[發明專利]與電路保護裝置一起使用的電容檢查和電流監測電路

有效

• 申請號: 201110437562.9
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102570381A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: C·B·威廉斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02H3/22
• 分類號: H02H3/22;G01R31/00;G01R19/165
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;朱海煜

技術領域

本文描述的實施例大體上涉及電路保護裝置，并且更具體地涉及監測電路保護裝置的電容器的充電狀態(charge?status)中使用的設備。

背景技術

已知的配電電路和開關設備一般具有由例如空氣或氣體或固體電介質等絕緣分開的導體。然而，如果這些導體太靠近地安置在一起，或如果這些導體之間的電壓超過這些導體之間的絕緣的絕緣性質，可以發生電弧。例如，這些導體之間的絕緣可以變成電離的，這使絕緣成為導電并且能夠形成電弧閃光。

電弧閃光包括由于兩個相導體之間、相導體和中性導體之間或相導體和接地點之間的故障引起的能量快速釋放。電弧閃光溫度可以達到或超過20,000℃，這可以使導體和鄰近的設備汽化。此外，電弧閃光可以采用不僅是熱而且是強光、壓力波和/或聲波的形式釋放顯著的能量，其足以損壞導體和鄰近的設備。然而，產生電弧閃光的故障的電流水平一般小于短路的電流水平，使得斷路器一般不跳閘或可呈現延遲跳閘，除非該斷路器專門設計成處理電弧故障狀況。

至少一些已知的電路保護裝置包括一個或多個高壓和高能電容器，其用于在設計成安全地容納由二次電弧閃光釋放的能量的外殼內發起該二次電弧閃光。這些電容器可以用于提供能量給燒蝕等離子體槍，其釋放等離子體進入多個電極之間的間隙以便于形成二次電弧閃光。相似地，至少一些已知的電路保護裝置包括一個或多個高壓和高能電容器，其用于通過使導電接觸臂分開而中斷電流流過電路保護裝置。至少一些已知的電容器由于在例如電路保護裝置內產生的熱而經歷性能隨時間失效或下降。然而，難以觀察這些電容器的充電狀態。在電容器充好電或正充電時未推動這些電路保護裝置可能在操作員接觸到電容器的情況下導致嚴重的電擊或燒傷。因此，提供監測和指示電容器的充電狀態的手段和/或提供改變電容器的充電狀態的手段，這是可取的。

發明內容

在一個方面，電路保護裝置包括跳閘機構和至少一個電容器，其配置成存儲電能并且提供電能給該跳閘機構。該電路保護裝置還包括控制器，其通信地耦合于該至少一個電容器并且配置成測量該至少一個電容器的充電特性(charge?property)、將測量的充電特性與閾值比較并且輸出指示該比較的信號。

在另一個方面，提供與電路保護裝置(其具有跳閘機構和配置成存儲供該跳閘機構使用的能量的至少一個電容器)一起使用的測試電路。該測試電路包括電流傳感器和通信地耦合于該電流傳感器的處理器。該電流傳感器配置成測量通過該至少一個電容器的電流。該處理器配置成將測量的電流與閾值電流比較，并且輸出指示該比較的信號。

在另一個方面，提供用于監測供在電路保護裝置中使用的電容器的操作的方法。該方法包括測量通過該電容器的電流、基于測量的電流確定該電容器的操作狀態以及輸出指示該操作狀態的信號。

附圖說明

圖1是示范性電力系統的示意框圖。

圖2是可與在圖1中示出的電力系統一起使用的示范性配電系統的示意框圖。

圖3是可與在圖2中示出的電路保護裝置一起使用的示范性電氣架構的示意框圖。

圖4是在圖2中示出的電路保護裝置的示意電路圖。

圖5是在圖2中示出的電路保護裝置的備選實施例的示意電路圖。

圖6是圖示用于使用測試電路來監測在圖2中示出的電路保護裝置的電容器操作的示范性方法的流程圖。

具體實施方式

用于監測電路保護裝置內的電容器的電容的系統、方法和設備的示范性實施例在本文詳細描述。這些實施例便于通過監測由電容器消耗的電流來監測電容器或電容器組是否具有足夠的電容。測量可以是單次測量，例如在初始充電時間期間，或可以是重復測量，例如定期測量。能夠近似連續監測由電容器消耗的電流便于在電路保護裝置隨后重置之前檢測電容器失效或電容器退化。此外，本文描述的實施例便于在多個操作模式期間監測電容器和/或其他電路部件的電流消耗。例如，電路保護裝置的第一操作模式可使電容器抽取第一電流水平，并且第二操作模式可使電容器抽取第二電流水平。將該第一和第二電流水平與對于每個操作模式的相應的電流分布進行比較使得電路保護裝置能夠確定電容器或任何其他電路部件是否如期望的那樣起作用。