電流分配系統(tǒng)中的開關(guān)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于電流分配的開關(guān)設(shè)備，具有：一個從供電看在前面設(shè)置的開關(guān)和至少兩個直接在其后設(shè)置的開關(guān)；一個脫扣單元，其分別自動觸發(fā)開關(guān)斷開；開關(guān)之間的數(shù)字式通信連接，它們通過一個公共的接口與前面設(shè)置的開關(guān)連接；和多個數(shù)字信號，包括一個延遲信號，它分別用信號通知前面設(shè)置的開關(guān)它將中斷電流；并且具有預(yù)先給定的延遲時(shí)間，前面設(shè)置的開關(guān)在接收延遲信號后分別將脫扣延遲該延遲時(shí)間。為在任何時(shí)間都能夠保證保護(hù)功能，建議：所述信號為區(qū)分而具有不同的信號長度，一個信號是撤銷信號，該撤銷信號的由前面設(shè)置的開關(guān)的接收分別結(jié)束由延遲信號所觸發(fā)的延遲，并且撤銷信號的信號長度大于其余的信號的信號長度。
【專利說明】電流分配系統(tǒng)中的開關(guān)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的電流分配系統(tǒng)中的開關(guān)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]已知在電流分配系統(tǒng)中通過開關(guān)特別是低壓功率開關(guān)向單個設(shè)備支路(或者耗電器)分配電流。這些開關(guān)分別為額定電流設(shè)計(jì)并且在故障情況下中斷流過開關(guān)的電流，例如在短路時(shí)出現(xiàn)的電流。在此應(yīng)該分別僅切斷出現(xiàn)故障的或者最接近故障的設(shè)備支路。這種行為被稱為選擇地切斷。至少在每一個從供電看在前面設(shè)置的開關(guān)內(nèi)存在一個檢測裝置和一個脫扣單元。檢測裝置借助變換器分別采集流過開關(guān)的電流，其中脫扣單元驗(yàn)證是否滿足預(yù)先給定的電流條件。如果是，則脫扣單元使開關(guān)脫扣。
[0003]已知這樣的開關(guān)設(shè)備，其中用于選擇地切斷的開關(guān)而彼此通信。于是一個例如特別因?yàn)榇嬖诙搪范鴿M足電流條件的(后面設(shè)置的)開關(guān)通過相應(yīng)的信號將此通知前面設(shè)置的開關(guān)。作為結(jié)果前面設(shè)置的開關(guān)自身不立即斷開，而是在規(guī)定的時(shí)間(預(yù)先規(guī)定的延遲時(shí)間)內(nèi)等待后面設(shè)置的開關(guān)是否脫扣。如果后面設(shè)置的開關(guān)在經(jīng)過上述延遲時(shí)間后未脫扣，則前面設(shè)置的開關(guān)中斷電流流動。該通信途徑分別由供電方向上后面設(shè)置的開關(guān)進(jìn)行。人們稱這種選擇方式為縮短時(shí)間的選擇性控制ZSS,它也被稱為ZSI (Zone SelectiveInterlocking,區(qū)域選擇性聯(lián)鎖)。
[0004]信號可以作為數(shù)字信號構(gòu)建，如從US7058482所知。
[0005]如果在一個開關(guān)后面直接設(shè)置多個開關(guān)，則它們通常通過一個公共的接口例如通過一條總線與前面設(shè)置的開關(guān)連接。
[0006]缺點(diǎn)是，在已知的借助數(shù)字信號的通信中，如果兩個開關(guān)同時(shí)向前面設(shè)置的開關(guān)發(fā)送信號，則可能在公共的接口上出現(xiàn)不確定的狀態(tài)，這可能會影響保護(hù)功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的任務(wù)是避免不確定的狀態(tài)，以便在任何時(shí)間都能夠保證保護(hù)功能。
[0008]該任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征解決；從屬權(quán)利要求表示有利的設(shè)計(jì)方案。
[0009]該解決方案規(guī)定，信號由一個從高狀態(tài)向低狀態(tài)的轉(zhuǎn)移和一個給每一個信號為區(qū)分而分配的(信號特定的)時(shí)間上的信號長度構(gòu)成，一個信號是撤銷信號，該撤銷信號的由前面設(shè)置的開關(guān)的接收分別結(jié)束由延遲信號所觸發(fā)的延遲，以及該撤銷信號的信號長度大于其余的信號的信號長度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面根據(jù)一個實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖中:
[0011]圖1示出了一個電流分配系統(tǒng)，具有一個前面設(shè)置的和兩個后面設(shè)置的開關(guān)，
[0012]圖2示出了根據(jù)圖1的開關(guān)的通信連接，用于傳輸形式為數(shù)字信號的信息，和
[0013]圖3示出了根據(jù)圖2的信號的例子?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]圖1示出了電流分配1，具有三個開關(guān)2、3、4，它們作為低壓功率開關(guān)構(gòu)造，并且在供電5上連接。從供電5看，開關(guān)2直接在兩個開關(guān)3、4前面設(shè)置，而兩個開關(guān)3、4直接在開關(guān)2后面設(shè)置。
[0015]流過直接在后面設(shè)置的開關(guān)3、4的電流也流過前面設(shè)置的開關(guān)2。每一個開關(guān)2、
3、4當(dāng)一般說滿足一個預(yù)先給定的電流條件時(shí)分別自動地?cái)嚅_，這里是當(dāng)超過電流閾值時(shí)。電流閾值例如在短路時(shí)被超過。
[0016]開關(guān)2、3、4按照層次級(分級地)設(shè)置，其中開關(guān)2建立一個層次級(等級)，直接在后面設(shè)置的開關(guān)3、4建立在其下設(shè)置的層次級(等級)。然后直接在開關(guān)3、4后面設(shè)置的開關(guān)(這里不存在)建立位于其下的層次級，等等。
[0017]開關(guān)2、3、4通過通信連接6、7彼此連接。連接6、7作為總線連接6a、7a實(shí)現(xiàn)，并且在前面設(shè)置的開關(guān)2的一個公共的總線接口 8處匯合。
[0018]在圖2中示意性示出了 ZSI系統(tǒng)(或者開關(guān)2、3、4通過總線連接6a、7a的ZSI連接)的基本結(jié)構(gòu)?？梢钥闯觯恳粋€開關(guān)2、3、4既具有通信輸入ZSI_IN2、ZSI_IN3、ZSI_IN4,也具有通信輸出 ZSI_0UT2、ZSI_0UT3、ZSI_0UT4,它們分別屬于一個 ETU/ZSI 模塊:ETU/ZSI2、ETU/ZSI3、ETU/ZSI4，其中，ZSI 是 Zone SelectiveInterlocking( Meldeselektivitat,信號選擇性)的縮寫，ETU是電子脫扣單元(Electronic Trip Unit)的縮寫。公共的總線接口 8位于前面設(shè)置的開關(guān)2的輸入ZSI_IN2處。通過總線連接6a、7a，前面設(shè)置的開關(guān)2和兩個后面設(shè)置的開關(guān)3、4交換信息，也就是說，總線連接6a、7a在這里是雙向連接，但是也可以構(gòu)造為從后面設(shè)置的開關(guān)3、4朝向前面設(shè)置的開關(guān)2的單向連接。
[0019]圖3在此示例性地示出了為信息交換而使用的信號M(Monitor,監(jiān)視)、U (Unlock,解鎖)、G(Ground Fault Current 或接地故障)、S(ShortTime Delay,短時(shí)間延遲)、ESCD (Early Short Circuit Detection 或早期短路檢測)和 UL (Help,幫助)。信號 G、S 和ES⑶都一般地屬于延遲信號IL (Interlock，聯(lián)鎖)。
[0020]信號M相應(yīng)于監(jiān)視信息，它用于例如可能出現(xiàn)的斷線的檢查，信號U相應(yīng)于例如對于短路重新消失的情況的用于撤銷延遲信號IL的解鎖信息，信號S相應(yīng)于短時(shí)間延遲信息，信號ESCD相應(yīng)于早期短路識別，信號G相應(yīng)于對于已識別的接地故障的信息，信號UL相應(yīng)于幫助信息。
[0021]信號M、U、G、S、ES⑶和UL具有數(shù)字形式，并且分別由兩個狀態(tài)組成，它們的電壓電平在這里要么是O伏特(低狀態(tài))要么是+5伏特(高狀態(tài))。信號M、U、G、S、ES⑶、UL在具有低狀態(tài)時(shí)被置位(亦即邏輯I)，在具有高狀態(tài)時(shí)不被置位(亦即邏輯0)。
[0022]在所有信號]?、比6、5』50)、皿中電壓電平必須從各信號]\^、6、5350)、皿的開始、即它的起始邊緣起在預(yù)先給定的最小60 μ s的時(shí)間內(nèi)位于高狀態(tài)。
[0023]圖3 中信號 M 的時(shí)間長度為 10ysm^#)，US20ys，ESCDS50ys，SS40ys，G為30 μ S以及UL為60 μ S ;也就是說，信號M、U、G、S、ES⑶和UL的區(qū)別是時(shí)間長度不同。時(shí)間長度的不同或者信號M、U、G、S、ES⑶、UL之間的時(shí)間差這里例如分別為10 μ S。
[0024]給一個級的每一開關(guān)2和3、 4預(yù)先規(guī)定一個延遲時(shí)間，以便它們在接收延遲信號IL后延遲開關(guān)2、3、4的脫扣或者自動斷開以及由此的電流中斷。該延遲時(shí)間對于同一級的所有開關(guān)2和3、4分別都相同，它朝向供電5增加。
[0025]因?yàn)殚_關(guān)3、4構(gòu)成最下面的級，所以它們不延遲地脫扣，也就是說它們的延遲時(shí)間是0ms。開關(guān)2的延遲時(shí)間在這里例如是50ms。(在按照圖1的電流分配的情況下，如果在開關(guān)3、4下面存在另外一個唯一的級并且它的開關(guān)構(gòu)成最下面的級并且因此相應(yīng)地不延遲地脫扣，則開關(guān)2的延遲時(shí)間例如是100ms，而開關(guān)3、4的延遲時(shí)間是50ms。)
[0026]信號G、S。ES⑶屬于延遲信號IL,它們用于,通過一個后面設(shè)置的開關(guān)開始前面設(shè)置的開關(guān)的延遲時(shí)間，也就是說在該時(shí)間內(nèi)封鎖它。
[0027]例如，如果開關(guān)3在發(fā)送一個延遲信號IL后并且在經(jīng)過開關(guān)2的50ms的延遲時(shí)間后還不脫扣，則開關(guān)2脫扣。
[0028]特別并且換句話說:如果開關(guān)3識別到短路，則它通過總線連接6a、7a向前面設(shè)置的開關(guān)2發(fā)送信號S作為延遲信號IL，開關(guān)2同樣識別到該短路，但是不脫扣，而是等待預(yù)先給它規(guī)定的、由信號S的接收觸發(fā)的50ms的延遲時(shí)間，也就是說延遲(自己的)脫扣。在經(jīng)過50ms后，如果短路始終還存在則開關(guān)2脫扣。
[0029]如果由于某種原因例如由于出現(xiàn)的技術(shù)上的問題不可能由開關(guān)3中斷電流，則開關(guān)3通過撤銷信號UL重新撤銷通過延遲信號IL觸發(fā)的前面設(shè)置的開關(guān)2的延遲并且由此結(jié)束對于前面設(shè)置的開關(guān)2的封鎖，后者于是立即脫扣。
[0030]撤銷信號UL的信號長度總大于信號M、U、G、S、ES⑶的信號長度，也就是說，一般也大于延遲信號IL的信號長度。
[0031]在兩個信號M、U、G、S、ES⑶同時(shí)發(fā)生時(shí)撤銷信號UL總是起主導(dǎo)作用，因?yàn)樗拈L度通過重疊在最不利的情況下也僅僅延長。也就是說不存在這種危險(xiǎn)，即，在重疊時(shí)產(chǎn)生(形成)一個較弱的(較不重要的)信號，例如信號M，其不使或者太晚使開關(guān)2脫扣。
[0032]需要注意，每一個開關(guān)2、3、4分別具有一個由結(jié)構(gòu)決定的本征延遲時(shí)間，其不可能被低于，并且在此例如是35ms。它必須分別與上面提到的對于所有開關(guān)2、3、4的延遲時(shí)間相加。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電流分配(I)的開關(guān)設(shè)備，具有一個從供電(5)看在前面設(shè)置的開關(guān)(2)和至少兩個直接在其后設(shè)置的開關(guān)(3，4)，特別是低壓功率開關(guān)，其中，流過直接在后面設(shè)置的開關(guān)(3，4)的電流也流過前面設(shè)置的開關(guān)(2)， 具有一個脫扣單元(ETU)，其當(dāng)滿足預(yù)先給定的電流條件時(shí)分別自動觸發(fā)開關(guān)斷開， 具有在前面設(shè)置的和后面設(shè)置的開關(guān)(2，3，4)之間的數(shù)字式通信連接出，7)，后面設(shè)置的開關(guān)通過一個公共的接口(8)與前面設(shè)置的開關(guān)(2)連接，和 具有多個數(shù)字信號(M，U, IL, UL)，它們由至少一個高狀態(tài)和一個低狀態(tài)構(gòu)成，其中，所述信號(M，U，IL，UL)包括一個延遲信號(IL)，其由一個后面設(shè)置的開關(guān)(3，4)分別通過通信連接(6，7)發(fā)送，以便用信號通知前面設(shè)置的開關(guān)(2)電流條件滿足和它將中斷電流，以及 具有預(yù)先給定的延遲時(shí)間，前面設(shè)置的開關(guān)(2)在接收延遲信號(IL)后分別將脫扣延遲該延遲時(shí)間， 其特征在于， 所述信號(M, U, IL, UL)由一個從高狀態(tài)向低狀態(tài)的轉(zhuǎn)移和一個為每一個信號(M, U,IL, UL)為區(qū)分而分配的時(shí)間上的信號長度構(gòu)成， 一個信號(M，U，IL，UL)是撤銷信號(UL)，該撤銷信號的由前面設(shè)置的開關(guān)(2)的接收分別結(jié)束由延遲信號(IL)說觸發(fā)的延遲，以及 所述撤銷信號(UL)的信號長度大于其余的信號(M，U，IL)的信號長度。
【文檔編號】H02H7/26GK103683220SQ201210419479
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月30日
【發(fā)明者】陳維剛, 杜峰, 閔應(yīng)宗, J·Q·吳, 卓越 申請人:西門子公司