專利名稱：電弧監(jiān)控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及用于例如開關(guān)裝置或工業(yè)電氣裝置的低壓、中壓和高壓的電氣裝
置的監(jiān)控和安全設(shè)備的領(lǐng)域。此外，本發(fā)明特別地涉及設(shè)置為在例如開關(guān)裝置內(nèi)發(fā)生電弧 的情況中使斷路器跳閘的電弧監(jiān)控器領(lǐng)域。電弧監(jiān)控器包括至少一個電弧檢測器且電弧監(jiān) 控器被設(shè)置為可操作地連接到至少一個斷路器。 本發(fā)明也涉及包括這樣的電弧監(jiān)控器的電氣裝置，以及涉及這樣的電弧監(jiān)控器作 為監(jiān)控和安全設(shè)備在電氣裝置內(nèi)的使用。
背景技術(shù)：
在例如開關(guān)裝置和工業(yè)電氣裝置的低壓、中壓和高壓應(yīng)用中的短路典型地伴隨有 電弧的發(fā)生。電弧的發(fā)生總是導(dǎo)致對于設(shè)備的明顯損壞，且如果在起電弧時人員在場，則他 們有受到嚴(yán)重或致命傷害的風(fēng)險，除非電弧非常迅速地被熄滅。 已知在電氣裝置內(nèi)設(shè)置具有電弧監(jiān)控器形式的監(jiān)控和安全設(shè)備。電弧監(jiān)控器的目 的是當(dāng)發(fā)生電弧時通過使開關(guān)裝置的斷路器在從電弧形成起數(shù)毫秒的時間內(nèi)跳閘而防止 或限制對設(shè)備和人員的損害。為識別電弧的發(fā)生，電弧監(jiān)控器包括多個電弧檢測器，所述電 弧檢測器位于電氣裝置內(nèi)可能發(fā)生起電弧的合適的位置處。 短路可以例如作為當(dāng)操作者在開關(guān)裝置的帶電部分上丟下工具、或?qū)⒐ぞ哌z忘在 鄰靠開關(guān)裝置的帶電部分時的錯誤或事故的結(jié)果而發(fā)生；或作為可以導(dǎo)致熱和火花形成的 不良電連接的結(jié)果而發(fā)生；或作為動物進(jìn)入開關(guān)裝置且由于接觸帶電部分而導(dǎo)致短路的結(jié) 果而發(fā)生。 在這樣的情況下，當(dāng)電弧發(fā)生時，電弧監(jiān)控器被設(shè)置為快速使例如開關(guān)裝置的主 斷路器跳閘，以縮短電弧燃燒時間。因此，防止或限制對于設(shè)備和人員的損害的風(fēng)險，且維 護(hù)人員對于開關(guān)裝置的可接近性增加，使得可以盡可能快速處理故障。因此，可以移除造成 短路的工具或動物，或擰緊松動的螺釘。 常規(guī)的電弧監(jiān)控器包括固定個數(shù)的電弧檢測器輸入端子，例如十個端子，且可以 因此僅裝配有相同個數(shù)的電弧檢測器。如果其中設(shè)置有監(jiān)控和安全設(shè)備的電氣裝置具有相 當(dāng)大的尺寸，則可能需要多于十個電弧檢測器。這意味著多個電弧監(jiān)控器必須用于覆蓋整 個電氣裝置，所述電弧監(jiān)控器相互并聯(lián)地連接到斷路器。使用多個電弧監(jiān)控器存在空間要 求，且總成本為不必要地高。另外，常規(guī)的電弧監(jiān)控器僅可操作地連接到單個的斷路器，通 常為例如開關(guān)裝置的電氣裝置的主斷路器。在相當(dāng)大尺寸的電氣裝置中，例如在具有帶有 分開的或共享的子斷路器的多個分開的隔室的裝置中，在該多個隔室的一個內(nèi)發(fā)生電弧時 有時不需要關(guān)閉整個電氣裝置。問題是如果將整個電氣裝置關(guān)閉，則運行的干擾將不必要 地影響客戶/使用者。另外，在完全關(guān)閉后，可能需要數(shù)日才能從相當(dāng)大尺寸的電氣裝置中 摘除全部的電負(fù)載，即電負(fù)載必須逐漸被剝離，這將進(jìn)一步影響從開始時已經(jīng)受到不必要 的影響的客戶/使用者。如果要求電氣裝置的隔室的分開的或共享的子斷路器被分開地控 制，則即使電弧監(jiān)控器的僅幾個電弧檢測器需要和/或用于監(jiān)控所述隔室，常規(guī)地也必須將分開的電弧監(jiān)控器專用于此任務(wù)。這使得設(shè)備的大部分不被利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是減少目前已知的電弧監(jiān)控器的前述缺點，且提供改進(jìn)的電弧監(jiān)控 器。本發(fā)明的主要目的是提供最初限定類型的改進(jìn)的電弧監(jiān)控器，所述電弧監(jiān)控器可適合 于特定電氣裝置的需要。 本發(fā)明的另一個目的是提供在大的電氣裝置內(nèi)要求更少的空間的電弧監(jiān)控器。
本發(fā)明的另一個目的是提供當(dāng)使用在大的電氣裝置中時比常規(guī)電弧監(jiān)控器解決 方案更廉價的電弧監(jiān)控器。本發(fā)明的再另一個目的是提供可連接到不同類型的電弧檢測器 的電弧監(jiān)控器。本發(fā)明的目的也是提供其功能和狀態(tài)可被遠(yuǎn)程測試和檢查的電弧監(jiān)控器。
根據(jù)本發(fā)明，至少主要目的通過具有在獨立權(quán)利要求中限定的特征的最初限定的 電弧監(jiān)控器、包括這樣的電弧監(jiān)控器的電氣裝置以及電弧監(jiān)控器作為監(jiān)控和安全設(shè)備的使 用來實現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)一步在從屬權(quán)利要求中限定。 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供最初限定類型的電弧監(jiān)控器，其特征在于電弧監(jiān)控 器包括基本單元和至少一個擴展單元，該擴展單元包括至少一個電弧檢測器輸入端子，所 述至少一個電弧檢測器可連接到所述至少一個電弧檢測器輸入端子，且所述基本單元包括 控制單元，另外該擴展單元可操作地可連接到所述控制單元且被設(shè)置為將電弧發(fā)生信號發(fā) 送到所述控制單元，所述控制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中發(fā)送用于使所述至少一個 斷路器跳閘的跳閘信號。 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供根據(jù)權(quán)利要求13的包括至少一個斷路器和最初限 定類型的電弧監(jiān)控器的電氣裝置。 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供根據(jù)權(quán)利要求14的電弧監(jiān)控器作為監(jiān)控和安全設(shè) 備在電氣裝置內(nèi)的使用。 因此，本發(fā)明基于如下見解，即由模塊形成電弧監(jiān)控器的構(gòu)思將節(jié)約空間和成本， 且將允許用于特定的電氣裝置的可更適應(yīng)的監(jiān)控和安全設(shè)備。因此，使用包括檢查是否已 經(jīng)發(fā)生電弧、且將跳閘信號發(fā)送到所述的斷路器的所有必需部件的基本單元，并使用包括 相同或不同類型的電弧檢測器的一個或多個擴展單元，這對于用于小型和大型電氣裝置和 用于不同類型的電氣裝置所使用的一個且相同的電弧監(jiān)控器都是需要的，且這對于特定電 氣裝置仍將提供合適和充分的保護(hù)。 在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，至少一個擴展單元包括可編程邏輯電路，所述可編程 邏輯電路被設(shè)置為將來自電弧檢測器的電弧檢測器信號轉(zhuǎn)換為電弧發(fā)生信號，所述電弧發(fā) 生信號被鏈接到所述電弧檢測器輸入端子。這意味著基本單元的控制單元可以接收哪個電 弧檢測器已檢測到電弧的信息。 在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，基本單元的控制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中記 錄來自擴展單元的電弧發(fā)生信號且發(fā)送用于使可操作地鏈接到特定的電弧檢測器輸入端 子的至少一個斷路器跳閘的跳閘信號。這意味著基本單元的控制單元可以確定哪個電弧檢 測器已檢測到電弧，且因此使相關(guān)的斷路器跳閘。 在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，基本單元包括電弧檢測器可連接到的基本單元的至少 一個電弧檢測器輸入端子。這意味著基本單元包括其自己的電弧檢測器輸入端子且因此可以在無任何擴展單元的情況下被使用。另外，基本單元的所述電弧檢測器輸入端子可操作 地連接到控制單元，所述控制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中記錄來自電弧檢測器的電 弧檢測器信號并且發(fā)送用于使可操作地鏈接到電弧檢測器輸入端子的至少一個斷路器跳 閘的跳閘信號。這意味著基本單元的控制單元被設(shè)置為從連接到基本單元的電弧檢測器輸 入端子的電弧檢測器接收電弧檢測器信號并且從連接到擴展單元的電弧檢測器輸入端子 的電弧檢測器接收電弧發(fā)生信號。 根據(jù)優(yōu)選實施例，每個電弧檢測器被設(shè)置為檢測高于預(yù)定水平的溫度，或煙的存 在，或大于預(yù)定量的壓力差，或高于預(yù)定強度的發(fā)光。這意味著電弧監(jiān)控器可以通過不同的 物理現(xiàn)象檢測電弧的發(fā)生，以在特定電弧檢測器的位置處檢測最合適的物理現(xiàn)象。另外，為 防止偽報警，不同類型的電弧檢測器可以使用在電氣裝置的相同區(qū)內(nèi)，使得檢測與電弧發(fā) 生相關(guān)的至少兩種不同的物理現(xiàn)象。 在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，電弧監(jiān)控器包括可操作地連接到基本單元的控制單元 的控制面板。因此，電弧監(jiān)控器的狀態(tài)可以被測試和檢查，而不使用例如計算機的任何外部 設(shè)備。另外，所述控制面板可包括可解除地連接到基本單元的主控制面板和遠(yuǎn)離于所述基 本單元設(shè)置的次控制面板，這導(dǎo)致在進(jìn)入所述的電氣裝置之前可以通過使用次控制面板來 測試電弧監(jiān)控器的功能。 根據(jù)優(yōu)選實施例，電弧監(jiān)控器具有缺省運行模式，在此模式期間基本單元被設(shè)置 為可操作地連接到所述至少一個斷路器，且具有臨時測試模式，在此模式期間基本單元被 設(shè)置為可操作地從至少一個斷路器斷開小于100毫秒的時間段，電弧監(jiān)控器包括至少一個 電弧檢測器和電弧檢測器測試器，所述電弧檢測器測試器包括至少一個人造電弧發(fā)出裝 置，在臨時測試模式期間電弧檢測器可暴露于從所述電弧檢測器測試器發(fā)出的人造電弧以 測試電弧檢測器的功能，其中基本單元的控制單元被設(shè)置為檢查所發(fā)出的人造電弧是否被 至少一個電弧檢測器所檢測到且被記錄在所述控制單元內(nèi)。這意味著電弧監(jiān)控器的功能可 以按時間安排或手動測試，以獲得電弧監(jiān)控器是否充分起作用或者需要維護(hù)的指示。


對于本發(fā)明的前述和其他特征和優(yōu)點的更完整的理解將從其他從屬權(quán)利要求中
以及從如下的結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述中顯而易見，其中 圖1是發(fā)明的電弧監(jiān)控器的前部的示意圖； 圖2是根據(jù)圖1的電弧監(jiān)控器的示意性分解側(cè)視圖； 圖3是根據(jù)圖1的電弧監(jiān)控器的控制面板和基本單元的前部的示意圖；禾口
圖4是包括發(fā)明的電弧監(jiān)控器的電氣裝置的示意圖。
具體實施例方式
圖1至圖4中示意性地公開了總地標(biāo)識為1的發(fā)明的電弧監(jiān)控器。發(fā)明的電弧監(jiān) 控器1的主要目的是作為用于例如開關(guān)裝置或工業(yè)電氣裝置的總地標(biāo)識為2的低壓、中壓 或高壓電氣裝置的監(jiān)控和安全設(shè)備而工作。電弧監(jiān)控器1可操作地連接到至少一個斷路器 3、3'，并且被設(shè)置為在發(fā)生電弧時使至少一個斷路器3、3'跳閘，例如在開關(guān)裝置2的供 電干線上的主斷路器3和/或布置在開關(guān)裝置2的一個隔室內(nèi)或負(fù)責(zé)開關(guān)裝置2的一部分的子斷路器3'，以防止進(jìn)一步的能量到達(dá)電弧且因此將電弧熄滅。應(yīng)指出的是電弧監(jiān)控器 1包括進(jìn)行在此文檔中所描述的不同功能所需的所有硬件和軟件。在此未明確描述的部分 被認(rèn)為對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見的。 發(fā)明的電弧監(jiān)控器1包括基本單元4、擴展單元5和至少一個電弧檢測器6。在示 出的實施例中，電弧監(jiān)控器1包括兩個擴展單元5和總地標(biāo)識為7的控制面板。每個擴展 單元5包括至少一個電弧檢測器輸入端子8，通常包括十個或更多個，每一個被設(shè)置為接收 一個電弧檢測器6。另外，擴展單元5包括可編程邏輯電路(未示出)等，作為電弧發(fā)生的 情況的結(jié)果，它們能進(jìn)行工作以將來自連接到特定的電弧檢測器輸入端子8的電弧檢測器 6的電弧檢測器信號轉(zhuǎn)換為電弧發(fā)生信號。所述電弧發(fā)生信號優(yōu)選地鏈接到所述特定電弧 檢測器輸入端子8。特定的電弧發(fā)生信號和特定的電弧檢測器輸入端子8之間的鏈接可以 通過將所述電弧發(fā)生信號進(jìn)行電子標(biāo)記來實現(xiàn)，或通過使擴展單元5的特定輸出端子9，即 輸出端子9的組的特定引腳專用于擴展單元5的每個電弧檢測器輸入端子8來實現(xiàn)。
基本單元4包括可操作地可連接到每個擴展單元5的控制單元(未示出)，該擴展 單元被設(shè)置為將電弧發(fā)生信號發(fā)送到所述控制單元。控制單元被設(shè)置為記錄來自擴展單元 5的電弧發(fā)生信號，且發(fā)送用于使特定的斷路器3、3'跳閘的跳閘信號，所述斷路器3、3' 可操作地鏈接到特定的電弧檢測器輸入端子8，該特定的電弧檢測器輸入端子8鏈接到特 定的電弧發(fā)生信號。 在優(yōu)選實施例中，基本單元4包括電弧檢測器6可連接到的該基本單元4的至少 一個電弧檢測器輸入端子8'。所述基本單元4的電弧檢測器輸入端子8'可操作地連接到 基本單元4的控制單元。基本單元4的控制單元被設(shè)置為作為電弧發(fā)生情況的結(jié)果記錄來 自連接到基本單元4的電弧檢測器端子8'的電弧檢測器6的電弧檢測器信號?；締卧?4可以包括可編程邏輯電路(未示出)等，作為電弧發(fā)生的情況的結(jié)果，它們能進(jìn)行工作以 將來自連接到基本單元4的特定的電弧檢測器輸入端子8'的電弧檢測器6的電弧檢測器 信號轉(zhuǎn)換為電弧發(fā)生信號。因此，這可以與嵌入在基本單元4內(nèi)的擴展單元進(jìn)行比較。所 述電弧檢測器信號或電弧發(fā)生信號優(yōu)選地鏈接到所述基本單元4的特定的電弧檢測器輸 入端子8'。特定的電弧檢測器信號或電弧發(fā)生信號與基本單元4的特定的電弧檢測器輸 入端子8'之間的鏈接可以通過將所述電弧檢測器信號或電弧發(fā)生信號進(jìn)行電子標(biāo)記來實 現(xiàn)，或通過使基本單元4的控制單元的特定輸入端子專用于基本單元4的每個電弧檢測器 輸入端子8'來實現(xiàn)。另外，基本單元4的控制單元被設(shè)置為發(fā)送用于使斷路器3、3'跳閘 的跳閘信號，所述斷路器3、3'可操作地鏈接到基本單元4的特定的電弧檢測器輸入端子 8'，該特定的電弧檢測器輸入端子8'鏈接到特定的電弧檢測器信號或電弧發(fā)生信號。
在圖4的示出實施例中，電弧監(jiān)控器1包括至少第一和第二電弧檢測器輸入端子 8、8'，且基本單元4被設(shè)置為可操作地連接到至少第一和第二斷路器3、3'，第一電弧檢 測器輸入端子8可操作地鏈接到例如子斷路器的第一斷路器3'，且第二電弧檢測器輸入 端子8'可操作地鏈接到例如主斷路器的第二斷路器3。應(yīng)指出的是每個電弧檢測器輸入 端子8、8'可以可操作地鏈接到多個斷路器3、3'，且多個電弧檢測器輸入端子8、8'可以 可操作地鏈接到一個斷路器3、3'。 每個擴展單元5可以可解除地緊固在基本單元4的座10內(nèi)，例如通過螺旋到相應(yīng) 的孔12內(nèi)的兩個螺釘11緊固，所述孔12可以布置在每個座10的確定位置的凸柱內(nèi)。因此，擴展單元5在此實施例中裝配在確定位置的凸柱上，且然后兩個螺釘11螺旋到所述孔 12內(nèi)。當(dāng)被接收在座10內(nèi)時，擴展單元5的輸出端子9的組被接收在基本單元4的輸入 端子13的組內(nèi)。優(yōu)選地，擴展單元5的每個輸出端子9被接收在基本單元4的相應(yīng)的輸 入端子13內(nèi)，輸入端子13的組連接到基本單元4的控制單元。擴展單元5也可以位于遠(yuǎn) 離基本單元4，擴展單元5的輸出端子9的組可操作地連接到基本單元4的輸入端子13的 組，例如通過電纜連接。如果應(yīng)被電弧檢測器6監(jiān)控的位置位于遠(yuǎn)離基本單元4，則可以使 用此實施例。然而，因為容易將擴展單元5安裝和拆卸，例如不需要額外的設(shè)備，所以擴展 單元5緊固在基本單元4的座10內(nèi)是優(yōu)選的。另外，因為電信號對于電噪聲敏感，信號從 擴展單元5到基本單元4的控制單元的路徑長度應(yīng)該盡可能地短。因此，短的電纜要求更 少地支持電子設(shè)備和屏蔽。另外，操作者接收擴展單元5的安裝是否成功的直接視覺反饋。 擴展單元5安裝在座10內(nèi)，根據(jù)圖2座10優(yōu)選地以臺階方式布置，以便于擴展單元5的安 裝，并且便于對擴展單元5和基本單元4 二者的電弧檢測器輸入端子8、8'的接觸。
電弧監(jiān)控器的電弧檢測器6可以具有不同的類型，該電弧檢測器6檢測與電弧發(fā) 生相關(guān)的不同的物理現(xiàn)象。電弧形成極高的熱、大的壓力脈沖、強光以及煙。因此，不同類 型的電弧檢測器6可以設(shè)置為檢測預(yù)定水平以上的溫度，或煙的存在，或大于預(yù)定量的壓 力差，或高于預(yù)定強度的發(fā)光。優(yōu)選地，電弧檢測器6是光學(xué)電弧檢測器6。電弧檢測器6 從擴展單元5和基本單元4的電弧檢測器輸入端子8、8'分別延伸向其自由端。光學(xué)電弧 檢測器6的自由端被設(shè)置為使光進(jìn)入光學(xué)電弧檢測器6。所述光學(xué)電弧檢測器6被設(shè)置為 將檢測到的光從所述自由端傳導(dǎo)到擴展單元5或基本單元4。優(yōu)選地，每個光學(xué)電弧檢測器 6包括光纜，優(yōu)選地為不透光光纜，和檢測器頭14，所述檢測器頭14被設(shè)置為檢測來自鄰近 區(qū)A的光，該區(qū)A優(yōu)選地是至少180°的扇形，優(yōu)選地為至少300。的扇形，且在包括光學(xué)電 弧檢測器的自由端的軸向延伸的延長的任意平面上觀看時，區(qū)A達(dá)到直至距檢測器頭14為 3米的距離。因此，所述扇形優(yōu)選地相對于光學(xué)電弧檢測器的軸向延伸是旋轉(zhuǎn)對稱的。其他 類型的電弧檢測器6以等同的方式起作用。 一個且相同的擴展單元5可以包括布置為接收 相同類型的電弧檢測器6或不同類型的電弧檢測器的電弧檢測器輸入端子8的組。特定的 擴展單元5被布置為將不同類型的電弧檢測器信號轉(zhuǎn)換為電弧發(fā)生信號，該電弧發(fā)生信號 優(yōu)選地具有相同的類型而與電弧檢測器輸入端子8的類型無關(guān)。 基本單元4的控制單元優(yōu)選地被設(shè)置為檢測是否有任何擴展單元5連接到基本單 元4，和何種類型的電弧檢測器輸入端子8存在于特定的擴展單元5內(nèi)，和電弧檢測器輸入 端子8的哪一個被電弧檢測器6占據(jù)?？商娲?，操作者可以手動地向基本單元4的控制 單元指令是否有任何擴展單元5可操作地連接到該控制單元和哪個電弧檢測器輸入端子 被占據(jù)。操作者必須向基本單元4的控制單元指令哪個電弧檢測器輸入端子8、8'可操作 地鏈接到哪個斷路器3、3'。 電弧監(jiān)控器1的控制面板7可操作地連接到基本單元4的控制單元?？刂泼姘? 包括顯示器15和至少一個鍵16，例如軟鍵。在優(yōu)選實施例中，控制面板7可解除地連接到 基本單元4，如在圖2中公開，并且被接收在座17內(nèi)。在示出的實施例中，兩個螺釘18螺旋 到座17的相應(yīng)的孔19內(nèi)。當(dāng)被接收在座17內(nèi)時，控制面板7的觸點(未示出)連接到基 本單元4的觸點(未示出)?？商娲?，控制面板7可以被布置為遠(yuǎn)離基本單元4，例如從 電氣裝置2的外側(cè)可接觸，并且例如通過電纜可操作地連接到基本單元4的控制單元。優(yōu)選地，控制面板7包括可解除地連接到基本單元4的主控制面板20，和被布置為遠(yuǎn)離所述基 本單元4的次控制面板21，例如從電氣裝置2的外側(cè)可接觸，見圖4。次控制面板21可以 是計算機。 通過控制面板7，操作者可以獲得關(guān)于電弧監(jiān)控器的狀態(tài)的信息，且可以將不同的 信息輸入到控制單元，如以上所述。 在優(yōu)選的實施例中，根據(jù)圖4，電弧監(jiān)控器1具有缺省運行模式，在該模式期間基 本單元4被設(shè)置為可操作地連接到所述至少一個斷路器3、3'，并且具有臨時測試模式，在 該模式期間基本單元4被設(shè)置為從至少一個斷路器3、3'可操作地斷開小于100毫秒的時 間段t。另外，電弧監(jiān)控器1包括電弧檢測器測試器22，該電弧檢測器測試器22包括至少 一個人造電弧發(fā)出裝置(未示出)，例如發(fā)光裝置，如放電管、發(fā)光二極管或激光器。電弧檢 測器測試器22應(yīng)以這樣的方式設(shè)置，即在臨時測試模式期間使得電弧檢測器6暴露于從所 述電弧檢測器測試器22發(fā)出的人造電弧，以測試電弧檢測器6的功能?；締卧?的控制 單元被設(shè)置為檢查所發(fā)出的人造電弧是否被至少一個電弧檢測器6檢測到并且被記錄在 所述控制單元內(nèi)。另外，基本單元4的控制單元被設(shè)置為生成所述人造電弧是否被記錄的 指示，該指示優(yōu)選地顯示在控制面板7的顯示器15上。測試模式可以根據(jù)例如一 日一次的 時間計劃開始，或在進(jìn)入電氣裝置2之前由操作者手工開始。 根據(jù)本發(fā)明，時間段t的長度小于100毫秒，優(yōu)選地小于75毫秒，更優(yōu)選地小于50 毫秒，再更優(yōu)選地小于25毫秒，且最優(yōu)選地小于10毫秒，且可能大約為7毫秒。如果真實 的電弧在與時長t開始時相同的時間發(fā)生或在所述時間段t的期間發(fā)生，假定在時間段t 之后真實的電弧仍繼續(xù)且被光學(xué)電弧檢測器6的自由端所檢測到，則在時間段t結(jié)束之前 將不發(fā)送跳閘信號到斷路器3、3'。時間段t的長度使得真實的電弧不具有足夠的時間在 程度方面發(fā)展和釋放足夠的能量以導(dǎo)致電氣裝置2的不同類型的部件的嚴(yán)重?fù)p害，即導(dǎo)致 它們完全惡化，或?qū)е聦τ谌藛T的傷害。應(yīng)指出的是，在真實電弧導(dǎo)致電弧監(jiān)控器1使斷路 器3、3'跳閘時，測試模式可以是有效的。這是當(dāng)測試模式長于時間段t且所述時間段t尚 未開始或已結(jié)束的情況。測試結(jié)果可以因此在測試模式期間但在時間段t之后被評價，在 此期間電弧監(jiān)控器1可操作地從斷路器3、3'斷開。 因此，時間段在特定的情況中以對于特定電弧發(fā)生的實際起電弧電流和電氣裝置 2部件的不同類型為基礎(chǔ)的。不同類型的部件包括由這樣的材料在電弧發(fā)生的情況中，由 于巨大能量的釋放，該材料將惡化，即著火、熔化、破裂、氣化等。不同類型的部件由例如鋼、 銅、鋁等的金屬、例如電纜、絕緣和不導(dǎo)電材料等的聚合物、和半導(dǎo)體材料等制成。因此，對 于特定的電氣裝置2，時間段可以適合于特定的材料和電氣裝置2的供電電壓。
本發(fā)明的可行的修改 本發(fā)明不是僅受限于以上所述的且在附圖中示出的實施例，所述實施例主要具有 圖示和例示的目的。此專利申請意圖于覆蓋在此所述的優(yōu)選實施例的所有調(diào)整和變化，因 此，本發(fā)明通過附屬的權(quán)利要求及其等價物的措辭限定。因此，電弧監(jiān)控器以及電氣裝置和 使用可以以在附屬的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有類型的方式修改。 也應(yīng)指出的是，即使這樣，也不明確地陳述來自特定實施例的特征可以與來自另
一個實施例的特征組合，如果組合是可能的，則高組合應(yīng)被認(rèn)為為是顯而易見的。 在此說明書和隨后的權(quán)利要求中，除非上下文另有要求，否則詞語"包括"及其變體例如"包含"或"含有"等應(yīng)當(dāng)理解為意味著包括所陳述的完整物或步驟或完整物或步驟 的組，但不排除任何其他的完整物或步驟或完整物或步驟的組。
權(quán)利要求
一種用于在電弧發(fā)生的情況中使斷路器跳閘的電弧監(jiān)控器，所述電弧監(jiān)控器(1)包括至少一個電弧檢測器(6)，所述電弧監(jiān)控器(1)被設(shè)置為可操作地連接到至少一個斷路器(3、3′)，其特征在于該電弧監(jiān)控器(1)包括基本單元(4)和至少一個擴展單元(5)，所述擴展單元(5)包括至少一個電弧檢測器輸入端子(8)，所述至少一個電弧檢測器(6)可連接到所述至少一個電弧檢測器輸入端子(8)，且所述基本單元(4)包括控制單元，另外該擴展單元(5)可操作地可連接到所述控制單元并且被設(shè)置為將電弧發(fā)生信號發(fā)送到所述控制單元，所述控制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中發(fā)送用于使所述至少一個斷路器(3、3′)跳閘的跳閘信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電弧監(jiān)控器，其中所述至少一個擴展單元(5)包括可編程邏 輯電路，所述可編程邏輯電路被設(shè)置為將來自所述至少一個電弧檢測器 6)的電弧檢測器 信號轉(zhuǎn)換為電弧發(fā)生信號，所述電弧發(fā)生信號被鏈接到所述至少一個電弧檢測器輸入端子 (8)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電弧監(jiān)控器，其中所述基本單元(4)的該控制單元被設(shè) 置為在發(fā)生電弧的情況中記錄來自該擴展單元(5)的電弧發(fā)生信號并且發(fā)送用于使可操 作地鏈接到所述至少一個電弧檢測器輸入端子(8)的所述至少一個斷路器(3、3')跳閘的 跳閘信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項所述的電弧監(jiān)控器，其中該電弧監(jiān)控器(1)包括至少 第一和第二電弧檢測器輸入端子(8、8')，且該基本單元(4)被設(shè)置為可操作地連接到至 少第一和第二斷路器(3、3')，該第一電弧檢測器輸入端子(8)可操作地鏈接到第一斷路 器(3')，且該第二電弧檢測器輸入端子(8')可操作地鏈接到第二斷路器(3)。
5. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的電弧監(jiān)控器，其中該基本單元(4)包括基本單元 (4)的至少一個電弧檢測器輸入端子(8')，該電弧檢測器(6)連接到所述至少一個電弧檢 測器輸入端子(8')上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電弧監(jiān)控器，其中該基本單元(4)的所述電弧檢測器輸入端 子(8')可操作地連接到控制單元，所述控制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中記錄來自 電弧檢測器(6)的電弧檢測器信號并且發(fā)送用于使可操作地鏈接到所述至少一個電弧檢 測器輸入端子(8')的所述至少一個斷路器(3、3')跳閘的跳閘信號。
7. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的電弧監(jiān)控器，其中該電弧檢測器(6)被設(shè)置為檢測 高于預(yù)定水平的溫度、煙的存在、大于預(yù)定量的壓力差、或高于預(yù)定強 度的發(fā)光。
8. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的電弧監(jiān)控器，其中該電弧監(jiān)控器(1)包括可操作地 連接到該基本單元(4)的所述控制單元的控制面板(7)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電弧監(jiān)控器，其中所述控制面板(7)包括顯示器(15)和至少 一個鍵(16)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電弧監(jiān)控器，其中所述控制面板(7)包括可解除地連 接到該基本單元(4)的主控制面板(20)和被設(shè)置為遠(yuǎn)離所述基本單元(4)的次控制面板 (21)。
11. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的電弧監(jiān)控器，其中該電弧監(jiān)控器(1)具有缺省運 行模式，在該缺省運行模式期間該基本單元(4)被設(shè)置為可操作地連接到所述至少一個斷 路器(3、3')，該電弧監(jiān)控器(1)還具有臨時測試模式，在該臨時測試模式期間該基本單元(4)被設(shè)置為從所述至少一個斷路器(3、3')可操作地斷開小于100毫秒的時間段(t)，該 電弧監(jiān)控器(1)包括至少一個電弧檢測器(6)和電弧檢測器測試器(22)，所述電弧檢測器 測試器(22)包括至少一個人造電弧發(fā)出裝置，在臨時測試模式期間該電弧檢測器(6)暴露 于從所述電弧檢測器測試器(22)發(fā)出的人造電弧以測試該電弧檢測器(6)的功能，其中該 基本單元(4)的該控制單元被設(shè)置為檢查所發(fā)出的人造電弧是否被所述至少一個電弧檢 測器(6)檢測到并且記錄在所述控制單元內(nèi)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電弧監(jiān)控器，其中該控制單元被設(shè)置為生成所述人造電弧 是否被記錄的指示，所述指示顯示在可操作地連接到該基本單元(4)的該控制單元的控制 面板(7)上。
13. —種電氣裝置，包括至少一個斷路器(3、3')和電弧監(jiān)控器(l)，所述電弧監(jiān)控器 (1)被設(shè)置為在電氣裝置內(nèi)發(fā)生電弧的情況中使所述至少一個斷路器跳閘，所述電弧監(jiān)控 器(1)包括至少一個電弧檢測器(6)且可操作地連接到所述至少一個斷路器(3、3')，其 特征在于該電弧監(jiān)控器(1)包括基本單元(4)和至少一個擴展單元(5)，所述擴展單元(5) 包括至少一個電弧檢測器輸入端子(8)，所述至少一個電弧檢測器(6)可連接到所述至少 一個電弧檢測器輸入端子(8)，且所述基本單元(4)包括控制單元，另外該擴展單元(5)可 操作地可連接到所述控制單元并且被設(shè)置為將電弧發(fā)生信號發(fā)送到所述控制單元，所述控 制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中發(fā)送用于使所述至少一個斷路器(3、3')跳閘的跳 閘信號。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至12的任一項所述的電弧監(jiān)控器作為監(jiān)控和安全設(shè)備在電氣裝置 內(nèi)的使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及電弧監(jiān)控器。在第一方面，本發(fā)明涉及用于在電弧發(fā)生的情況中使斷路器跳閘的電弧監(jiān)控器，該電弧監(jiān)控器包括至少一個電弧檢測器且被設(shè)置為可操作地連接到至少一個斷路器。裝置的特征在于電弧監(jiān)控器包括基本單元和至少一個擴展單元，擴展單元包括至少一個電弧檢測器輸入端子，該至少一個電弧檢測器可連接到至少一個電弧檢測器輸入端子，所述基本單元包括控制單元，另外擴展單元可操作地連接到控制單元且被設(shè)置為將電弧發(fā)生信號發(fā)送到控制單元，控制單元被設(shè)置為在發(fā)生電弧的情況中發(fā)送使至少一個斷路器跳閘的跳閘信號。在第二方面本發(fā)明也涉及包括電弧監(jiān)控器的電氣裝置，且涉及電弧監(jiān)控器作為監(jiān)控和安全設(shè)備在電氣裝置內(nèi)的使用。
文檔編號H02H7/22GK101719659SQ20091017844
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月8日
發(fā)明者A·格羅恩奎斯特, G·恩格布洛姆, L·尼爾森, S·阿拉盧夫, S·馬特森 申請人:Abb(瑞典)股份公司