电路断流器和测试电路断流器的系统的制作方法

公开的构思一般涉及电路断流器(circuitinterrupter)，并且更具体地涉及包括测试模块的电路断流器。

背景技术：

电开关设备包括例如电路开关装置、电路断流器(诸如断路器)、网络保护器、接触器、电动机启动器、电动机控制器和其它负载控制器。电开关设备，诸如电路断流器特别是断路器是领域内众所周知的。

电路断流器，诸如但不限于断路器被用来保护电路不受到由于过流条件(诸如过载条件、短路)或者另一故障条件(诸如电弧故障或者接地故障)造成的损害。模制外壳断路器通常每相包括一对可分离触点。可以通过设置于外壳外部上的手柄手动操作或者响应于检测的故障条件自动操作可分离触点。通常，这种断路器包括被设计成快速打开和闭合可分离触点的操作机构和跳闸机构，诸如跳闸单元，跳闸机构感测许多故障条件以使断路器自动地跳闸。一旦感测到故障条件，跳闸单元使操作机构跳闸到跳闸状态，这使可分离触点移动到其打开位置。

采用微处理器检测各种类型的跳闸条件并提供各种保护功能的跳闸单元的使用是众所周知的。为了检测各种跳闸条件，微处理器从一个或者多个传感器(诸如电流传感器)接收信号。

偶尔测试电路断流器，以确定其是否运行正常。用于测试电路断流器的一种布置示于图1中。测试布置包括电路断流器1和外部测试装置6。电路断流器1包括电连接至信号处理电路3的传感器2，诸如但不限于电流传感器。信号处理电路3电连接至微处理器4，具体地连接至微处理器4中包括的模数转换器5。

在正常操作下，传感器2的输出由信号处理电路3处理(例如放大或者任何其它适当的信号处理)，然后提供至微处理器4。微处理器4然后可以使用该信号确定是否存在跳闸条件。

外部测试装置6是一种专用装置，其被配置成生成对传感器2的输出进行模拟的测试信号。外部测试装置6被配置成电连接至信号处理电路3。外部测试装置6将模拟传感器2的输出的测试信号提供至信号处理电路3，信号处理电路3处理测试信号并将其提供至微处理器4。通过使用测试信号模拟选择的传感器2的条件，能够测试微处理器4的适当操作。

尽管图1中所示的测试布置允许测试电路断流器1，但其并不是没有缺点的。具体地，外部测试装置6是一件专用设备，其提高了测试电路断流器1的成本。期望降低测试电路断流器的成本。

电路断流器存在改进空间。

测试电路断流器的系统也存在改进空间。

技术实现要素：

公开的构思的实施例满足这些需求和其它需求，其中，电路断流器包括波形发生器，波形发生器被构造成生成对传感器信号进行模拟的波形。

根据公开的构思的一个方面，电路断流器包括：传感器，其被构造成输出传感器信号；控制单元，其被构造成接收外部控制信号，所述控制单元包括被构造成接收所述外部控制信号的通信接口以及被构造成响应于所述外部控制信号生成与所述传感器信号相当的波形的波形发生器；以及信号处理电路，其被构造成接收并处理所述传感器信号或者生成的波形，并将经处理的传感器信号或者生成的波形输出至所述控制单元。

附图说明

在结合附图阅读下文对优选实施例的描述时，可以获得对公开的构思的全面理解，附图中：

图1是用于电路断流器的测试布置的示意图；

图2是根据公开的构思的示例性实施例用于电路断流器的测试布置的示意图；

图3是根据公开的构思的另一示例性实施例用于电路断流器的测试布置的示意图；

图4是根据公开的构思的另一示例性实施例用于电路断流器的测试布置的示意图；以及

图5a-5c是根据公开的构思的示例性实施例模拟传感器输出的示例性波形的图形。

具体实施方式

本文中使用的方向性词组，比方说例如左、右、前、后、顶、底和其派生词涉及图中所示的元件的方位，除非本文中明确指出，否则不是对权利要求进行限制。

如本文中使用的陈述“两个或者更多个零件“耦连”在一起”表示这些零件或者直接地结合在一起或者通过一个或者多个中间零件结合在一起。

如本文中使用的术语“处理器”表示能够存储、检索和处理数据的可编程模拟和/或数字装置；微处理器；微控制器；微型计算机；中央处理单元；或者任何适当的处理装置或者设备。

根据公开的构思的示例性实施例的用于测试电路断流器11的系统10示于图2中。系统10包括电路断流器11和输入装置30。

电路断流器11包括传感器12、信号处理电路14和控制单元16。传感器12可以是电路断流器11上使用的任何类型的传感器12。传感器类型的一些示例是电流传感器、温度传感器和电压传感器。传感器12电连接至信号处理电路14，并被配置成将传感器信号输出至信号处理电路14。信号处理电路14处理传感器信号并将其输出至控制单元16，例如输出至控制单元16中包括的模数转换器18。信号处理电路14可以对传感器信号执行任何适当类型的处理。例如但不限于，信号处理电路14可以在放大或者电平移位传感器信号之后再将其提供至控制单元16。在公开的构思的一些示例性实施例中考虑了可以省略信号处理电路14，传感器信号被直接提供至微处理器16。

控制单元16被构造成从传感器12和/或电路断流器中包括的其它传感器接收信号，以确定是否存在任何跳闸条件。控制单元16可以体现在但不限于处理器或者包括关联电路和部件(诸如存储器)的处理器上。

控制单元16包括通信接口20。通信接口20被构造成与输入装置30通信。通信接口20促进使用适当的协议(诸如但不限于通用串行总线(usb)、蓝牙、无线局域网(wlan)、以太网、近场通信(nfc)等)与输入装置30通信。

输入装置30是适于与控制单元16通过通信接口20通信的电子装置。考虑了输入装置30是通用类型的电子装置，诸如但不限于移动装置(诸如电话、平板电脑或者膝上型计算机)或者另一类型的计算装置(诸如个人计算机)。通过输入装置30，用户可以开始电路断流器11的测试。例如但不限于，由输入装置30输出的并在通信接口20处接收的控制信号可以开始电路断流器11的测试。考虑了输入装置30不需要直接电连接至控制单元16，而是可以通过任何种中间装置与控制单元16通信。

控制单元16还包括波形发生器22。波形发生器22被构造成生成与传感器信号相当的一个或者多个波形。由波形发生器22生成的波形并不要求与传感器信号相同。不过，如本文中使用的术语“相当”表示由波形发生器22生成的波形将被控制单元16解释，就象其是传感器信号一样。例如，如果传感器信号是正弦波，控制单元16通过取其均方根值解释正弦波，则由波形发生器22生成的波形也可以是正弦波，或者其可以是具有与传感器信号相同的均方根值的另一波形，诸如方波。

在公开的构思的一些实施例中，波形发生器22包括在其中存储一个或者多个波形的关联的存储器(未示出)。可以响应于从输入装置30接收控制信号的电路断流器，开始波形的生成。波形发生器22将生成的波形输出至数模转换器24。

数模转换器24将数字生成的波形转换成其对应的模拟生成的波形。在图2中所示的公开的构思的示例性实施例中，数模转换器24包括于控制单元16中。不过，公开的构思不局限于此。还考虑了数模转换器24可以与控制单元16分开。还考虑了数模转换器24可以包括在波形发生器22中，使得波形发生器22输出模拟生成的波形。数模转换器24将模拟生成的波形输出至信号处理电路14。在公开的构思的一些示例性实施例中，省略信号处理电路14，数模转换器24将模拟生成的波形输出至模数转换器18。

考虑了可以由任何装置执行或者输出适于仿真传感器信号的波形生成。例如但不限于，脉冲宽度调制器输出或者微处理器的简单的数字输出可以用于波形生成。

信号处理电路14处理(例如但不限于放大或者电平移位)模拟生成的波形，并将其输出至控制单元16，例如输出至控制单元16中包括的模数转换器18。模数转换器18将模拟生成的波形转换至其对应的数字生成的波形。还考虑了可以在信号处理电路14和控制单元16之间使用调理电路以提供对传感器信号或者模拟生成的波形的进一步调理。

如之前讨论的，控制单元16被构造成从传感器12和/或电路断流器中包括的其它传感器接收信号，以确定是否存在任何跳闸条件。波形发生器22能够在跳闸条件(例如但不限于过流条件以及过温条件等)期间生成对传感器12的输出进行模拟的波形，这能够测试电路断流器11是否正常操作(例如但不限于响应于跳闸条件而跳闸)。

图2的系统10允许没有专用的外部测试装置6(参见图1)时测试电路断流器11。具体地，由于输入装置30不需要生成对传感器12的输出进行模拟的波形，所以输入装置30可以是普遍的电子装置，其比专用的外部测试装置6更易于花费不多地获得。因此，图2的系统10允许电路断流器11的改进测试。

根据公开的构思的另一示例性实施例的用于测试电路断流器11’的系统10’示于图3中。图3的系统10’类似于图2的系统10。不过，在图3的系统11’中，电路断流器11’包括设置于其外部的测试按钮40。

测试按钮40可以由用户致动，以开始电路断流器11’的测试。更详细地，测试按钮40电连接至通信接口20，通信接口20在测试按钮40被致动时接收信号。响应于接收到信号，通信接口20使波形发生器22生成一个或者多个预定的波形。

测试按钮40是一个简单装置，其没有专用测试装置6(见图1)或者输入装置30(见图2)那么贵。因此，系统10’允许花费不多地测试电路断流器11’。考虑了在不偏离公开的构思的范围下，图2的系统10可以被改进以包括测试按钮40。

图4是根据公开的构思的另一示例性实施例的用于测试电路断流器11”的系统10”的示意图。图4的系统10”类似于图2的系统10。不过，更加详细地示出图4的电路断流器11”，其包括可分离触点50、操作机构52和跳闸电路54。电路断流器11”还包括被构造成电连接至受保护电路的线路端子56和负载端子58。

可分离触点50设置在线路端子56中的一个和负载端子58中的一个之间。可分离触点50被构造成打开以中断在线路端子和负载端子56、58之间流动的电流。操作机构52是被构造成跳闸打开可接触触点50的装置，跳闸电路54被构造成输出信号以使操作机构52跳闸打开可分离触点50。控制单元16电连接至跳闸电路54，并控制跳闸电路54输出使操作机构52跳闸打开可分离触点50的信号。

电路断流器11”包括设置在线路端子56中的一个和负载端子58中的一个之间的传感器12’。传感器12’是电流传感器，其感测在线路和负载端子56、58之间流动的电流。当控制单元16基于传感器12’的输出检测到故障条件(例如不限于过流条件)时，控制单元16控制跳闸电路54输出使操作机构52跳闸打开可分离触点50的信号。

波形发生器22被构造成生成对传感器12’的输出进行模拟的波形，以便测试电路断流器11”。例如，波形发生器22可以生成与故障条件对应的传感器12’的输出。如果电路断流器11”正常工作，则操作机构52应当响应于此波形跳闸打开可分离触点50。

图5a-5c是可以由波形发生器22生成的示例性波形的图形。图5a是标准正弦信号的示例。图5b是高频脉冲信号的示例。图5c是相控信号的示例。考虑了波形发生器22可以以适于模拟传感器的输出的任何方式操纵图5a-5c中所示的波形。要认识到波形发生器22不局限于生成图5a-5c中所示的基础波形，而是波形发生器22可以生成对传感器的输出进行模拟的任何波形。

考虑了在不偏离公开的构思下，波形发生器22可以生成模拟或者数字波形。还考虑了在从波形发生器22生成到控制单元16再次接收和处理的任何时候，生成的波形可以是模拟或者数字形式。例如但不局限于，可以以数字波形生成生成的波形，并保持为数字波形，可以以模拟波形生成生成的波形，并保持为模拟波形，或者在不偏离公开的构思的范围下，在任何时候生成的波形都可以在数字和模拟形式之间转换。

图6是根据公开的构思的另一示例性实施例的用于测试电路断流器11”’的系统10”’的示意图。图6的系统10”’类似于图2的系统10。不过，在图6的系统10”’中，波形发生器22’设置在输入装置30’中，而不是在控制单元16’中。波形发生器22’被构造成生成与传感器信号相当的模拟波形，输入装置将模拟波形传送至控制单元16’。控制单元16’然后将模拟波形转换成其对应的数字或者其它适当的波形，并将其输出至信号处理电路14。

尽管已经详细地描述了公开的构思的特定实施例，但本领域技术人员会认识到根据本公开的全面教导，可以对那些细节开发出各种改进和修改。因此，公开的具体布置意味着只是示意性的，不是限制公开的构思的范围，公开的构思的范围被给予所附权利要求的和其任何和所有等同物的全部范围。