断路器设备以及配电单元制造技术

本发明专利技术公开了断路器设备以及配电单元。本发明专利技术总体上涉及供电中的断路器装置。本发明专利技术特别是在配电单元中具有有利的应用，其中配电单元向电子设备提供DC电力。机电断路器通常用于电路保护。它们的缺点在于固定的跳闸条件，而固定的跳闸条件只能够通过改变断路器组件来改变。本发明专利技术通过提供断路器设备来解决该问题，其中断路器设备包括具有第一固定跳闸条件的机电断路器以及额外的电路，该额外的电路监测输出电流并且在电流超过第二跳闸条件时机械地使断路器跳闸。这种方式可以使用机电断路器的第一跳闸条件和/或第二可控的跳闸条件。

【技术实现步骤摘要】
断路器设备以及配电单元
本专利技术总体上涉及供电中的断路器设备。更具体地，本专利技术涉及在独立权利要求的前序部分中所公开的。例如，本专利技术可以用于电源与负载之间的配电单元中。
技术介绍
诸如开关电源的电源用于为各种电子装置(例如，蜂窝通信系统中的基站)提供直流(DC)供应。这种电源具有一定不能够超过的某个输出电流限制。通常使用断路器来保护电源免受过载导致的过大的电流。断路器还保护高能量电路中的配线并且在故障的状态下限制输出。一个单元中的故障由此不会使得具有相同电源的其他单元受到损坏。通常类型的断路器是机电断路器。这种断路器具有固定的电流限制或固定的跳闸曲线，并且超过电流限制或跳闸曲线使得断路器跳闸。断路器通常在其前面板具有用于重置断路器的等级。大量地生产了机电断路器，并且机电断路器是标准的、可靠的并且低成本元件，并且是经权威认可的。然而，关于机电断路器，存在一些问题。在跳闸之后，机电断路器需要手动地重置。电子设备可以安装在远端位置，并且会需要更多的精力和时间来行进到这些位置。断路器的跳闸可以由不需要对电子设备进行修理的原因引起的。在这种情况下，仍需要行进到安装位置以重置断路器。为了解决该问题，需要以远程控制的方式重置断路器的装置。这种方案在专利申请文献US6522227B1中披露。机电断路器的另一个问题是与固定跳闸电流或固定跳闸曲线有关。存在需要改变断路器的电流限制的各种情形。为了改变限制电流，必须将断路器改变为不同的断路器。改变断路器需要在电子设备的安装位置进行整备工作。具有所需电流限制的断路器是不可用的也是有可能的。在这种情况下，需要使用具有非最优、较低电流限制的断路器。这会造成断路器的不必要的跳闸。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供对各种应用的电路保护，其中，避免或减少所描述的现有技术的缺点。因此，本专利技术的目的是利用标准、经检验的机电断路器的优点和控制/选择跳闸条件的可能性来实现过载保护。本专利技术的目的是通过提供断路器设备来实现的，断路器设备包括具有第一、固定的跳闸条件的机电断路器。第一跳闸条件基于断路器的原始默认跳闸曲线。该配置还具有额外的电路，其检测输出电流并且如果电流超过第二跳闸条件则机械地使断路器跳闸。第二跳闸条件是通过本专利技术所实施的辅助条件。这样，可以使用机电断路器的第一跳闸条件和/或第二、可控制的跳闸条件。更具体地，本专利技术的目的通过提供断路器设备来实现。位于至少一个配电线上，配置包括连接至配电线的机电断路器，其中，机电断路器具有用于在配电线的电流超过电路器的第一跳闸条件时断开配电线的电流的装置，并且机电断路器包括控制杆，具有接通和断开位置，由此转动所述控制杆为接通/断开位置分别被配置为所述配电线的电流接通/断开，其中，该设备进一步包括额外的电路，该额外的电路具有：-传感器装置，用于测量配电线的电流；-用于设定第二跳闸条件的装置；-控制装置，用于比较测量的电流值与第二跳闸条件：以及-致动器装置，用于机械地转动机电断路器的控制杆；其中，控制装置被配置为当满述第二跳闸条件时驱动致动器装置以将机电断路器的所述控制杆转动成断开位置，并且因此断开所述配电线的电流。本专利技术还涉及配电单元，用于从至少一个电源提供电力到至少一个负载，其中，配电单元具有根据本专利技术的断路器设备，其中，该设备包括至少一个机电断路器、用于至少一个配电线的传感器装置和致动器装置。本专利技术的某些优选实施方式在从属权利要求中描述。根据本专利技术的实施方式，跳闸条件包括额定电流值，并且跳闸被设置为在配电线的电流值超过了预定量的额定电流时发生，例如额定电流的预定百分比。根据另一实施方式，跳闸条件包括跳闸曲线数据，该跳闸曲线数据包括电流电平值和跳闸阈值时间长度的对应值。并且所述控制装置被适配为监测超过每个电流水平的时间在预定的时间窗口内并且监测超过所述跳闸阈值时间长度的可能性，其中超过阈值时间长度表示满足所述跳闸条件。在本专利技术的一个实施方式中，控制装置包括可编程的微控制器。用于设定第二跳闸条件的装置可以包括用于手动选择向控制装置输入的额定电流值的装置。用于设定第二跳闸条件的装置可以另外地或可替换地包括数字控制接口，用于向控制装置输入关于第二跳闸条件的输入数据和/或选择第二跳闸曲线。另外，利用这些设定设备也可以确定是否使用第一和/或第二跳闸条件。用于控制装置的数字接口也可以用于提供状态或过载保护配置的警报信息。该控制装置还可经由数字控制接口接收接通/断开控制命令，用于控制机电断路器的接通/断开。该设备还可以包括利用有线或无线数据传输与控制装置进行远程通信的装置。因此，可以远程执行上述控制。根据本专利技术的又一实施方式，致动器装置包括：螺线管和螺线管内的铁磁铁芯或永磁铁芯，该芯通过在螺线管中提供电流在螺线管上是可移动的，用于将断路器的控制杆移动到断开位置。在又一实施方式中，致动器装置还具有用于复位机电断路器的控制杆到接通位置的功能。在本专利技术的一个实施方式中，致动器装置包括第一螺线管、第二螺线管、以及第一和第二螺线管内的铁磁铁芯或永磁铁芯，其中，所述芯通过在所述第一螺线管中提供电流在第一方向上可移动的，以将所述断路器的所述控制杆移动到断开位置，并且所述芯通过在至少所述第二螺线管中提供电流在第二方向上是可移动的，以将断路器的所述控制杆移动到接通位置。在本专利技术的另一个实施方式中，致动器装置包括螺线管和螺线管内的铁磁铁芯或永磁铁芯，其中，该芯通过在螺线管中提供第一电流而在第一方向上是可移动的，以将断路器的控制杆移动到断开位置，并且该芯通过在所述螺线管中提供第二电流而在第二方向上是可移动的，以将断路器的控制杆移动到接通位置，由此第一电流和第二电流在螺线管中具有相反的方向。在本专利技术的一个优选实施方式中，该设备具有两个或多个机电断路器、两个或多个传感器装置以及用于对应于配电线的两个或多个致动器装置。这样设备可以包括用于每个致动器装置单独的控制装置和/或用于控制两个或多个致动器装置的公共控制装置。用于重置断路器的该致动器装置可以是单独的，每个致动器装置被配置为将一个机电断路器的控制杆重置到接通位置。该设备还可以包括公共致动器装置，被配置为将至少两个机电断路器的控制杆同时重置到接通位置。致动器装置可以包括用于同时重置多个断路器的一个或多个电动机和/或单独重置断路器的一个或多个电动机。本专利技术具有比现有技术的解决方案的显着优点。不改变设备的断路器来选择跳闸电流限制是可行的。另外，也可以改变跳闸电流限制或远程控制配电线的接通/断开，从而无需前往该设备安装的位置。跳闸电流限制值可以根据要求进行调整或选择，没有必要从少量的预定的固定值中选择跳闸电流值。另外，也能够提供用于断路器的自动或远程重置功能。这些功能可以通过使用用于切换电流的接通/断开的标准的机电断路器来实现，由此也可以得到现有技术的技术优点。并且进一步地，如果额外的过载保护电路由于某种原因而不操作，因为它根据独立于额外的过载保护电路的额定跳闸条件来跳闸，所以机电断路器将提供备用的过载保护。还可以使用用于单个配电线的远程接通/断开控制而无过载条件的配置。这支持能源节约，因为利用远程控制的接通/断开接口关闭供电电源可以比机械地关闭不需要的设备节省更多的能源。甚至所有的辅助电源会从单元关闭，在其他的现有技术的配置中这是不可能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种断路器设备，位于至少一条配电线上，所述设备包括连接至所述配电线的机电断路器(11)，其中，所述机电断路器具有用于在所述配电线的电流超过所述断路器的第一跳闸条件时断开所述配电线的电流的装置，并且所述机电断路器包括控制杆(14，14a，14b)，所述控制杆具有接通和断开位置，由此转动所述控制杆为接通/断开位置分别被配置为将所述配电线的电流连接/断开为接通/断开，其特征在于，所述设备进一步包括额外的电路，所述额外的电路具有：‑传感器装置(41,47)，用于测量所述配电线的电流；‑用于设定第二跳闸条件的装置(51‑58)；‑控制装置(51)，用于比较所测量的电流值与所述第二跳闸条件：以及‑致动器装置(21,22,24)，用于机械地转动所述机电断路器的所述控制杆；其中，所述控制装置被配置为当满足所述第二跳闸条件时驱动所述致动器装置以将所述机电断路器的所述控制杆转动成断开位置，并且因此断开所述配电线的电流。

【技术特征摘要】
2013.05.16 EP 13167957.31.一种断路器设备，位于配电线上，所述设备包括连接至所述配电线的机电断路器(11)，其中，所述机电断路器具有用于在所述配电线的电流超过所述断路器的第一跳闸条件时断开所述配电线的电流的装置，并且所述机电断路器包括控制杆(14，14a，14b)，所述控制杆具有接通和断开位置，由此转动所述控制杆为接通/断开位置分别被配置为将所述配电线的电流连接/断开为接通/断开，其特征在于，所述设备进一步包括额外的电路，所述额外的电路具有：-传感器装置(41,47)，用于测量所述配电线的电流；-用于设定第二跳闸条件的装置(51-58)；-控制装置(51)，用于比较所测量的电流值与所述第二跳闸条件：以及-致动器装置(21,22,24)，用于机械地转动所述机电断路器的所述控制杆；其中，所述控制装置被配置为当满足所述第二跳闸条件时驱动所述致动器装置以将所述机电断路器的所述控制杆转动成断开位置，并且因此断开所述配电线的电流，其特征在于，所述配电线是直流电源线，其中，所述设备包括至少两个机电断路器、至少两个传感器装置以及用于至少两条直流配电线的至少两个致动器装置，并且所述设备包括用于控制所述至少两个致动器装置的公共控制装置，其特征在于，所述第二跳闸条件包括跳闸曲线数据，所述跳闸曲线数据包括电流水平值和跳闸阈值时间长度的对应值，并且所述控制装置被适配为监测超过每个电流水平的时间在预定的时间窗口内并且监测超过所述跳闸阈值时间长度的可能性，其中，超过阈值时间长度表示满足所述第二跳闸条件。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二跳闸条件包括额定电流值，并且跳闸被配置为在所述配电线的电流值超过额定电流一预定量时发生。3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，用于设定所述第二跳闸条件的装置包括用于手动选择所述第二跳闸条件的装置。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，用于设定所述第二跳闸条件的装置包括数字控制接口，所述数字控制接口用于向所述控制装置输入所述第二跳闸条件的数据和/或用于选择所述第二跳闸条件。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述控制装置被配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤哈·马库斯·谢维科尔特，塔尔莫·奥利斯·阿霍拉，阿里·佩卡·库尔延恩，
申请(专利权)人：依弗有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI