斷路開關以及檢測斷路開關中的羅格夫斯基互感器的方法技術

在斷路開關(10)中，為了檢測羅格夫斯基互感器(20)的斷線，在羅格夫斯基互感器上施加電壓，該電壓由數字-模擬轉換器(42)從數字信號轉換輸出。所述數字信號取決于所述斷路開關(10)的開關額定電流。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種根據本專利技術的斷路開關。本專利技術還涉及一種根據本專利技術的用于檢 測斷路開關中的羅格夫斯基互感器的方法。
技術介紹
目前在市場上可以購買到這種帶有施耐德公司“NSX”標識的斷路開關。可以將導電連接斷開的斷路開關具有至少一個開關觸點。如果流過電流導線的電 流的電流強度超過了特定的值，則應當中斷導電連接。為此必須測量電流強度。其中，使用 羅格夫斯基互感器來測量電流強度；這是無鐵芯的線圈，即空心線圈或者一般是纏繞在塑 料件上面的線圈。在羅格夫斯基互感器后面設置用于放大羅格夫斯基互感器的輸出信號、 即用于放大在羅格夫斯基互感器中由于電流強度的改變而通過電導體感應出的電壓的放 大級。此外，存在用于分析由此被放大了的輸出信號并且用于根據分析結果引起至少一個 斷路觸點打開的數據處理裝置(典型地是微控制器)。這種斷路開關的特點在于，其具有用于給羅格夫斯基互感器施加直流電壓的裝 置。其目的在于，檢測羅格夫斯基互感器的斷線。如果線圈的電線受損，則在輸出則得到電 壓偏置(Offset)，通過數據處理裝置采集所述電壓偏置。數據處理裝置可通過這種方式來 確定，羅格夫斯基互感器是否正常工作。現在想要為多個開關額定電流使用同一種型號的電子觸發單元(ETU, electronic trip unit)。根據額定觸發電流強度，電子觸發單元的放大級必須對輸出信號進行不同的 放大。現在存在如下問題，即在給羅格夫斯基互感器施加直流電壓時根據放大級中的 放大系數而使得偏置被不同地放大。因為數據處理裝置僅具有對于測量值而言的受到限制 的輸入范圍，這一點導致了對于不同的開關額定電流使用相同型號的斷路開關的電子觸發 單元的限制數據處理裝置的測量范圍不夠大。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術要解決的技術問題在于，這樣構建一種如上述類型的斷路開關， 使得所使用的電子觸發單元可以通用，也就是說，可適用的開關額定電流的范圍極大，無須 分別單獨地從架構技術上進行調整。一方面上述技術問題通過具有本專利技術的特征的斷路開關得以實現。本專利技術還提供 一種根據本專利技術用于檢測斷路開關中的羅格夫斯基互感器的方法。因此，在根據本專利技術的斷路開關中，用于給羅格夫斯基互感器施加直流電壓的裝 置包括數字-模擬轉換器，其與通信總線耦合，為了通過數字-模擬轉換器進行的轉換的目 的，經由該通信總線可以數字地預先給定直流電壓的值。由于使用了數字-模擬轉換器，因此可以設置合適的數據處理裝置作為用于給羅 格夫斯基互感器施加直流電壓的裝置的部件，該裝置根據應當為其設計斷路開關的開關額定電流來這樣改變直流電壓，使得所產生的偏置在所有放大系數下均為相同或者具有同樣 的數量級，這些放大系數通常同樣根據開關額定電流來調節。數字-模擬轉換器能夠很容易地被設置在斷路開關中的電路板上，因而僅占據很 小的空間。在本專利技術的優選實施方式中，通信總線還與用于分析放大了的輸出信號以及用于 使開關觸點中的一個打開的數據處理裝置耦合，并且所述數據處理裝置在它那一側也被設 計為不僅用于確定放大級的放大系數，也用于確定直流電壓的幅度。通過這種方式，數據 處理裝置在一些方面會成為放大級的部件以及用于給羅格夫斯基互感器施加直流電壓的 裝置的部件。可在軟件模塊上固定這種比例配置，因為通常由此能夠實現數據處理裝置的 相應設計，即對數據處理裝置進行相應的編程，也就是說在其軟件模塊上運行。所述數據 處理裝置也可以是生產中的PC系統。其優勢在于，微控制器不必考慮與數字-模擬轉換器 (數字電位器)之間的相應通信。在生產中對DAC進行編程或者說調節。在根據本專利技術的方法中，關于斷路開關的開關額定電流的信息被引入數據處理裝 置。數據處理裝置必要時對取決于開關額定電流的放大級的放大系數進行調節。然而，數 據處理裝置首先會根據開關額定電流數字地預先給定待施加的電壓的值，并且由數字-模 擬轉換器轉換該數字地預先給定的值，從而由數字-模擬轉換器輸出待施加的電壓。該方法還包括將特定類型的斷路開關的ETU與特定的開關額定電流相匹配。為此 必須進行的唯一的運行操作是，將關于開關額定電流的信息引入到數據處理裝置，即對數 據處理裝置編程，該數據處理裝置通常為微控制器。如果對數據處理裝置的軟件進行相應 的設置，則可通過給出各個值以非常簡單的方式實現編程。關于額定電流的信息、即相應的 調節值同樣也可被直接寫進DAC(數字電位器)中并且被保存起來。所有其他步驟均通過數據處理裝置自身實現。只要引入開關額定電流相關數據 后，通常就自動地或者在操作輸入后通過斷路開關自身實現檢測。數據處理裝置或微控制 器簡單數字地輸出待施加電壓的值，并且采集羅格夫斯基互感器的反饋，也就是說檢測是 否存在意味著斷線的特定偏置。附圖說明下面借助附圖進一步闡述根據本專利技術的斷路開關的優選實施方式，附圖中圖1以示意電路根據本專利技術的實施方式示出了為理解本專利技術的斷路開關的主要 部件，以及圖2示出了用于給羅格夫斯基互感器施加直流電壓的裝置的主要部件，如根據本 專利技術的斷路開關可以具有的那樣。具體實施方式整體以10標注的斷路開關具有微控制器12，其被設置為用于控制機械觸發單元 14，所述機械觸發單元在它那一側作用于開關觸點16。可借助開關觸點16來中斷斷路開關 10的兩個接頭18a與18b之間的導電連接。通常要測量流經導線的電流的電流強度，在此則借助羅格夫斯基互感器20進行 測量，羅格夫斯基互感器20在圖1中沒有示出導線。羅格夫斯基互感器，也被稱作羅格夫斯基線圈，包括空心線圈，即被纏繞在塑料芯上的線圈(或者甚至無芯)。電流強度的改變 會導致在羅格夫斯基互感器20中感應出電壓，通過微控制器12來采集所感應出的電壓程 度。如果由微控制器12給出的分析表明電流強度過高，則控制觸發單元14來打開開關觸 點16。現在，同一個斷路開關10應當適用于不同的額定電流。然而，微控制器12僅具有 受限的測量范圍，這就涉及可能的輸入值。因此，斷路開關10包括具有運算放大器的放大 級22，該放大級經由電阻24與羅格夫斯基線圈20耦合，羅格夫斯基線圈以其另一端耦合地 接地(“GND”)。此外，放大器22的輸入端El通過由電容器26與電阻28組成的并聯電路 同樣耦合地接地。放大器22的輸出端A經由具有電阻30和32的分壓器同樣耦合地接地，其中，在 電阻30和32之間的中間電壓抽頭34與放大器22的第二輸入端E2耦合。此外,放大器22的輸出端與微控制器12的輸入端E3 f禹合。當對于微控制器12額定電流已知時，微控制器12可以以未示出的方式這樣控制 放大器22，使得設置合適的放大系數，從而相應的信號以微控器12的可能的輸入值的數量 級降落額定電流。替換地，放大系數(將ETU與開關的額定電流匹配)在生產中的通過I2C 通信被寫入數字電位器，所述數字電位器對放大系數進行調節。數字電位器對應于圖1中 的電阻32。現在應當檢測羅格夫斯基互感器20是否存在可能的斷線，即線圈是否受損。為此 在羅格夫斯基互感器20上施加直流電壓，并且在斷線的情況中通過微控制器12的ADC來 采集由放大級22產生的偏置。所述偏置以下述方式形成如果不存在任何斷線，則偏置或 偏置電壓就非常低，因為線圈的內阻非常小(例如約200歐姆)。由通過電阻40的電流以 及在羅格夫本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有至少一個開關觸點(16)的斷路開關(10)，具有羅格夫斯基互感器(20)、用于放大羅格夫斯基互感器(20)的輸出信號的放大級(22)、用于分析由此被放大的輸出信號以及用于根據分析結果引起所述至少一個開關觸點(16)打開的數據處理裝置(12)，并且還具有用于給羅格夫斯基互感器施加直流電壓的裝置(36)，其特征在于，所述裝置(36)具有數字?模擬轉換器(42)，該轉換器與通信總線(38)耦合，為了通過所述數字?模擬轉換器進行的轉換的目的，經由該通信總線(38)能夠數字地預先給定直流電壓的值。

【技術特征摘要】
2011.09.06 DE 102011082172.41.一種具有至少一個開關觸點(16)的斷路開關(10)，具有羅格夫斯基互感器(20)、用于放大羅格夫斯基互感器(20)的輸出信號的放大級(22)、用于分析由此被放大的輸出信號以及用于根據分析結果引起所述至少一個開關觸點(16)打開的數據處理裝置(12)，并且還具有用于給羅格夫斯基互感器施加直流電壓的裝置(36)， 其特征在于，所述裝置(36)具有數字-模擬轉換器(42)，該轉換器與通信總線(38)耦合，為了通過所述數字-模擬轉換器進行的轉換的目的，經由該通信總線(38)能夠數字地預先給定直流電壓的值。2.根據權利要求1所述的斷路開關(10)，其特征在于，所述通信總線(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A·費希爾，
申請(專利權)人：西門子公司，
類型：發明
國別省市：