[发明专利]具有用于接地故障保护的定义的脱扣函数的脱扣器和方法

说明书

技术领域

本发明属于电路脱扣器的领域，更确切地属于设定用于脱扣器的接地故障脱扣函数的方法。

背景技术

断路器用于保护电路免受由于过载条件或相对高电平短路条件的损害。当检测到过载或短路条件时，断路器中断到电路的功率，以防止或至少最小化对电路元件的损害。许多工业断路器采用可被编程用于特定脱扣特征的脱扣器。在许多情况下，脱扣特征基于随着电流增加而加速中断时间的反时间函数(inverse time function)。

通常，脱扣特征基于建立断路器反应时间的斜线(slope)。脱扣特征基于大量不同的被选出以匹配系统保护要求/参数的斜线形式。斜线形式或反时间响应曲线产生与电流成反比的脱扣响应时间。即，电流越大响应时间越快。斜线形式可选自常数斜线形式、或诸如I^2t(安培-平方-秒)和I^4t(安培-四次方-秒)的反时间函数或者由更复杂函数描述的其它形状。许多脱扣器还采用接地故障保护电路，其在检测到电流经由非期望的路径流入地时中断相关的电路。在接地故障的情况下，在中断电路前漏电流必定存在一段时间。在这点，接地故障保护电路采用固定时间延迟或者定时响应，脱扣，或者被限定于I^2t反时间函数，该函数与在用于正常过载保护的断路器短时特征中采用的类似且由热磁断路器示范。

发明内容

根据本发明的一个示范性实施例，设定用于脱扣器的接地故障脱扣函数的方法包括激活用于脱扣器的接地故障保护模式，并设定用于脱扣器的多个脱扣函数中的一个。多个脱扣函数中的至少一个为I^4t反时间函数，其建立脱扣特征以在检测到接地故障指示时中断电流。该方法进一步包括监控用于接地故障的电路。

根据本发明的另一个示范性实施例，用于电路断流器的脱扣器包括可操作地耦合到电路的接地故障传感单元。该接地故障传感单元提供与在电路中流动的电流对应的接地故障信号。脱扣器还包括可操作地耦合到电路的脱扣装置。该脱扣装置基于传感单元提供的接地故障信号中断在电路中流动的电流。另外，脱扣器包括可操作地耦合到脱扣装置的处理器。该处理器建立用于脱扣装置的多个脱扣函数中的一个。多个脱扣函数中的至少一个为I^4t反时间函数。该I^4t反时间函数基于接地故障信号建立用于脱扣装置的脱扣特征以中断电流。

根据本发明的再一实施例，用于监控用于接地故障指示的电路的系统包括脱扣器，该脱扣器包括中央处理器。该中央处理器经由系统总线功能上与接地故障传感器、用户接口适配器和存储一组指令的至少一个存储器设备互联。该组指令在被所述处理器执行时使得所述系统监控用于接地故障指示的电路，并基于脱扣函数在检测到接地故障条件时中断电流。该脱扣函数包括至少一个通过用户接口在处理器中设定的I^4t反时间函数选项。

附图说明

图1是依据本发明的示范性实施例的包括I^4t接地故障脱扣函数的脱扣器的示意图。

图2是示出依据本发明的示范性实施例设定用于脱扣器的I^4t接地故障脱扣函数的方法的流程图。

图3是示出在用于图1的脱扣器的对数标度上绘出的I^4t接地故障脱扣函数的图。

图4是示出在对数标度上绘出的I^4t接地故障脱扣函数与典型保险丝脱扣函数相比的图。以及

图5是示出在对数标度上绘出的I^4t接地故障脱扣函数与典型断路器脱扣函数相比的图。

具体实施方式

首先参照图1，用于监控用于接地故障的电路的系统通常由2标识。接地故障(GF)监控系统2包括电路断流器脱扣器4，该电路断流器脱扣器4包括脱扣装置6和具有相关存储器9的处理器或CPU 8。脱扣器4可操作地耦合到电路10和接地故障传感单元12。接地故障传感单元12监控用于泄露电流到地的电路10。当检测到电流泄露时，传感单元12发信号到处理器6以激活脱扣装置6，并中断在电路10中的电流流动。如在下将更全面讨论的，脱扣装置6基于由接地故障脱扣函数建立的脱扣特征中断到电路10的电流。所采用的特定接地故障脱扣函数可由用户选择，以便匹配用于电路10的保护需求。即，脱扣器4耦合到允许用户为脱扣装置6选择各种操作参数的用户接口适配器或输入/输出装置14。操作参数建立期望的响应/脱扣时间，并提供与下游的保险丝和/或断路器(未示出)的协调。如果发生电路中断，输入/输出装置14也提供警报以通知人员电路10有问题。除了提供警报，脱扣器4在事件记录(event log)16中记录每次检测到的泄漏和/或电路中断。