[發明專利]具有用于接地故障保護的定義的脫扣函數的脫扣器和方法

無效

• 申請號: 200910133176.3
• 申請日: 2009-04-15
• 公開（公告）號: CN101562324A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: N·B·維森特;M·卡勒;B·小倫哈特;M·E·瓦爾德斯;T·格林伍德
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02H3/08
• 分類號: H02H3/08;G06F17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王 岳;王小衡

技術領域

本發明屬于電路脫扣器的領域，更確切地屬于設定用于脫扣器的接地故障脫扣函數的方法。

背景技術

斷路器用于保護電路免受由于過載條件或相對高電平短路條件的損害。當檢測到過載或短路條件時，斷路器中斷到電路的功率，以防止或至少最小化對電路元件的損害。許多工業斷路器采用可被編程用于特定脫扣特征的脫扣器。在許多情況下，脫扣特征基于隨著電流增加而加速中斷時間的反時間函數(inverse?time?function)。

通常，脫扣特征基于建立斷路器反應時間的斜線(slope)。脫扣特征基于大量不同的被選出以匹配系統保護要求/參數的斜線形式。斜線形式或反時間響應曲線產生與電流成反比的脫扣響應時間。即，電流越大響應時間越快。斜線形式可選自常數斜線形式、或諸如I^2t(安培-平方-秒)和I^4t(安培-四次方-秒)的反時間函數或者由更復雜函數描述的其它形狀。許多脫扣器還采用接地故障保護電路，其在檢測到電流經由非期望的路徑流入地時中斷相關的電路。在接地故障的情況下，在中斷電路前漏電流必定存在一段時間。在這點，接地故障保護電路采用固定時間延遲或者定時響應，脫扣，或者被限定于I^2t反時間函數，該函數與在用于正常過載保護的斷路器短時特征中采用的類似且由熱磁斷路器示范。

發明內容

根據本發明的一個示范性實施例，設定用于脫扣器的接地故障脫扣函數的方法包括激活用于脫扣器的接地故障保護模式，并設定用于脫扣器的多個脫扣函數中的一個。多個脫扣函數中的至少一個為I^4t反時間函數，其建立脫扣特征以在檢測到接地故障指示時中斷電流。該方法進一步包括監控用于接地故障的電路。

根據本發明的另一個示范性實施例，用于電路斷流器的脫扣器包括可操作地耦合到電路的接地故障傳感單元。該接地故障傳感單元提供與在電路中流動的電流對應的接地故障信號。脫扣器還包括可操作地耦合到電路的脫扣裝置。該脫扣裝置基于傳感單元提供的接地故障信號中斷在電路中流動的電流。另外，脫扣器包括可操作地耦合到脫扣裝置的處理器。該處理器建立用于脫扣裝置的多個脫扣函數中的一個。多個脫扣函數中的至少一個為I^4t反時間函數。該I^4t反時間函數基于接地故障信號建立用于脫扣裝置的脫扣特征以中斷電流。

根據本發明的再一實施例，用于監控用于接地故障指示的電路的系統包括脫扣器，該脫扣器包括中央處理器。該中央處理器經由系統總線功能上與接地故障傳感器、用戶接口適配器和存儲一組指令的至少一個存儲器設備互聯。該組指令在被所述處理器執行時使得所述系統監控用于接地故障指示的電路，并基于脫扣函數在檢測到接地故障條件時中斷電流。該脫扣函數包括至少一個通過用戶接口在處理器中設定的I^4t反時間函數選項。

附圖說明

圖1是依據本發明的示范性實施例的包括I^4t接地故障脫扣函數的脫扣器的示意圖。

圖2是示出依據本發明的示范性實施例設定用于脫扣器的I^4t接地故障脫扣函數的方法的流程圖。

圖3是示出在用于圖1的脫扣器的對數標度上繪出的I^4t接地故障脫扣函數的圖。

圖4是示出在對數標度上繪出的I^4t接地故障脫扣函數與典型保險絲脫扣函數相比的圖。以及

圖5是示出在對數標度上繪出的I^4t接地故障脫扣函數與典型斷路器脫扣函數相比的圖。

具體實施方式

首先參照圖1，用于監控用于接地故障的電路的系統通常由2標識。接地故障(GF)監控系統2包括電路斷流器脫扣器4，該電路斷流器脫扣器4包括脫扣裝置6和具有相關存儲器9的處理器或CPU?8。脫扣器4可操作地耦合到電路10和接地故障傳感單元12。接地故障傳感單元12監控用于泄露電流到地的電路10。當檢測到電流泄露時，傳感單元12發信號到處理器6以激活脫扣裝置6，并中斷在電路10中的電流流動。如在下將更全面討論的，脫扣裝置6基于由接地故障脫扣函數建立的脫扣特征中斷到電路10的電流。所采用的特定接地故障脫扣函數可由用戶選擇，以便匹配用于電路10的保護需求。即，脫扣器4耦合到允許用戶為脫扣裝置6選擇各種操作參數的用戶接口適配器或輸入/輸出裝置14。操作參數建立期望的響應/脫扣時間，并提供與下游的保險絲和/或斷路器(未示出)的協調。如果發生電路中斷，輸入/輸出裝置14也提供警報以通知人員電路10有問題。除了提供警報，脫扣器4在事件記錄(event?log)16中記錄每次檢測到的泄漏和/或電路中斷。