用于电子跳闸设备的跳闸原因管理设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电路断路器中的跳闸原因的管理设备。
【背景技术】
[0002]在电子电路断路器的跳闸之后，保存关于跳闸的原因的信息很重要。保存关于紧挨跳闸之前发生的事件的一些信息也很重要。
[0003]在传统方式中，关于跳闸的原因的信息通过微处理器产生，微处理器将此数据存储在存储设备上。微处理器还执行关于跳闸前和跳闸时的电学量的数据的存储。在数据存储期间微处理器上存在重功率需求，数据存储需要使用大尺寸微处理器。
[0004]存在处理此问题的若干文献。例如，文献EP0279692描述了具有故障指示器的断路器。通过单个微处理器存储关于所监视的电源在紧挨故障之前的状态的数据。
[0005]为了简化，通过被监视的线路直接提供电路断路器。在此构造中，当跳闸发生时，电路断路器不再开启。
[0006]文献US5089928描述了使用微处理器监视电路以及存储关于所监视的电路的数据的电路断路器。
[0007]文献US5311392公开了配备两个处理器来监视电源电路的电路断路器。处理器被独立地供电，从而当第一处理器的电源被中断时第二处理器还工作。第一处理器比第二处理器访问更多信息。
[0008]文献US5224011公开了一种在主电源不可用的情况下，用电池进行电子电路中的数据存储的系统。
【发明内容】
[0009]注意到存在提供以更高效且更可靠的方式提供关于跳闸原因的信息的电路断路器的需求。
[0010]通过包括以下项的电路断路器实现此目的:
[0011]-一系列输入端，所述输入端被设计为连接到第一微控制器，所述第一微控制器被配置为测量电源线的电流的特性，以检测所述电源线的电气故障，
[0012]-第二微控制器，其由所述电源线供电并具有第一耗电值，所述第二微控制器被配置为分析来自所述第一微控制器的数据，以便检测所述电源线的电气故障，
[0013]-第三微控制器，其由所述电源线供电并被连接为从所述第一和第二微控制器接收数据，所述第三微控制器被配置为指示所述电路断电器的跳闸的原因，所述第三微控制器具有第二耗电值，所述第二耗电值小于所述第一耗电值，
[0014]-备用供电源，其被配置为在所述电源线不可用的情况下向所述第三微控制器供电。
【附图说明】
[0015]从本发明的具体实施例的以下描述中，其它优点和特征将变得更清楚明显，这些具体实施例仅为了非限制性的示例目的且在附图中表示，其中:
[0016]图1A以示意方式示出了电路断路器的第一实施例，
[0017]图1B以示意方式示出了电路断路器的第二实施例，
[0018]图2示出了电路断路器执行的主要动作的流程图，
[0019]图3A和图3B以示意方式表示电路断路器的两个实施例，
[0020]图4表示用于电池状态的管理的步骤的流程图，
[0021]图5表示序列化(sequencing)电池放电管理方法的范围中电池发出的电流的变化的时间和周期，
[0022]图6表示在电池的终端处测量的电压相对于时间的变化的示例。
【具体实施方式】
[0023]图1A和图1B示出了电力系统2的电源线的监视设备I。在有利方式中，监视设备I形成连接到电力系统2的一个或多个电源线的电路断路器的部分。监视设备分析这些线以便确定它们正常工作还是发生故障。电路断路器配置为通过微控制器分析被监视的电源线的电学特性，以及在检测到电气故障的情况下触发该电源线的断开。设备I可以包括第一微控制器3、第二微控制器4和第三微控制器5，后面将进一步描述它们的细节。作为变型，第一微控制器5位于监视设备I外部，但其连接到设备I的一系列输入端，以便向电力系统2提供关于表示电力系统2的电学量的数据。
[0024]第一微控制器3连接到电力系统2的电源线。第一微控制器3配备测量装置6，以测量电力系统2的量特性(步骤F1)，量特性诸如电压V、电流I和频率f等。第一微控制器3可以集成在电路断路器中或位于电路断路器外部。第一微控制器3还被配置为监视电力系统2以及检测可能的故障。
[0025]在有利实施例中，第一微控制器3由主电源7供电，该主电源7由要被监视的电线提供。该主电源7是第一微处理器3的主要电源。因为电路断路器的供电以及尤其是监视设备I的供电由电力系统2执行或者从该电力系统2分支出来，所以在电路断电器跳闸的情况下，主电源线被中断，并且第一微处理器3不再开启。此外，主电源7传送的电力可以根据连接到电力系统的电负载而变化。
[0026]第一电容器8提供备用电力供应源，以当第一微控制器3的主电源7中断时，在有限的时间中向第一微控制器3供电。以此方式，当跳闸命令发送到电路断电器时，或者当第一微控制器3检测到主电源的失去时，电容器8中剩余足够的能量来执行相关数据向电路断电器的其它组件的传送。该备用电源8允许在电源线上检测到电气故障时记录重要电学数据。
[0027]第一微处理器3可以检测电力系统的故障以及触发电力系统的断开。关于电力系统2以及尤其是关于所监视的线的数据被经由第一通信线9从第一微处理器3传送到电路断电器的不同组件.
[0028]在图1A和图1B所示的具体实施例中，第二微控制器4通过第一通信线9连接到第一微控制器3。以此方式，第二微控制器4通过第一微控制器3接收关于电力系统2的数据。第二微控制器4还可以从监视设备的其它设备接收关于电力系统2的数据。这些其它设备提供电力系统的电学量的测量。
[0029]第二微处理器4的主要功能是分析和存储关于电力系统2的数据。第二微处理器4执行对所测量的电学量的更深入的分析，其使得能够进行对电力系统的更详细的研宄(步骤F2)。在此构造中，第二微控制器4可以因为第一微处理器3未检测到的问题而请求电源系统的断开，例如，电压掉到阈值之下和/或异常频率改变。第二微控制器4还被配置为执行对要监视的线的电学特性(例如电压、频率和/或谐波测量)的更精确的分析，以及将该数据发送给用户和/或其它计算模块。
[0030]对于关于电力系统2的数据的深入分析，第二微控制器4需要大量电力。该电力还可被用于将所收集的数据发送给其它计算模块或用户。对于其的供电，第二微控制器4连接到主电源7。在有利方式中，第二微控制器4由DC/DC电源供电，该DC/DC电源本身由主电源7供电。如之前所描述的，在电力系统发生故障的情况下或者如果主电源7不能提供必要的电力，则第二微控制器4不再能够工作。
[0031]第二电容器8’提供备用第二电源，以当第二微控制器4的主电源7中断时在有限时间中对第二微控制器4供电。以此方式，当发送电路断电器的跳闸命令时或者当第二微控制器4检测到主电源的失去时，电容器8，中剩余足够的能量，以允许将相关数据传送到电路断路器的其它组件。
[0032]第二微控制器4连接到存储器10。存储器10有利地由主电源7供电。在主电源7发生故障的情况下，有利的是将存储器10连接到由电容器11形成的备用供电源，以在有限的时间中提供电力。以此方式，第二微处理器4计算的数据可以记录在存储器10中。
[0033]存储器10有利地是电可擦除可编程非易失性存储器类型，或者是永久磁记录类型的随机访问存储器，或者是能够容易地写入数据并在没有任何电力供应的情况下保持数据的其它类型。用户继而可以读取所记录的数据。
[0034]通过第二通信线12执行第二微控制器4和存储器10之间的数据传送。典型地，所存储的数据来源于对关于电力系统2的信息的分析。例如，该数据涉及电力系统2中存在的交流电的电流1、电压V或频率f随时间的变化和/或一次值。
[0035]在有利方式中，第二微控制器4配置为执行谐波的计算，其需要执行极其耗电的傅立叶变换的计算。
[0036]存在第三微控制器5，并且其利用能够在双向上进行数据传送的协议连接到第二微控制器4。对于其的电力供应，第三微控制器5连接到主电压7。在有利的方式中，第三微控制器5与第二微控制器4例如通过DC/DC转换器连接到相同的电源。
[0037]有利地，第三微控制器5与备用电源13关联，备用电源13是独立于电力系统2的源。该电源可以例如是电池13。电池13是通过氧化还原化学反应将化学能转变为电能的电化学设备。电池13可以是非可再充电的，或者可以称为一次性电池或电池。电池相比于电容是有优势的，因为其在发生故障的情况下更容易替换。
[0038]在主电源7不可用的情况下，第三微控制器5由电池13供电。对第三微控制器5配置电池13，使得在主电源不可用的情况下，第三微控制器5比第一和第二微控制器开启更长时间。优选地，对第三微控制器5配置电池13，以提供第三微控制器5的永久电力供应。永久电力供应的含义在于在比维护操作所需要的时间长得多的时间段上提供第三微控制器的电力供应，从而在电池耗完之前主电源被重建。为了实现这样的结果，第三微控制器提供减少的功能性，消耗极少电力。第三微控制器5提供第一和/或第二微控制器中计算的数据的呈现的功能。第三微控制器5呈现比第二微控制器4的电力消耗更低的电力消耗。例如，第三微控制器5不配备傅立叶变换计算装置。这导致第二微处理器呈现比第三微控制器的电力消耗更高的电力消耗。
[0039]这样的构造使得第二微控制器4能够专门进行高功耗的操作，以便根据第一微控制器3和/或提供电力系统2的电学量的测量的