实施例。在示例性实施例中，能够仅经由配置成与电路保护装置进行通信的单独编程装置，诸如远程装置，来调节电路保护装置操作参数设定值。电路保护装置包括控制器，所述控制器包括存储器和存储在存储器中的选择器。选择器用来确定电路保护装置的哪个操作参 数将由编程装置进行调节。选择器可以在存储器内被覆盖或替换以产生受编程装置控制的不同的操作参数。由编程装置控制的操作参数被设定为基于由编程装置提供的信息，诸如预定的电压或二进制信号的参数值。因此，编程装置能够与电路保护装置的可选择的操作参数相关联，从而实现对于电路保护装置的多种产品配置。

图1是示出电路保护装置102、电功率源104和负载106的示例性功率分配系统100的一部分的示意性框图。尽管图1中示出单个电路保护装置102、单个电功率源104和单个负载106，但是应认识到功率分配系统100内可包括任何合适数量的电路保护装置102、电功率源104和负载106。

电功率源104可包括例如向负载106提供电流(和所产生的电功率)的一个或多个发电机或其他装置。在示例性实施例中，电流通过联接到电路保护装置102的一个或多个配电线路或总线108传输到负载106。负载106可包括但不限于机械装置、电动机、照明装置和/或制造设施或发电或配电设施的其他电气和机械设备。

电路保护装置102配置成可编程地控制从电功率源104到负载106的功率输送。在一个示例中，电路保护装置102是不具有操作参数调节部件的断路器，也就是说，具有仅经由单独编程装置进行操作参数配置的断路器。作为替代，电路保护装置102可以是不具有操作参数调节部件并需要单独编程装置来调节操作参数并且使得功率分配系统100能够如本说明书所描述那样起作用的任何其他装置。在示例性实施例中，电路保护装置102包括可操作地联接到传感器112和跳闸机构114的控制器110(有时称为“跳闸单元(trip unit)”)。在示例性实施例中，控制器110包括联接到存储器118的处理器116。在一个实施例中，显示装置120也联接到处理器116。

在示例性实施例中，传感器112是测量流经跳闸机构114的电流的电流传感器，诸如电流变换器、罗戈夫斯基线圈、霍尔效应传感器和/或分流器。作为替代，传感器112可包括使得功率分配系统100能 够如本说明书所描述那样起作用的任何其他传感器。在示例性实施例中，每个传感器112生成代表所测量或所检测到的流经相关联跳闸机构114的电流的信号(以下称为“电流信号”)。另外，传感器112将电流信号传输到处理器116。处理器116被编程用于在电流信号和/或由电流信号表示的电流超过可编程电流或电流-时间阈值的情况下，激活跳闸机构114以便中断提供到负载106的电流。

例如，跳闸机构114包括一个或多个断路器装置和/或弧抑制装置。示例性断路器装置包括例如中断经过跳闸机构114流到联接到跳闸机构114的负载106的电流的电路开关、接触臂和/或电路断流器。示例性弧抑制装置包括例如抑制组件、多个电极、等离子枪和触发电路，所述触发电路使等离子枪将烧蚀等离子体发射到电极之间的间隙以便将能量从在电路上检测到的电弧或其他电气故障转移到抑制组件中。

处理器116控制电路保护装置102的操作并且从传感器112收集所测量的操作状态数据，诸如代表电流测量结果的数据(在本说明书中也称为“电流数据”)，传感器112与联接到处理器116的跳闸机构114相关联。处理器116将电流数据存储在联接到处理器116的存储器118中。

应理解，术语“处理器”一般是指包括系统和微控制器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路以及能够执行本说明书所描述的功能的任何其他电路或处理器的任何可编程系统。以上实例仅是示例性的，因此并不旨在以任何方式限制术语“处理器”的定义和/或意义。

存储器118存储可由处理器116使用以控制电路保护装置102的数据和/或指令。在示例性实施例中，存储器118包括非易失性存储器，诸如闪存和/或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。另外或作为替代，存储器118可包括磁性RAM(MRAM)、铁电RAM(FeRAM)、只读存储器(ROM)和/或使得电路保护装置102能够如本说明书所 描述那样起作用的任何其他类型的存储器。

在一个实施例中，显示装置120包括指示电路保护装置102和/或跳闸机构114的状态的一个或多个发光二极管(LED)。例如，处理器116可激活显示装置120的一个或多个部件(例如，LED)以便指示电路保护装置102和/或跳闸机构114是活动的和/或正常操作、已发生错误或故障、和/或跳闸机构114和/或电路保护装置102的任何其他状态。附加地或者备选地，显示装置120可显示电路保护装置102的操作参数的指示(例如，使用一个或多个LED)，编程装置206配置成如本说明书中进一步说明的那样控制所述操作参数，更充分地描述。在一个实施例中，显示装置120由标识电路保护装置102的一个或多个操作参数的一个或多个印刷标记或标签替换，一个或多个编程装置206配置成控制所述操作参数。

图2是可以与功率分配系统100(图1中示出)一起使用的示例性配置系统200的框图。在示例性实施例中，配置系统200包括控制器110。在一些实施例中，至少一个模数转换器(ADC)(未示出)联接到控制器110并且包括在电路保护装置102内，或在其他实施例中，包括在编程装置206内。另外，配置系统200包括配置成通信地联接到控制器110的单独编程装置206。

在示例性实施例中，编程装置206例如可由用户进行调节以便向存储器118提供二进制信号。在示例性实施例中，用户操作编程装置206以便可选择地控制提供到处理器116的二进制输出信号。在一个实施例中，编程装置206通过通信线路209使得用户能够独立地控制二进制信号从编程装置206提供到处理器116。

在另一个实施例中，编程装置206例如可由用户进行调节以便向ADC(未示出)提供可选择的电压。ADC(未示出)从编程装置206接收所选择的电压并且将所述电压转换成数字输出(本说明书中称为“电压值”)。电压值通过总线208被传输到处理器116。在示例性实施例中，总线208是8位总线。作为替代，总线208可具有使得配置 系统200能够如本说明书所描述那样起作用的任何宽度。在替代实施例中，不包括ADC(未示出)。相反地，编程装置206向控制器提供表示二进制或二进制编码的十进制(BCD)或数字信号的输入，所述输入代替电压值通过总线208直接被传输到处理器116。

在示例性实施例中，存储器118存储电路保护装置102的一个或多个操作参数的值210(本说明书中称为“参数值”)。操作参数可包括但不限于用于电路保护装置102的长时间拾取阈值、短时间拾取阈值、瞬时拾取阈值、用于拾取阈值的一个或多个时间带和/或一个或多个跳闸曲线特性。在示例性实施例中，存储在存储器118中的参数值210是操作参数的默认值或预编程值。

在示例性实施例中，一个或多个选择器212也存储在存储器118中。选择器212是标识哪个操作参数将由编程装置206进行控制的代码、指令、值和/或另一种合适的指示器。在一个实施例中，由编程装置206控制的操作参数基于或使用从编程装置206接收的电压值或数字信号接收值，而不是从存储在存储器118内的参数值210接收值。相比之下，电路保护装置102的非可调节操作参数(即，不受编程装置206控制的参数)从存储在存储器118中的相关联参数值210接收值。选择器212可以改变或重新编程，以使得不同的操作参数由编程装置206控制。如果操作参数不再受编程装置206控制，那么操作参数从存储器118中的相关联参数值210接收值。

处理器116接收电压值或二进制信号并且使用所述电压值或二进制信号来设定用于选择器212所选择或所标识的操作参数的值。更确切地说，在示例性实施例中，处理器116将电压值转换成可从ADC(未示出)接收的最大电压值的百分比。例如，在总线208是8位总线的实施例中，最大电压值是255。处理器116参考表格或另一个数据结构以便使用所选择的操作参数来确定用于电压值的转换因子。处理器116将所述百分比乘以转换因子以便计算用于所选择操作参数的值，并且将所选择的操作参数设定为所计算的值。

在示例性实施例中，控制器110包括联接到存储器118的编程端口214。编程端口214可以是例如在电路保护装置102组装之后可由客户或另一个用户从外部进行访问，或者可以是仅能够在电路保护装置102的制造和/或组装期间(或在移除电路保护装置102的罩盖(未示出)的另一个阶段)进行访问。编程端口214例如经由通信线路209或其他合适的导体从编程装置206接收数据，并且利用所接收的数据在存储器118中存储和/或更新数据。在其他实施例中，编程装置206可以无线地提供输出信号，诸如通过射频、光纤或任何其他合适的有线或无线通信类型。一旦被接收，就使用通过编程端口214从编程装置206接收的数据在存储器118中存储和/或更新参数值210和/或选择器212。

在示例性实施例中，编程装置206包括处理器216、存储器218、显示装置220和/或用户输入装置222。处理器216包括任何合适的可编程电路，所述可编程电路包括一个或多个系统和微控制器、微处理器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路(PLC)、现场可编程门阵列(FPGA)，以及能够执行本说明书中描述的功能的任何其他电路。以上实例仅是示例性的，因此并不旨在以任何方式限制术语“处理器”的定义和/或意义。

存储器218包括计算机可读存储介质，诸如但不限于，随机存取存储器(RAM)、闪存、硬盘驱动器、固态驱动器、软磁盘、闪盘驱动器、压缩盘、数字视频盘，和/或任何合适的存储器。在示例性实施例中，存储器218包括可由处理器216可用来使处理器216能够执行本说明书中描述的功能的数据和/或指令。

显示装置220包括但不限于液晶显示器(LCD)、真空荧光显示器(VFD)、阴极射线管(CRT)、等离子体显示器、发光二极管(LED)显示器、一个或多个LED和/或能够向用户显示数据和/或文本的任何合适的视觉输出装置。用户输入装置222包括但不限于键盘、小键盘、触摸屏、鼠标、滚轮、定点装置、采用语音识别软件的音频输入装置 和/或使得用户能够将数据输入到编程装置206中的任何合适的装置。

在操作期间，诸如制造商的用户操作用户输入装置222以便输入待传输到控制器110的数据。作为替代，用户可操作用户输入装置222以便选择预加载在存储器218内的待传输到控制器110的数据。在示例中，处理器216使数据通过编程端口214被传输到控制器110。所述数据存储在控制器110的存储器118内，从而替换存储器118内的一个或多个参数值210和/或选择器212。控制器110的处理器116在电路保护装置102的操作期间使用新的参数值210和/或选择器212。在示例性实施例中，编程装置206生成例如可粘贴到电路保护装置102以便标识由编程装置206控制的参数的标签或标记。

在一个实施例中，编程装置206控制多个操作参数，以便使用从编程装置206接收的电压值或二进制信号来设定与每个操作参数相关联的参数值210。参数值210各自可基于电压值或二进制信号值被设定为相同的值，或者参数值210可基于电压值被设定为是彼此的比率的值或彼此成比例的值。例如，第一拾取阈值，诸如长时间拾取阈值可以设定为在电路保护装置102的额定电流的约0.4倍与约等于电路保护装置102的额定电流之间的值。第二拾取阈值，诸如短时间拾取阈值可以设定为与第一拾取阈值成比例的值，诸如在电路保护装置102的额定电流的约2.4倍与电路保护装置102的额定电流的约6倍之间的值。

应认识到的是，替换参数值210和/或选择器212可存储在客户地点、制造地点和/或任何其他合适位置处的存储器118内。因此，制造商或另一个实体可在多种配置或存量控制单元(SKU)中提供电路保护装置102，和/或可根据需要对电路保护装置102进行重新编程以便满足各种客户需求。

图3是配置电路保护装置，诸如电路保护装置102(图1中示出)的示例性方法300的流程图。在示例性实施例中，方法300由电路保护装置102的控制器110执行。

方法300包括从存储器118接收302选择器212(图2中示出)。例如，选择器212可以由编程装置206(图2中示出)和/或任何其他装置存储在存储器118内。在一个实施例中，第一选择器可例如在初始配置过程期间存储在存储器118内。第一选择器可以由之后从电路保护装置102外部的装置，诸如编程装置206接收的第二选择器改写。第二选择器例如通过编程端口214进行接收，并且替换第一选择器。在这种实施例中，处理器116从存储器118接收302第二选择器。另外，操作参数值可从编程装置206(或另一个装置)接收并且可作为参数值210(图2中示出)存储在存储器118内。如果存储器118内存储有预先存在的参数值210，那么用从编程装置206接收的值来替换预先存在的参数值210。

在示例性实施例中，处理器116使用304选择器212来选择将由编程装置206(图2中示出)进行控制的操作参数。在一个实施例中，操作参数是电路保护装置102的多个操作参数中的一个。在这种实施例中，如果选择器212如上文所描述由第二或之后的选择器替换，那么处理器116选择与第二选择器相关联或对应于第二选择器的不同操作参数。

用户可操作编程装置206来调节编程装置206的电压输出或二进制信号输出。在电压输出提供到ADC(未示出)的实施例中，所述电压输出被转换(图2中示出)成数字电压值。对于编程装置206提供二进制信号输出而不是电压信号输出的其他实施例，ADC不是必须的并且可省略。处理器116从编程装置206接收306输出二进制信号或电压值(例如，通过总线208)，并且基于来自编程装置206的输出确定308用于所选择的操作参数的值。处理器116将所选择的操作参数设定310为所确定的值。如果所选择操作参数先前已被设定为不同的值，那么处理器116在确定选择器212与操作参数相关联时将操作参数改变或设定为所确定的值。

电路保护装置102利用被设定为所确定的值的所选择操作参数进 行操作312。在一个实施例中，控制器110致使显示装置120显示所选择操作参数由调节装置204控制(即，所选择操作参数被设定为使用从调节装置204接收的电压值的参数值)的指示。

本说明书中所描述的方法和系统的技术效果包括以下各项中的一个或多个：(a)从存储器接收选择器；(b)使用选择器来选择电路保护装置的操作参数；(c)接收代表单独编程装置提供的所选择电压的信号；以及(d)使用所接收信号将所选择操作参数设定为参数值。

以上详细描述了电路保护装置和配置电路保护装置的方法的示例性实施例。所述电路保护装置和方法不限于本说明书中描述的特定的实施例，而相反地，电路保护装置的部件和/或方法的操作可与本说明书中描述的其他部件和/或操作独立和分开地利用。此外，所描述的部件和/或操作也可在其他系统、方法和/或装置中限定或与其他系统、方法和/或装置结合使用，并且不限于仅利用如本说明书所描述的功率分配系统来实践。

除非另外指明，否则本说明书中例示并描述的本发明的实施例中的操作的执行或进行的次序不是必要的。即，除非另外指明，否则操作可以任何次序执行，并且本发明的实施例可包括另外或比本说明书中公开的那些少的操作。例如，构想的是，在另一操作之前、同时、或之后执行或进行特定操作在本发明的各个方面的范围之内。

尽管本发明的多种实施例的具体特征可能在某些附图中显示，但并未在其他附图中显示，这仅仅是出于方便的考虑。根据本发明的原则，附图中的任何特征可结合其他任何附图中的任何特征来进行参照和/或提出权利主张。

本说明书使用了各种实例来揭示本发明，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统、并实施所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书界定，并且可包括本领域技术人员想出的其他实例。如果其他此类 实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也属于权利要求书的范围。