一种用于电路中断设备(12)的跳闸装置(10)，其包括线圈(22)可操作地连接到该电路中断设备(12)上。该线圈(22)被配置为，当电流超过阈值时，选择性地操作该电路中断设备(12)以中断流过所述电路中断设备(12)的电流。该跳闸装置(10)还包括电流测量装置(24)，其被配置为选择性地测量流过线圈(22)的电流(It)，以确定所测量的线圈电流信号(26)。此外，该跳闸装置(10)具有监测装置(28)，其被配置为确定所测量的线圈电流信号(26)的导数(30)，并进行所测量的线圈电流信号(26)的导数(30)和基准线圈电流信号(44)的基准导数(42)的相关性分析来确定相关性输出。该监测装置(28)被进一步配置为比较该相关性输出与基准相关性阈值，以确定线圈(22)的工作状态是否是正常还是异常。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于电路中断设备的跳闸装置，一种包括这样一个跳闸装置的电路中断设备，以及在这样的跳闸装置中确定线圈的工作状态的方法。
技术介绍
在电路断路器这样的电路中断设备中，其快速和可重复操作对于例如高压输电网络来说是必不可少的，其用于在关键清除时间内清除故障。因而为确保在需要时执行上述快速且可重复的操作，需要测试电路中断设备是否正确工作。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面提供了一种用于电路中断设备的跳闸装置，其包括：线圈，其可操作地连接到电路中断设备，所述线圈被配置为，当电流超过阈值时，选择性地操作所述电路中断设备以中断流过所述电路中断设备的电流；电流测量装置，被配置为选择性地测量流过所述线圈的线圈电流，以确定所测量的线圈电流信号；以及监测装置，被配置为确定所测量的线圈电流信号的导数，并进行所测量的线圈电流信号的导数和基准线圈电流信号的基准导数的相关性分析来确定相关性输出，所述监测装置被进一步配置为比较所述相关性输出与基准相关性阈值，以确定所述线圈的工作状态是正常还是异常。提供电流测量装置，其被配置为选择性地测量流过线圈的电流以确定所测量的线圈电流信号，这允许在线圈和电路中断设备的连续操作过程中对线圈以及任何关联的电路中断设备的监测。这从而避免了需要停运电路中断设备来测试其工作状态，并因此也可避免由相关的延迟的和计划停运电路中断
设备所导致的不便和干扰。同时引入一监测装置，其被配置为进行所测量的线圈电流信号的导数和基准线圈电流信号的基准导数的相关性分析以确定相关性输出，然后比较该相关性输出与基准相关性阈值来确定所述线圈的工作状态是正常还是异常，可以允许对线圈以及相关联的电路中断设备的工作状态有一个随时可用和可靠的指示，而无需采用复杂的聚类技术对数据进行大量分析来建立线圈电流信号以比较线圈的正确工作，也无需使用难以实现和计算复杂的智能算法来分析测得的线圈电流信号的模式。因此，本专利技术的跳闸装置可以在整个电路中断事件，即在整个电路跳闸过程中使用，从而能够提供全电路中断设备的监督。此外，本专利技术的跳闸装置可以很容易地应用到来自不同制造商的多种不同电路中断设备中，其每个不同的电路中断设备都具有不同的工作特性。优选地，所述监测装置被配置为进行所测量的线圈电流信号的导数和基准线圈电流信号的基准导数的相关性分析，其使用以下方式中的一个或多个：(a)基于采样的相位比较；(b)基于傅立叶的相位比较；以及(b)基于振幅的相位比较。上述各比较类型均能简单且可靠地建立一个合适的相关性输出用于后续与基准相关性阈值比较来确定所述线圈的正常或异常工作状态。基于采样的相位比较适合于具有复杂波形的非正弦信号，而基于傅立叶的相位比较适合于正弦信号。基于振幅的比较，可使用采样法或傅立叶技术容易地实现。可选地，所述监测装置还被配置为在进行所测量的线圈电流信号的导数和基准线圈电流信号的基准导数的相关性分析之前对所测量的线圈电流信号的导数进行滤波。对所测量的线圈电流信号的导数进行滤波，有助于改善精度和可重复性，从而该监测装置能够确定线圈的正确工作状态，即线圈工作正常还是异常。在本专利技术的一个优选实施方式中，该监测装置被配置为以一个预设的窗
口大小进行平均化来对所测量的线圈电流信号的导数进行滤波。以预定的窗口大小进行平均化有利地捕获在例如电路中断事件发生之后的所需信息，而允许忽略当跳闸装置处于静止状态时产生的其余信息。监测装置可以另外被配置为，在进行所测量的线圈电流信号的导数和基准线圈电流信号的基准导数的相关性分析之前对所测量的线圈电流信号的导数进行量化(quantisation)。对所测量的线圈电流信号的导数进行量化，有助于进一步改善精度和可重复性，从而该监测装置能够确定线圈的正确工作状态，即线圈工作正常还是异常。可选地，所述监测装置被配置为以如下方式对所测量的线圈电流信号的导数进行量化：将高于第一量化阈值的每个信号值设定为1，将低于第二量化阈值的每个信号值设定为-1，及将其余的每个信号值设定为0。监测装置的这种配置提供了期望的量化程度，而第一和第二量化阈值的利用允许根据跳闸装置所操作的电路中断设备的操作特性来对量化进行定制。优选地，所述监测装置被进一步配置为从经量化的所测量的线圈电流信号的导数中丢弃第一个非零值之前的所有信号数据。这类信号数据的丢弃有助于防止监测装置对线圈的工作状态做出错误判断。此外，它有助于过滤掉任何背景噪音。根据本专利技术的第二方面，提供了一种具有如上文所述跳闸装置的电路中断设备。电路中断设备也具有跳闸装置相应特征的优点。根据本专利技术的第三方面，提供了确定一种用于电流中断设备的跳闸装置中线圈的工作状态的方法，包括以下步骤：(a)测量流经线圈的线圈电流，并确定所测量的线圈电流信号；(b)确定所测量的线圈电流信号的导数；(c)进行所测量的线圈电流信号的导数和基准线圈电流信号的基准导数的相关性分析来确定相关性输出；以及(d)比较该相关性输出和基准相关性阈值，以确定线圈的工作状态是正常还是异常。本专利技术的方法可以类似的在线圈和相关联的电路中断设备持续工作时提供监控，并且可以方便可靠地指示线圈和相关联的电路中断设备的工作状态，而无需对数据进行深入的分析或使用难以实现的智能算法。因此，本专利技术的跳闸装置可以在整个电路中断事件中使用以提供全电路中断设备的监督，同时也可以在具有不同操作特性的不同电流中断设备中使用。附图说明现在将参考以下附图，通过非限制性示例的方式，对本专利技术优选实施例作一个简要描述：图1示出了根据本专利技术第一实施例的跳闸装置的示意图。图2(a)示出了通过电流测量装置所测量的线圈电流信号，该电流测量装置形成为图1所示跳闸装置的一部分；图2(b)示出了由监测装置确定的在图2(a)中显示的所测量的线圈电流信号的导数，该监测装置形成为图1所示的跳闸装置的另一部分；图2(c)示出了图2(b)中显示的所测量的线圈电流信号的导数的滤波结果；图2(d)示出了图2(c)显示的对经滤波的所测量的线圈电流信号的导数执行量化后的结果；以及图3示出确定图1所示跳闸装置中线圈的工作状态的方法的各个步骤。具体实施方式根据本专利技术的第一实施例的跳闸装置由参考标号10一般表示。跳闸装置10形成为电路中断设备12的一部分，在所示的实施例中，该电流中断设备12是一电路断路器14，其具有第一和第二断路器触点16，18。然而也可以是其它类型的电路中断设备，以及具有不同配置的断路器。在任何情况下，电路中断设备位于电力传输网络20中。跳闸装置10包括线圈22，其在使用中可操作地连接到所述电路中断器12。线圈22被配置为当电流超过阈值时选择性地操作该电路中断设备12以中断流过该电路中断器12的电流(未示出)。跳闸装置10还包括电流测量装置24，其被配置为选择性地测量流经线圈22的线圈电流It。电流测量装置24被配置为在整个完整的电路中断事件中(即在电路中断设备12为断路器的实施例中的完整跳闸过程中)测量线圈电流It。该电流测量装置24还进一步被配置以测量所述线圈电流It，以确定所测量的线圈电流信号26，例如如图2(a)所示。除了前述，跳闸装置10还包括监测装置28。监测装置28被配置为确定所测量的线圈电流信号26的导数30，如图2(b)所示。例如，如果本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于电路中断设备的跳闸装置，包括：线圈，其可操作地连接到电路中断设备，所述线圈被配置为，当电流超过阈值时，选择性地操作所述电路中断设备以中断流过所述电路中断设备的电流；电流测量装置，被配置为选择性地测量流过所述线圈的线圈电流，以确定所测量的线圈电流信号；以及监测装置，被配置为确定所测量的线圈电流信号的导数，并进行所测量的线圈电流信号的导数和基准线圈电流信号的基准导数的相关性分析来确定相关性输出，所述监测装置被进一步配置为比较所述相关性输出与基准相关性阈值，以确定所述线圈的工作状态是正常还是异常。
【技术特征摘要】
2014.12.16 EP 14275257.51.一种用于电路中断设备的跳闸装置，包括：线圈，其可操作地连接到电路中断设备，所述线圈被配置为，当电流超过阈值时，选择性地操作所述电路中断设备以中断流过所述电路中断设备的电流；电流测量装置，被配置为选择性地测量流过所述线圈的线圈电流，以确定所测量的线圈电流信号；以及监测装置，被配置为确定所测量的线圈电流信号的导数，并进行所测量的线圈电流信号的导数和基准线圈电流信号的基准导数的相关性分析来确定相关性输出，所述监测装置被进一步配置为比较所述相关性输出与基准相关性阈值，以确定所述线圈的工作状态是正常还是异常。2.根据权利要求1所述的跳闸装置，其中所述监测装置被配置为进行所测量的线圈电流信号的导数和基准线圈电流信号的基准导数的相关性分析，其使用以下方式中的一个或多个：(a)基于采样的相位比较；(b)基于傅立叶的相位比较；以及(b)基于振幅的相位比较。3.根据权利要求1或2所述的跳闸装置，其中所述监测装置还被配置为在进行所测量的线圈电流信号的导数和基准线圈电流信号的基准导数的相关性分析之前对所测量的线圈电流信号的导数进行滤波。4.根据权利要求3所述的跳...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨霞，马永跃，布莱恩·詹姆斯·科比，G·巴拉克里斯楠，哈恒旭，S·S·斯里哥帕拉克里希纳穆蒂，
申请(专利权)人：阿尔斯通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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