【技術實現步驟摘要】
本公開涉及電子斷路器、接線裝置和可以中斷流經裝置的電流的其他保護裝置，更具體地，涉及用于在這種監測和保護裝置中確定和監測瞬變事件的持續時間，例如故障的持續時間等的方法和系統。
技術介紹
1、現代保護裝置，例如斷路器、接線裝置和可以中斷流向負載的電流的其他裝置，具有能夠實現先前裝置中沒有的若干種功能的部件。例如，電子斷路器中的cpu(例如微控制器)允許斷路器既作為接地故障電路中斷(gfci)裝置又作為電弧故障電路中斷(afci)裝置。cpu通過不斷地感測和采樣線路電流并監測這些樣本的故障狀況指示來檢測這種故障。在檢測到故障狀況時，cpu向脫扣單元輸出脫扣信號，該脫扣單元脫扣或中斷斷路器中的電流。
2、在電路中斷裝置中，裝置脫扣所用的時間可以提供重要指示：該裝置是否正常工作或者該裝置是否需要更換。脫扣分析通常包括測量表征保護裝置的量，比如故障持續時間、電流rms和峰值以及瞬變的存在。對于故障持續時間，行業標準建議使用電流波形過零作為起點和/或終點來測量故障持續時間。然而，故障事件通常可以在非過零處開始和結束，此外，電流波形可能包含由脫扣單元觸點的閉合和斷開引起的大擾動。因此，使用過零事件對精確確定故障持續時間提出了挑戰。
3、因此，在不需要使用電流或電壓波形過零點的電路中斷裝置中，需要一種方法來確定瞬變事件的持續時間，例如故障的持續時間。
技術實現思路
1、本公開的實施例提供了用于確定和監測斷路器、接線裝置和能夠中斷流向負載的電流的其他裝置中的瞬變事件的持續時間
2、上述布置提供了確定故障持續時間的統一且一致的方式，與依賴于波形過零的技術相比，該方式更加準確。上面的故障持續時間確定可以在電路中斷裝置內本地實現，以提供對裝置的故障持續時間的本地監測，或者電路中斷裝置可以獲取基礎波形數據和/或本地故障持續時間確定并將其傳輸到外部系統，例如云計算環境，用于故障持續時間的分析和建模。在后一種情況下，可以將在不同操作條件下隨時間收集的來自多個裝置的波形數據和/或局部故障持續時間確定傳送到外部系統，并進行分析和建模。然后，這種分析和建模可以用于通過它們的數字孿生提供本地電路中斷裝置故障持續時間的遠程支持和監測。分析和建模還可用于進一步開發、優化和改進裝置脫扣單元和相關部件。
3、總的來說，在一個方面，本公開的實施例涉及電路中斷保護裝置。該裝置尤其包括中央處理單元(cpu)和連接到cpu的感測電路。感測電路配置成感測電路中斷保護裝置中的電流或電壓波形，該電流或電壓波形源自ac電源。該裝置還包括聯接到cpu并配置為獲取由傳感器電路感測的電流或電壓波形的模數轉換器(adc),以及聯接到adc并配置為接收由adc獲取的電流或電壓波形的故障檢測模塊。故障檢測模塊可操作以基于電流或電壓波形檢測故障事件。該裝置還包括故障持續時間模塊，其聯接到adc并配置成接收由adc獲取的電流或電壓波形，故障持續時間模塊可操作以基于電流或電壓波形獲得故障事件的持續時間。在一些實施例中，通過計算電流或電壓波形的一部分的二階導數，找到電流或電壓波形的該部分的局部最大值或局部最小值，并將該局部最大值或局部最小值設置為故障事件持續時間的開始時間或結束時間，來獲得故障事件的持續時間。
4、總的來說，在另一方面，本公開的實施例涉及確定電路中斷保護裝置中的故障事件的持續時間的方法。該方法尤其包括在電路中斷保護裝置的傳感器電路處感測電路中斷保護裝置中的電流或電壓波形，該電流或電壓波形源自ac電源。該方法還包括在電路中斷保護裝置的模數轉換器(adc)處獲取由傳感器電路感測的電流或電壓波形。該方法還包括在電路中斷保護裝置的故障檢測模塊處接收由adc獲取的電流或電壓波形，故障檢測模塊可操作以基于電流或電壓波形檢測故障事件。該方法還包括在電路中斷保護裝置的故障持續時間模塊處接收由adc獲取的電流或電壓波形，故障持續時間模塊可操作以基于電流或電壓波形獲得故障事件的持續時間。在一些實施例中，通過計算電流或電壓波形的一部分的二階導數，找到電流或電壓波形的該部分的局部最大值或局部最小值，并將該局部最大值或局部最小值設置為故障事件持續時間的開始時間或結束時間，來獲得故障事件的持續時間。
5、總的來說，在又一個方面，本公開的實施例涉及其上存儲有用于確定電路中斷保護裝置中的故障事件的持續時間的計算機可讀指令的非暫時性計算機可讀介質。當由處理器執行時，計算機可讀指令使得處理器執行在電路中斷保護裝置的傳感器電路處感測電路中斷保護裝置中的電流或電壓波形的過程，該電流或電壓波形源自ac電源。計算機可讀指令還使得處理器執行在電路中斷保護裝置的模數轉換器(adc)處獲取由傳感器電路感測的電流或電壓波形的過程。計算機可讀指令還使處理器執行在電路中斷保護裝置的故障檢測模塊處接收由adc獲取的電流或電壓波形的過程，故障檢測模塊可操作以基于電流或電壓波形檢測故障事件。計算機可讀指令還使處理器執行在電路中斷保護裝置的故障持續時間模塊處接收由adc獲取的電流或電壓波形的過程，故障持續時間模塊可操作以基于電流或電壓波形獲得故障事件的持續時間。在一些實施例中，通過計算電流或電壓波形的一部分的二階導數，找到電流或電壓波形的該部分的局部最大值或局部最小值，并將該局部最大值或局部最小值設置為故障事件持續時間的開始時間或結束時間，來獲得故障事件的持續時間。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種電路中斷保護裝置，包括：
2.根據權利要求1所述的電路中斷保護裝置，其中，所述二階導數由所述故障持續時間模塊本地計算。
3.根據權利要求1所述的電路中斷保護裝置，其中，所述二階導數是使用所述電路中斷保護裝置的數字孿生在外部系統上計算的。
4.根據權利要求1所述的電路中斷保護裝置，其中，所述電流或電壓波形的所述部分是基于超過預定義閾值的電流或電壓波形的瞬變幅度而定義的窗口。
5.根據權利要求4所述的電路中斷保護裝置，其中，所述窗口包含表示所述電流或電壓波形的數據點的預定義子集，所述數據點的預定義子集包括超過所述預定義閾值的瞬變幅度。
6.根據權利要求1所述的電路中斷保護裝置，其中，如果所述故障事件的持續時間超過指定最大值，則宣告錯誤。
7.根據權利要求6所述的電路中斷保護裝置，其中，如果宣告錯誤，則所述CPU可操作以在所述電路中斷保護裝置中自動采取一個或多個動作。
8.一種確定電路中斷保護裝置中的故障事件的持續時間的方法，該方法包括：
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述二階
10.根據權利要求8所述的方法，其中，所述二階導數是使用所述電路中斷保護裝置的數字孿生在外部系統上計算的。
11.根據權利要求8所述的方法，還包括基于超過預定義閾值的電流或電壓波形的瞬變幅度，將所述電流或電壓波形的所述部分定義為窗口。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述窗口包含表示所述電流或電壓波形的數據點的預定義子集，所述數據點的預定義子集包括超過所述預定義閾值的瞬變幅度。
13.根據權利要求8所述的方法，還包括，如果所述故障事件的持續時間超過指定最大值，則在所述電路中斷保護裝置中宣告錯誤。
14.根據權利要求13所述的方法，還包括，如果宣告錯誤，則在所述電路中斷保護裝置中自動采取一個或多個動作。
15.一種其上存儲有用于確定電路中斷保護裝置中的故障事件的持續時間的計算機可讀指令的非暫時性計算機可讀介質，當由處理器執行時，該計算機可讀指令使處理器執行以下過程：
16.根據權利要求15所述的非暫時性計算機可讀介質，其中，所述計算機可讀指令使得在所述電路中斷保護裝置上本地計算所述二階導數。
17.根據權利要求15所述的非暫時性計算機可讀介質，其中，所述計算機可讀指令使得使用所述電路中斷保護裝置的數字孿生在外部系統上計算所述二階導數。
18.根據權利要求15所述的非暫時性計算機可讀介質，其中，所述計算機可讀指令基于超過預定義閾值的電流或電壓波形的瞬變幅度，將所述電流或電壓波形的所述部分定義為窗口。
19.根據權利要求18所述的非暫時性計算機可讀介質，其中，所述窗口包含表示所述電流或電壓波形的數據點的預定義子集，所述數據點的預定義子集包括超過所述預定義閾值的瞬變幅度。
20.根據權利要求15所述的非暫時性計算機可讀介質，其中，如果所述故障事件的持續時間超過指定最大值，則所述計算機可讀指令導致宣告錯誤，并且如果宣告錯誤，則進一步導致在所述電路中斷保護裝置中自動采取一個或多個動作。
...【技術特征摘要】
1.一種電路中斷保護裝置，包括：
2.根據權利要求1所述的電路中斷保護裝置，其中，所述二階導數由所述故障持續時間模塊本地計算。
3.根據權利要求1所述的電路中斷保護裝置，其中，所述二階導數是使用所述電路中斷保護裝置的數字孿生在外部系統上計算的。
4.根據權利要求1所述的電路中斷保護裝置，其中，所述電流或電壓波形的所述部分是基于超過預定義閾值的電流或電壓波形的瞬變幅度而定義的窗口。
5.根據權利要求4所述的電路中斷保護裝置，其中，所述窗口包含表示所述電流或電壓波形的數據點的預定義子集，所述數據點的預定義子集包括超過所述預定義閾值的瞬變幅度。
6.根據權利要求1所述的電路中斷保護裝置，其中，如果所述故障事件的持續時間超過指定最大值，則宣告錯誤。
7.根據權利要求6所述的電路中斷保護裝置，其中，如果宣告錯誤，則所述cpu可操作以在所述電路中斷保護裝置中自動采取一個或多個動作。
8.一種確定電路中斷保護裝置中的故障事件的持續時間的方法，該方法包括：
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述二階導數由所述電路中斷保護裝置本地計算。
10.根據權利要求8所述的方法，其中，所述二階導數是使用所述電路中斷保護裝置的數字孿生在外部系統上計算的。
11.根據權利要求8所述的方法，還包括基于超過預定義閾值的電流或電壓波形的瞬變幅度，將所述電流或電壓波形的所述部分定義為窗口。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述窗口包含表示所述電流或電壓波形的數據點...
【專利技術屬性】
技術研發人員：C·R·菲舍爾斯，J·I·梅萊西奧拉米雷斯，A·A·倫登赫爾南德斯，K·里爾，
申請(專利權)人：施耐德電氣美國股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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