專利名稱：帶有初始化裝置的電子跳閘裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子跳閘裝置，包括一個處理單元，接收代表流經要保護的供電系統(tǒng)中的電流的電流信號，其包括保護裝置當所說電流超出預先設定的跳閘值時提供一個跳閘信號，和一個初始化裝置，用來初始化所說的處理單元。
在已知的電子跳閘裝置中，在大于對應于跳閘曲線的時間內，當流經電路斷路器的電極的至少一個電流超出預先設定的電流閾值時，跳閘功能元件提供一個電路斷路器斷開命令。在這些功能元件中，會涉及到長延時或者熱作用功能元件，短延時或者磁作用功能元件，和接地故障保護功能元件。
某些跳閘裝置具有跳閘之后作用于長延時功能元件的熱存儲功能元件(thermal memory functions)。在專利FR2，719，169或者US5，617，078中描述了這種類型的跳閘裝置。
在這種類型的跳閘裝置中，通過利用電容器向電阻器的放電特性，存儲裝置模擬熱作用過程。這種裝置較好地適合于使電路斷路器跳閘和斷開的長延時熱作用功能元件。
其他跳閘裝置含有存儲器，用來存儲電流值或者電路斷路器跳閘或者狀態(tài)信息。這些存儲器通常是由電池或者具有很高值的電容器供電的RAM，或者具有電寫入或者擦除的EEPROM。這些存儲器的管理與跳閘和跳閘之后的初始化相關。如果在基于斷續(xù)故障的中斷供電之后進行初始化，很難檢測包含在存儲器中的數(shù)據(jù)的完整性。
因此，對于不導致跳閘但中斷向跳閘裝置供應電流的斷續(xù)故障，已有的裝置是無效的。
此外，如果這些斷續(xù)故障是由短延時或者接地保護功能元件處理的故障，每次供電恢復，處理初始化將會太麻煩和花太長的時間。例如在具有電阻器和電容器的單元的情況下，每種類型的保護需要一個裝置，并且必須持久地控制電容器的充電。
本發(fā)明的目的在于提供一種跳閘裝置，其具有一個初始化裝置，能夠快速地初始化保護功能元件和具有非?？煽康某跏蓟?。
在根據(jù)本發(fā)明的跳閘裝置中，初始化裝置包括用于在中斷供電之后進行初始化的裝置，該裝置包括至少一個存儲寄存器，與保護裝置相連接，用來存儲保護功能元件的至少一個參數(shù)的值，和當處理單元進行初始化時提供所說至少一個參數(shù)的值；備用供電電路，向所說至少一個存儲寄存器供電，監(jiān)測裝置，用來監(jiān)測與所說至少一個存儲寄存器的一個輸入端連接的備用供電電路，當備用供電電路的電壓下降低于預先設定的閾值時，將寄存器的值復位為零。
用于中斷供電之后進行初始化的裝置最好包括一個第一存儲寄存器，該寄存器與保護裝置和監(jiān)測裝置相連接，用來存儲代表短延時保護功能元件的參數(shù)的值。
該用于中斷供電之后進行初始化的裝置最好包括一個第二存儲寄存器，該寄存器與保護裝置和監(jiān)測裝置相連接，用來存儲代表接地保護功能元件的參數(shù)的值。
該用于中斷之后進行初始化的裝置最好包括一個第三存儲寄存器，該寄存器與保護裝置和監(jiān)測裝置相連接，用來存儲代表長延時保護功能元件的參數(shù)的值。
在一個優(yōu)選實施例中，保護裝置、至少一個存儲寄存器，和用來監(jiān)測供電電路的監(jiān)測裝置設置在一個單一的集成電路中。
在一個具體實施例中，備用供電電路包括一個二極管，連接在供電電源線和備用供電線之間，和一個電容器，連接在備用供電線和基準線之間。
該初始化裝置最好包括用于在中斷供電之后進行初始化的裝置，和用來在跳閘之后進行初始化的裝置。
參照附圖對本發(fā)明的作為非限制性例子給出的具體實施例進行如下的描述，將使本發(fā)明的其他優(yōu)點和特征變得更加清楚，其中

圖1表示包含現(xiàn)有技術中的跳閘裝置的電路斷路器的示意圖；圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的跳閘裝置的處理單元的示意圖；圖3表示包括根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的初始化裝置的處理單元的一部分的詳細示意圖。
圖1中的電路斷路器通過利用操作機構3斷開觸頭2，以保護供電系統(tǒng)1。在該電路斷路器中，跳閘裝置包括電流檢測器4A，4B，4C，其與供電系統(tǒng)的導體連接，來向檢測電路5提供電流信號。電路5向供電電路6提供電流，并且電流信號Ⅰ代表在電源系統(tǒng)的導體中流向處理單元7的電流。當電流信號Ⅰ在預先設定的持續(xù)時間內超出某些的閾值時，處理單元7向繼電器9提供一個跳閘信號8。供電電路6沿饋電線VDD向處理單元提供一個供電電壓，和向跳閘繼電器提供一個繼電器控制電壓VR。VR的電壓可以不同于饋電線VDD的供電電壓。
處理單元7包括一個電流測量模塊10，用來接收電流信號Ⅰ和提供代表相位和/或中性電流的電流信號Ⅸ，和/或一個代表提供給保護功能模塊11的接地電流的信號。通常對提供給模塊11的信號進行采樣，并且在數(shù)字濾波器中進行處理，來動作長延時保護、短延時保護和/或接地保護功能元件。這些保護功能元件向處理模塊12提供保護參數(shù)T的值，來進行跳閘。例如，將提供的值與閾值相比較，當超出所說閾值時提供一個跳閘信號8。
根據(jù)跳閘之后由熱存儲裝置14提供的熱存儲的值，初始化電路13對模塊11的熱保護功能元件或者長延時保護功能元件進行初始化。
在中斷供電和每次電流恢復時進行一次保護功能元件的初始化的斷續(xù)故障的情況下，現(xiàn)有技術的跳閘裝置不能進行正確的初始化。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的跳閘裝置中，在每次電流中斷引起供電停止時，利用所說保護功能元件的輸出參數(shù)的值使保護功能元件初始化是可能的。這種初始化保證高可靠的初始化值。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的跳閘裝置的處理單元的示意圖。在該圖中，處理單元包括用來在中斷供電之后進行初始化的裝置。這些裝置包括至少一個備用寄存器15，一個備用供電電路16和一個供電電路的監(jiān)測電路17，其中備用寄存器15具有與保護功能模塊11的輸出端相連接的輸入端，用來接收參數(shù)T的值。
寄存器15在它的一個輸入端接收保護功能元件的參數(shù)T的值。該參數(shù)T可以代表長延時保護功能元件的熱狀態(tài)和/或短延時或者接地保護功能元件的等效的跳閘參數(shù)。該參數(shù)T取決于輸入電流的值，根據(jù)閾值和時間延遲設定的值相對于時間對該輸入電流的值進行積分。
當進行初始化時，寄存器在它的一個輸出端向模塊11的一個輸入端提供值T1。值T1將模塊11初始化成饋電線VDD的中斷供電之前的先前值T。
通過備用供電電路16向寄存器15供電，備用供電電路16包括一個二極管16，連接在饋電線VDD和備用供電線VS之間，和一個電容器19，連接在線VS和基準線或地線20之間。因此，電容器19形成一個備用的電能存儲器，用來在電流中斷期間向與線VS連接的寄存器15供電。
如果電流中斷供電時間持續(xù)很長大約幾分鐘，特別是短延時和接地保護功能元件，不再需要存儲和用先前的值重新初始化參數(shù)T。此外，長延時保護的熱值必變化，并且可以通過熱存儲器中的初始化進行重新初始化。如果線VS的電壓下降到所說寄存器的工作電壓的之下，太長的中斷供電容易使電容器放電和影響寄存器數(shù)據(jù)。
為了保證數(shù)據(jù)完整地存儲在寄存器中，與線VS連接的監(jiān)測電路17監(jiān)測提供給寄存器的供應電壓，并且一旦VS上的電壓不足，就提供一個復位信號21。
復位信號21刪除記錄在寄存器15中的數(shù)據(jù)。因此，當發(fā)生初始化時，保護功能元件開始按照零值或者缺省值。如果供電VS已經下降由寄存器提供的數(shù)據(jù)是零，或者如果在電流中斷的過程中電壓供應維持現(xiàn)狀則數(shù)據(jù)是可靠的。
保持所記錄的數(shù)據(jù)的持續(xù)時間最好是小于1分鐘，并且電容器19最好具有小于50微法拉(50μF)的值。在一個優(yōu)選實施例中，數(shù)據(jù)存儲時間是大約10秒鐘，并且電容器19的值是大約等于4.7微法拉(4.7μF)。
圖3詳細表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的跳閘裝置的處理單元。在該圖中，測量模塊10向長延時保護功能模塊11L和短延時保護功能模塊11S提供代表相位和中性電流的信號IPN，向接地故障保護模塊11G提供代表零相序或者接地故障電流的信號IG。
模塊11L，11S和11G可以構成模塊11的一部分。它們在其輸出端分別提供代表熱或者長延時功能元件的參數(shù)TL，代表短延時功能元件的參數(shù)TS，和代表接地故障保護功能元件的參數(shù)TG。例如，如果代表對應的電流IPN或者IG的信號超出預先設定的閾值，參數(shù)TL，TS和TG的值增大，如果所說電流信號低于所說的閾值，這些參數(shù)的值減小。
代表參數(shù)TL，TS和TG的信號提供給處理跳閘的處理模塊12。
寄存器15由三個寄存器15L，15S和15G組成。第一寄存器15L接收參數(shù)TL的值，和向模塊11L提供一個初始化值TL1。第二寄存器15S接收參數(shù)TS的值，和向模塊11S提供一個初始化值TS1。第三寄存器15G接收參數(shù)TG的值，和向模塊11G提供一個初始化值TGI。
每個寄存器具有一個由監(jiān)測電路17的信號21命令的刪除或者復位輸入。
因此，如果電流在導體中被中斷，線VDD的供電也中斷，并且寄存器保持參數(shù)TL，TS和TG的值。如果中斷供電持續(xù)例如大約10秒鐘，當進行初始化時，將不刪除寄存器，并且保護功能元件將自動地處于中斷供電之前的狀態(tài)中。
如果中斷供電持續(xù)幾分鐘，寄存器將復位為零，并且保護功能元件將被初始化為缺省值，例如零值。即使中斷供電持續(xù)幾分鐘，特別是在跳閘之后，可以利用熱存儲器值初始化長延時保護功能元件。在圖3中，熱存儲器初始化電路22向長延時保護功能模塊11L的輸入端提供值TLTH。
不管電流中斷的原因，例如，斷續(xù)故障、電路斷路器的跳閘，或者操作供電系統(tǒng)的開關或者觸頭時，寄存器執(zhí)行它們的存儲功能。
例如，如果數(shù)據(jù)是有效的，可以通過寄存器的值用非零值優(yōu)先初始化長延時保護功能元件，或者如果值是零值用熱存儲器值進行初始化。
在另一個實施例中，最好選擇存儲在寄存器中的值與熱存儲器值之間較高的那個值。
權利要求
1．一種電子跳閘裝置，包括一個處理單元(7)，接收代表流經要保護的供電系統(tǒng)中的電流的電流信號(Ⅰ)，包括保護裝置(11)，并且當所說電流超出預先設定的跳閘值時提供一個跳閘信號(8)，和一個初始化裝置(13)，用來初始化所說的處理單元；該跳閘裝置其特征在于初始化裝置包括用于在中斷供電之后進行初始化的裝置(15，16，17)，該裝置包括至少一個存儲寄存器(15，15L，15S，15G)，與保護裝置相連接，用來存儲保護功能元件的至少一個參數(shù)的值(T，TL，TS，TG)，和當處理單元進行初始化時提供所說至少一個參數(shù)的值(TI，TLI，TSI，TGI)；備用供電電路(16，18，19，VS)，向所說至少一個存儲寄存器供電，監(jiān)測裝置(17)，用來監(jiān)測與所說至少一個存儲寄存器的一個輸入端連接的備用供電電路，當備用供電電路的電壓(VS)下降低于預先設定的閾值時，將寄存器的值復位為零。
2．根據(jù)權利要求1所述的跳閘裝置，其特征在于用于中斷供電之后進行初始化的裝置包括一個第一存儲寄存器(15S)，該寄存器與保護裝置(11，11S)和監(jiān)測裝置(17)相連接，用來存儲代表短延時保護功能元件的參數(shù)(TS)的值。
3．根據(jù)權利要求1或2所述的跳閘裝置，其特征在于用于中斷供電之后進行初始化的裝置包括一個第二存儲寄存器(15G)，該寄存器與保護裝置(11，11G)和監(jiān)測裝置(17)相連接，用來存儲代表接地保護功能元件的參數(shù)(TG)的值。
4．根據(jù)權利要求1至3中的任何一個所述的跳閘裝置，其特征在于用于中斷之后進行初始化的裝置包括一個第三存儲寄存器(15L)，該寄存器與保護裝置(11，11L)和監(jiān)測裝置(17)相連接，用來存儲代表長延時保護功能元件的參數(shù)(TL)的值。
5．根據(jù)權利要求1至4中的任何一個所述的跳閘裝置，其特征在于保護裝置(11，11L，11S，11G)，至少一個存儲寄存器(15，15L，15S，15G)，和用來監(jiān)測供電電路的監(jiān)測裝置(17)設置在一個單一的集成電路中。
6．根據(jù)權利要求1至5中的任何一個所述的跳閘裝置，其特征在于備用供電電路(16)包括一個二極管(18)，連接在主供電線(VDD)和備用供電線(VS)之間，和一個電容器(19)，連接在備用供電線和基準線(20)之間。
7．根據(jù)權利要求1至6中的任何一個所述的跳閘裝置，其特征在于該初始化裝置包括用于在中斷供電之后進行初始化的裝置(15，16，17)，和用來在跳閘之后進行初始化的裝置(21)。
全文摘要
一種電子跳閘裝置,包括:一個包括保護裝置的處理單元、和所說處理單元中的初始化裝置。該初始化裝置包括用于在中斷供電之后進行初始化的裝置;該裝置包括:至少一個與保護裝置連接的存儲寄存器;用來存儲保護功能元件的至少一個參數(shù)的值,和當處理單元進行初始化時提供所說至少一個參數(shù)的值。一個備用供電電路,向存儲寄存器供電;和監(jiān)測裝置,用來監(jiān)測當備用供電電路的電壓下降到低于預先設定的閾值時,將刪除寄存器的值。
文檔編號H02H6/00GK1288277SQ00120179
公開日2001年3月21日 申請日期2000年7月20日 優(yōu)先權日1999年9月9日
發(fā)明者皮埃爾·布蘭查德, 埃里克·薩普蒂茨 申請人:施耐德電器工業(yè)公司