配电系统及方法以及用于所述配电系统及方法的断路器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及断路器，并且具体地涉及小型断路器（MCB)。特别地，本发明涉及具有 "标准化"的物理尺寸并且能够被编程以提供多种额定电流/额定电压/额定功率的断路 器。优选地，本发明的断路器远程地被控制、监测和/或编程。
[0002] 本发明还涉及配电系统及方法，所述配电系统包括至少一个这样的可编程断路器 以用于对至少一个负载的功率和关联参数进行保护、调节、控制和/或监测。
[0003] 特别地，本发明涉及可编程断路器，并且涉及包括至少一个霍尔效应传感器的配 电系统及方法。
【背景技术】
[0004] 断路器用于保护电路不受由过载或短路引起的损害。断路器用于感测故障并且立 即停止电流的流动。在故障状况排除之后，断路器通常可以复位，从而此后恢复正常操作。
[0005] 断路器达到多种额定电流/额定电压/额定功率并且趋于根据这些额定值来分 组。最大的一组装置为空气断路器（ACB)。这些ACB通常额定在1600安培至6300安培的 范围内并且通常用于至配电组件的大的馈电电路。另一组为通常额定在16安培至1600安 培范围内的模制外壳断路器（MCCB)。这些MCCB通常用于对大的装备、子配电端口等进行 馈电。最后一组用于最终的配电并且通常用于保护家庭、工厂和办公室中的照明电路、功率 点。这些装置被称为小型断路器（MCB)。
[0006] 本发明主要涉及MCB。
[0007] 断路器规格基本上取决于包括断路器额定电流在内的多个因子而变化。制造商通 常制造断路器的多种内部部件。断路器的导体尺寸和线圈绕组通常取决于额定电流和脱扣 特性而变化。
[0008] 在设备或商用建筑物中，断路器通常安置在集中配电板处。在配电板中常常还安 置有各种计量器，以使得能够监测建筑物中所利用的电力的量和品质。有时候，另外在配电 板处或与配电板相关联地提供有控制电路以控制对建筑物中的一个或更多个电路的操作。
[0009] 霍尔效应传感器是响应于磁场而改变其输出电压的换能器。霍尔效应传感器用于 接近开关应用、定位应用、速度检测应用和电流感测应用。
[0010] 按照传感器的最简单的形式，传感器操作地作为直接返回电压的模拟换能器。在 磁场已知的情况下，可以确定传感器距霍尔板的距离。可以使用多组传感器来推断磁体的 相对位置。
【发明内容】
[0011] 本发明寻求提供可编程断路器。
[0012] 本发明还寻求提供可以具有标准化物理尺寸而且可以提供多种额定电流/额定 电压/额定功率和脱扣特性的断路器。
[0013] 本发明寻求提供结合至少一个霍尔效应传感器的断路器。
[0014] 本发明还寻求提供可以远程地被编程、监测和操作的断路器。
[0015] 本发明还寻求提供结合至少一个这样的可编程断路器的配电系统及方法。
[0016] 本发明还寻求提供包括控制器的配电系统及方法，所述控制器用于感测负载的参 数并且当负载的参数超过预定值时操作断路器。
[0017] 本发明还寻求提供其中预定参数可以被预先设置并且然后由用户调节的配电系 统及方法。
[0018] 本发明还寻求提供其中可以监测各种参数的配电系统。
[0019] 本发明还寻求提供可以具有远程地被监测的电气参数的断路器，所述电气参数例 如但不限于功率、电流、电压、需求量、频率以及状态、预脱扣警报和剩余电流。
[0020] 按照一种广义的形式，本发明提供一种可编程断路器，包括：
[0021] 输入单元，用于用户输入和/或调节预定负载参数；
[0022] 传感器，用于感测负载的实际值；以及
[0023] 微控制器，用于接收和处理所述值并且当所述感测的值超过所述预定负载参数时 操作所述断路器。
[0024] 优选地，所述传感器包括至少一个霍尔效应传感器。
[0025] 还优选地，所述断路器能够被编程为在优选但不限于4安培至100安培的额定电 流范围内操作。
[0026] 还优选地，所述断路器适于远程地被编程。
[0027] 还优选地，所述断路器适于远程地被监测。
[0028] 还优选地，所述断路器适于远程地被脱扣。
[0029] 优选地，所述断路器包括内置剩余电流装置（RCD)，所述内置剩余电流装置可以被 调节成接通或关断，或者在优选但不限于10毫安、30毫安、100毫安的电流范围内操作。
[0030] 还优选地，所述断路器包括优选但不限于多个6毫米挂锁的内置锁机构。
[0031] 优选地，所述断路器包括例如但不限于IXD显示器的显示单元，所述显示单元用 于显示所述预定负载参数、所述实际值和/或其他标记。
[0032] 按照另一种广义的形式，本发明提供了一种配电系统，包括：
[0033]电源；
[0034] 控制器，用于用户输入和/或调节预定负载参数；
[0035] 至少一个负载；
[0036] 与每个所述负载相关联的断路器，用于将所述电源选择性地连接至每个负载，每 个断路器包括：
[0037] 输入装置，用于接收来自所述控制器的所述预定负载参数；
[0038] 传感器，用于感测负载的实际值；以及
[0039] 微控制器，用于接收和处理所述值并且当所述感测的值超过所述预定负载参数时 操作所述断路器。
[0040] 优选地，所述断路器中至少之一包括霍尔效应传感器。
[0041] 还优选地，所述断路器中至少之一能够编程为在优选但不限于4安培至100安培 的电流值范围内操作。
[0042] 还优选地，所述控制器定位成远离所述断路器。
[0043] 还优选地，所述断路器包括防止所述断路器当处于"接通"位置时而被添加或移除 的互锁。
[0044] 还优选地，所述配电系统包括例如但不限于无线通信信道的通信信道，所述通信 信道用于经由所述控制器对所述断路器进行远程编程、远程监测和/或远程脱扣。
[0045] 优选地，所述断路器包括剩余电流装置（RCD)。
[0046] 还优选地，所述断流器包括锁定机构。
[0047] 还优选地，所述断流器包括用于显示所述预定负载参数的显示单元。
【附图说明】
[0048] 根据以下结合附图对本发明的优选而非限制性的实施方式的详细描述，将会更充 分地理解本发明，在附图中：
[0049] 图1示出了根据本发明构造的断路器；
[0050] 图2示出了图1的断路器，其中，断路器的壳体被部分地移除以露出各个内部部 件；
[0051] 图3示出了本发明的配电系统的主要组成部分的框图；
[0052] 图4示出了展示本发明的配电系统的简化操作的流程图；
[0053] 图5示出了用于监测本发明的断路器的部件/连接；
[0054] 图6在图6(a)和图6(b)中示出了本发明的断路器中的霍尔效应传感器的布局；
[0055] 图7示出了断路器正面的显示；
[0056] 图8在图8 (a)和图8 (b)中示出了如何可以将锁定机构解锁；
[0057] 图9示出了如何由锁定机构操作中性点的绝缘，S卩，先旋转、抬高转盘、使断路器 脱扣，然后打开中性点；
[0058] 图10示出了显示本发明的优选且可替代的简化配电操作的流程图；
[0059] 图11示出了本发明的断路器的主要组成块以及主要组成块的一些电路实现细 T；
[0060] 图12示出了主CPU的细节；
[0061] 图13示出了电压和电流传感器的优选实现细节；
[0062] 图14示出了第二电流传感器和第三电流传感器的优选实现细节；
[0063] 图15示出了RCD放大器的优选布置的电路实现细节；
[0064] 图16示出了引导复位电路的优选实现细节；
[0065] 图17示出了脱扣电路的优选实现细节；以及
[0066] 图18示出了本发明的装置中使用的电源的优选实现细节。
【具体实施方式】
[0067] 断路器的概沐
[0068] 本发明提供了结合有多个特征的断路器，所述多个特征使得断路器能够在物理上 被构造成具有标准化尺寸和形状，而同时适于电子地操作以提供多种额定电流/额定电压 /额定功率和脱扣特性。
[0069] 本发明的断路器与现有技术的断路器相比而言的独特之处在于：本发明的断路器 使用霍尔效应传感器，霍尔效应传感器使得能够在输出当前不可用的情况下实现断路器的 电子需求。
[0070] 本发明的断路器能够被编程以使得本发明的断路器可以在额定电流/额定电压/ 额定功率的范围内以及脱扣特性下操作。本发明的断路器可以针对其期望额定值被本