專利名稱：保護設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據權利要求1的前序部分中所說明的類型的用于保護電系統(tǒng) 的保護設備。
背景技術：
所談及的保護設備保護電系統(tǒng)免受干擾事件引起的損毀和/或破壞。在本公開內容的上下文中，干擾事件被理解為如下事件，即由于該事件的發(fā)生而 為電系統(tǒng)施加以電能，更確切地說，電系統(tǒng)在其適當的功能方面受到損壞或者破壞。對于干 擾事件的例子包括雷擊或靜態(tài)放電，其結果是過壓脈沖和/或過流脈沖例如電流性地、電 感性地或電容性地被耦入到電系統(tǒng)中并且損壞或破壞其功能。前面提及的用于電系統(tǒng)的保護設備對于本領域技術人員而言在結構和功能方面 均是已知的，并且因此無需在本發(fā)明的范圍中進行進一步闡述。然而，已知的保護設備的缺點是其在監(jiān)控、檢查和/或維護方面需要比較高的開 銷。在復雜的例如多級的保護設備的情況下該開銷是特別高的。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的任務是提出一種保護設備，該保護設備克服了所描述的缺點。本發(fā)明通過具有權利要求1的特征的保護設備來解決該任務。此外，本發(fā)明還提 出了一種根據權利要求11所述的方法。根據本發(fā)明，包括多個保護元件(例如排氣裝置、可變電阻、抑制二極管)且必要 時還包括其他元件的保護設備通過診斷裝置來監(jiān)控/檢查，更確切地說，使得該監(jiān)控檢查 整個保護設備，從而不再需要對各個保護元件進行監(jiān)控檢查。因此，以有利的方式降低了用于監(jiān)控、檢查和/或維護所談及的保護設備的開銷。本發(fā)明的其他擴展方案從具體的描述、附圖和從屬權利要求的特征中得到。


以下結合所附的附圖和具體的描述來更為詳細地闡述本發(fā)明。其中圖1以電路形式示出了根據本發(fā)明的保護設備的示意圖，以及圖2示出了示例性的電壓變化曲線的示意圖。
具體實施例方式圖1示出了用于針對干擾事件保護電系統(tǒng)的示例性保護設備1。首先描述保護設備1的結構。在保護設備1的輸入區(qū)域中，在兩個支路E1-A1和E3-A3之間以及在兩個支路 E2-A2和E3-A3之間分別存在火花隙，兩個火花隙在本實施形式中安置在用FS表示的部件中。保護設備的該部分被稱作粗保護并且“消滅”由于干擾事件而被耦入到保護設備1中 的能量的大部分。保護設備1的其余部分被稱作精保護，并且首先用于將出現的電壓限制到對于要 保護的電系統(tǒng)不危險的程度。輸入端子E1通過電阻R1與輸出端子A1連接。與輸出端子 A1和位于PE電勢的輸出端子A3并聯(lián)地有抑制二極管SD1。相應地，輸入端子E2通過電阻 R2與輸出端子A2連接，與輸出端子A2和位于PE電勢的輸出端子A3并聯(lián)地有抑制二極管 SD2。保護級(即粗保護和精保護)的數目并不限于兩級，此外，前面所描述的支路的數 目并不限于兩個。該結構只能理解為示例性的，并且根據應用的情況可以不同地省去和擴 展/改變，而不離開本發(fā)明的范圍。未示出的要針對干擾事件進行保護的電系統(tǒng)、例如測量放大器或工業(yè)PC通過輸 出端子A1至A3連接到保護設備上。輸入端子E1-E3根據應用在其一側與信號源和/或與 提供電能的設備(例如供電網絡)相連。在任何情況下，進行保護設備1和要保護的電系統(tǒng)的安裝和布線，使得在有干擾 事件的情況下耦入的電能在保護設備1的輸入側上被耦入。這對于本領域技術人員而言是 已知的。如果出現干擾事件，則電能被耦入到保護設備1中。由于耦入，出現通過保護元件 (在此為所示出的并且用FS、SD1和SD2表示的部件)的電流，其中如果該電流超過對于相 應的元件允許的值，則該電流會導致這些保護元件的損壞。這樣的值可能涉及電流的持續(xù) 時間和/或植。保護設備1根據本發(fā)明具有示意性示出的診斷裝置2，用于保護設備1的功能狀 態(tài)識別，其中診斷裝置2具有未示出的用于識別干擾事件的干擾事件識別裝置和未示出的 用于檢測第一測量點和第二測量點之間電壓變化曲線的測量裝置。在這里所描述的實施例 中，第一測量點3在電學上處于輸出端子A3的電勢上，而第二測量點4在電學上處于輸出 端子A4的電勢上。在這兩個測量點之間檢測到的電壓或這樣檢測到的電壓變化曲線在以 下被稱作剩余電壓(參見電壓箭頭UR)。測量裝置連續(xù)地、以確定的時間間隔和/或在固定的時刻檢測/測量電壓變化曲 線。借助于由測量裝置檢測到的電壓變化曲線的電壓值，該干擾事件識別裝置根據預先確 定的特征(例如根據確定的斜率、確定的電壓值和/或確定的電壓值范圍)來識別干擾事 件。不言而喻的是，預先確定的特征根據所使用的保護元件(FS、SD1、SD2)來預先確定和規(guī) 定。此外，根據其來識別干擾事件的特征可以與時間特征結合。這樣，為了識別干擾事件， 可以通過干擾事件識別裝置要求在確定的時間段中必須識別出確定的斜率、確定的電壓值 或確定的電壓值范圍，由此干擾事件識別裝置識別干擾事件。這個時間聯(lián)系也可以與所使 用的保護元件(FS、SD1、SD2)有關。如果干擾事件識別裝置已識別出干擾事件，則為此配備有所需單元的測量裝置檢 查電壓變化曲線是否滿足多個預先確定的標準。如果電壓變化曲線滿足這多個預先確定的 標準，則診斷識別裝置2將保護設備1的功能狀態(tài)識別為能運行的，而如果電壓變化曲線不 滿足這多個預先確定的標準，則診斷識別裝置2將保護設備1的功能狀態(tài)識別為不能運行 的。
這多個可預先確定的或者被預先確定的標準可以具有各種單個標準。這些單個標 準又可以涉及斜率、電壓值和電壓值范圍，并且取決于所使用的保護元件和/或要保護的 電系統(tǒng)。圖2示例性地示出了由測量裝置在兩個測量點3、4之間所檢測到的電壓變化曲 線。參照所示出的示例性電壓變化曲線來闡述本發(fā)明，尤其是涉及電壓值范圍的標準。電壓變化曲線在坐標系中示出，其中水平軸(t，單位為iiS)表示時間軸，而垂直 軸(U，單位為伏特)是電壓軸。通過黑線表示的電壓變化曲線5在0秒到時刻、的范圍中具有陡峭上升的變化 曲線，而在時刻、過渡到水平的基本上與時間軸平行的變化曲線，該水平的基本上與時間 軸平行的變化曲線在時刻t2還被提供。此外，借助虛線示出了額定電壓(UN = 24V)，例如在圖1中輸入端子E2和E1之間 饋入的用于要保護的電系統(tǒng)的電源電壓，其中電源電壓在圖1中用箭頭隊表示。示例性地，還示出了上電壓值6(在此示例性地為70V)和下電壓值7(在此為 50V)。為了滿足涉及該電壓值范圍的標準，電壓變化曲線必須在這兩個電壓值之間。所示 出的電壓變化曲線滿足該標準，如可從圖2(Uk = 60V)看到的那樣。診斷裝置在此情況下 將保護設備的功能狀態(tài)識別為能夠運行。此外，為了識別功能能力，要求涉及時間段的標準，例如確定的電壓值在確定的時 間段(、-、)中(如圖2中所示)必須被保持，或者電壓變化曲線最多在確定的時間段中允 許在確定的電壓值范圍中變化。此外，可以有意義的是，測量裝置構建為使得所執(zhí)行的測量以可預先確定的時間 間隔(例如每隔10毫秒)被執(zhí)行以檢測電壓變化曲線，和/或在規(guī)定的確定時刻執(zhí)行測量。如果診斷裝置2識別出預先確定的功能狀態(tài)，則該狀態(tài)可由顯示裝置(例如發(fā)光 二極管)或者通過信號裝置(例如具有被接通的常閉觸點的雙穩(wěn)態(tài)繼電器)顯示和/或為 了進一步處理而被進一步通知給另外的在可能的情況下是上級的電裝置。本發(fā)明并不限于所描述的實施例，該實施例可以以多種方式被修改。尤其可能以 不同于所述的組合執(zhí)行所述的特征。此外可想到為了識別功能狀態(tài)或干擾事件，也考慮電流或者電流變化曲線并且以 與所描述的電壓或電壓變化曲線類似的方式進行監(jiān)控。
權利要求
一種具有至少一個保護元件(FS，SD1，SD2)的保護設備(1)，用于保護電系統(tǒng)免受由于干擾事件引起的損壞和/或破壞，其特征在于，a.所述保護設備(1)具有用于借助測量裝置和干擾事件識別裝置來識別所述保護設備(1)的功能狀態(tài)的診斷裝置(2)，b.其中所述測量裝置設計為檢測在第一測量點和第二測量點(3，4)之間的電壓變化曲線，并且所述測量裝置當所述干擾識別裝置借助多個預先確定的特征識別到干擾事件時被設計為檢查所述電壓變化曲線是否滿足多個預先確定的標準，使得如果由所述測量裝置檢測到的電壓變化曲線滿足所述多個預先確定的標準，則所述保護設備(1)被所述診斷裝置(2)識別為能夠運行，并且如果由所述測量裝置檢測到的電壓變化曲線不滿足所述多個預先確定的標準，則所述保護設備(1)被所述診斷裝置(2)識別為不能運行。
2.根據權利要求1所述的保護設備(1)，其特征在于，所述多個預先確定的特征至少包 括涉及電壓變化曲線的預先確定的斜率的特征和/或涉及電壓變化曲線的預先確定的電 壓值的特征和/或電壓變化曲線的預先確定的電壓值范圍。
3.根據上述權利要求之一所述的保護設備(1)，其特征在于，所述多個預先確定的標 準至少包括限定電壓值范圍的標準。
4.根據權利要求3所述的保護設備(1)，其特征在于，所述電壓值范圍具有預先確定的 下電壓值(7)和預先確定的上電壓值(6)。
5.根據權利要求4所述的保護設備(1)，其特征在于，所述下電壓值(7)為50伏特，而 所述上電壓值(6)為70伏特。
6.根據上述權利要求之一所述的保護設備(1)，其特征在于，所述特征和標準與涉及 時刻和/或時間段的可預先確定的要求結合。
7.根據上述權利要求之一所述的保護設備(1)，其特征在于，所述可預先確定的特征、 標準和/或要求根據所使用的保護元件來預先確定。
8.根據上述權利要求之一所述的保護設備(1)，其特征在于，由所述測量裝置執(zhí)行的 測量以可預先確定的時間間隔和/或在可預先確定的時刻執(zhí)行。
9.根據上述權利要求之一所述的保護設備(1)，其特征在于，所述保護設備(1)具有用 于顯示由所述診斷裝置(2)識別的功能狀態(tài)的顯示裝置。
10.根據上述權利要求之一所述的保護設備(1)，其特征在于，所述保護設備(1)具有 用于進一步通知由所述診斷裝置(2)識別到的功能狀態(tài)的信號裝置。
11.一種用于運行根據上述權利要求之一所述的保護設備(1)的方法，其中，a.測量裝置檢測在第一測量點和第二測量點(3，4)之間的電壓變化曲線，并且當干擾 識別裝置錨助多個預先確定的特征識別到干擾事件時，測量裝置檢查所述電壓變化曲線是 否滿足多個預先確定的標準，以及b.當由所述測量裝置檢測到的電壓變化曲線滿足所述多個預先確定的標準時，所述保 護設備⑴被診斷裝置⑵識別為能夠運行，以及當由所述測量裝置檢測到的電壓變化曲 線不滿足所述多個預先確定的標準時，所述保護設備(1)被所述診斷裝置(2)識別為不能 運行。
全文摘要
具有至少一個保護元件(FS，SD1，SD2)的保護設備(1)用于保護電系統(tǒng)免受由干擾事件引起的損壞和/或破壞，保護設備(1)具有借助測量裝置和干擾事件識別裝置識別保護設備(1)的功能狀態(tài)的診斷裝置(2)，測量裝置設計為檢測第一測量點和第二測量點(3，4)間的電壓變化曲線，測量裝置當干擾識別裝置借助多個預先確定的特征識別到干擾事件時被設計為檢查電壓變化曲線是否滿足多個預先確定標準，使得當測量裝置檢測到的電壓變化曲線滿足多個預先確定標準時，保護設備(1)被診斷裝置(2)識別為能夠運行，當測量裝置檢測到的電壓變化曲線不滿足多個預先確定的標準時，保護設備(1)被診斷裝置(2)識別為不能運行。
文檔編號H02H3/04GK101981777SQ200980111470
公開日2011年2月23日 申請日期2009年3月25日 優(yōu)先權日2008年3月31日
發(fā)明者N·卡斯珀 申請人:威德米勒界面有限公司及兩合公司