【技术实现步骤摘要】
本公开涉及电子断路器、接线装置和可以中断流经装置的电流的其他保护装置，更具体地，涉及用于在这种监测和保护装置中确定和监测瞬变事件的持续时间，例如故障的持续时间等的方法和系统。
技术介绍
1、现代保护装置，例如断路器、接线装置和可以中断流向负载的电流的其他装置，具有能够实现先前装置中没有的若干种功能的部件。例如，电子断路器中的cpu(例如微控制器)允许断路器既作为接地故障电路中断(gfci)装置又作为电弧故障电路中断(afci)装置。cpu通过不断地感测和采样线路电流并监测这些样本的故障状况指示来检测这种故障。在检测到故障状况时，cpu向脱扣单元输出脱扣信号，该脱扣单元脱扣或中断断路器中的电流。
2、在电路中断装置中，装置脱扣所用的时间可以提供重要指示：该装置是否正常工作或者该装置是否需要更换。脱扣分析通常包括测量表征保护装置的量，比如故障持续时间、电流rms和峰值以及瞬变的存在。对于故障持续时间，行业标准建议使用电流波形过零作为起点和/或终点来测量故障持续时间。然而，故障事件通常可以在非过零处开始和结束，此外，电流波形可能包含由脱扣单元触点的闭合和断开引起的大扰动。因此，使用过零事件对精确确定故障持续时间提出了挑战。
3、因此，在不需要使用电流或电压波形过零点的电路中断装置中，需要一种方法来确定瞬变事件的持续时间，例如故障的持续时间。
技术实现思路
1、本公开的实施例提供了用于确定和监测断路器、接线装置和能够中断流向负载的电流的其他装置中的瞬变事件的持续时间
2、上述布置提供了确定故障持续时间的统一且一致的方式，与依赖于波形过零的技术相比，该方式更加准确。上面的故障持续时间确定可以在电路中断装置内本地实现，以提供对装置的故障持续时间的本地监测，或者电路中断装置可以获取基础波形数据和/或本地故障持续时间确定并将其传输到外部系统，例如云计算环境，用于故障持续时间的分析和建模。在后一种情况下，可以将在不同操作条件下随时间收集的来自多个装置的波形数据和/或局部故障持续时间确定传送到外部系统，并进行分析和建模。然后，这种分析和建模可以用于通过它们的数字孪生提供本地电路中断装置故障持续时间的远程支持和监测。分析和建模还可用于进一步开发、优化和改进装置脱扣单元和相关部件。
3、总的来说，在一个方面，本公开的实施例涉及电路中断保护装置。该装置尤其包括中央处理单元(cpu)和连接到cpu的感测电路。感测电路配置成感测电路中断保护装置中的电流或电压波形，该电流或电压波形源自ac电源。该装置还包括联接到cpu并配置为获取由传感器电路感测的电流或电压波形的模数转换器(adc),以及联接到adc并配置为接收由adc获取的电流或电压波形的故障检测模块。故障检测模块可操作以基于电流或电压波形检测故障事件。该装置还包括故障持续时间模块，其联接到adc并配置成接收由adc获取的电流或电压波形，故障持续时间模块可操作以基于电流或电压波形获得故障事件的持续时间。在一些实施例中，通过计算电流或电压波形的一部分的二阶导数，找到电流或电压波形的该部分的局部最大值或局部最小值，并将该局部最大值或局部最小值设置为故障事件持续时间的开始时间或结束时间，来获得故障事件的持续时间。
4、总的来说，在另一方面，本公开的实施例涉及确定电路中断保护装置中的故障事件的持续时间的方法。该方法尤其包括在电路中断保护装置的传感器电路处感测电路中断保护装置中的电流或电压波形，该电流或电压波形源自ac电源。该方法还包括在电路中断保护装置的模数转换器(adc)处获取由传感器电路感测的电流或电压波形。该方法还包括在电路中断保护装置的故障检测模块处接收由adc获取的电流或电压波形，故障检测模块可操作以基于电流或电压波形检测故障事件。该方法还包括在电路中断保护装置的故障持续时间模块处接收由adc获取的电流或电压波形，故障持续时间模块可操作以基于电流或电压波形获得故障事件的持续时间。在一些实施例中，通过计算电流或电压波形的一部分的二阶导数，找到电流或电压波形的该部分的局部最大值或局部最小值，并将该局部最大值或局部最小值设置为故障事件持续时间的开始时间或结束时间，来获得故障事件的持续时间。
5、总的来说，在又一个方面，本公开的实施例涉及其上存储有用于确定电路中断保护装置中的故障事件的持续时间的计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质。当由处理器执行时，计算机可读指令使得处理器执行在电路中断保护装置的传感器电路处感测电路中断保护装置中的电流或电压波形的过程，该电流或电压波形源自ac电源。计算机可读指令还使得处理器执行在电路中断保护装置的模数转换器(adc)处获取由传感器电路感测的电流或电压波形的过程。计算机可读指令还使处理器执行在电路中断保护装置的故障检测模块处接收由adc获取的电流或电压波形的过程，故障检测模块可操作以基于电流或电压波形检测故障事件。计算机可读指令还使处理器执行在电路中断保护装置的故障持续时间模块处接收由adc获取的电流或电压波形的过程，故障持续时间模块可操作以基于电流或电压波形获得故障事件的持续时间。在一些实施例中，通过计算电流或电压波形的一部分的二阶导数，找到电流或电压波形的该部分的局部最大值或局部最小值，并将该局部最大值或局部最小值设置为故障事件持续时间的开始时间或结束时间，来获得故障事件的持续时间。
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1.一种电路中断保护装置，包括：
2.根据权利要求1所述的电路中断保护装置，其中，所述二阶导数由所述故障持续时间模块本地计算。
3.根据权利要求1所述的电路中断保护装置，其中，所述二阶导数是使用所述电路中断保护装置的数字孪生在外部系统上计算的。
4.根据权利要求1所述的电路中断保护装置，其中，所述电流或电压波形的所述部分是基于超过预定义阈值的电流或电压波形的瞬变幅度而定义的窗口。
5.根据权利要求4所述的电路中断保护装置，其中，所述窗口包含表示所述电流或电压波形的数据点的预定义子集，所述数据点的预定义子集包括超过所述预定义阈值的瞬变幅度。
6.根据权利要求1所述的电路中断保护装置，其中，如果所述故障事件的持续时间超过指定最大值，则宣告错误。
7.根据权利要求6所述的电路中断保护装置，其中，如果宣告错误，则所述CPU可操作以在所述电路中断保护装置中自动采取一个或多个动作。
8.一种确定电路中断保护装置中的故障事件的持续时间的方法，该方法包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述二阶
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述二阶导数是使用所述电路中断保护装置的数字孪生在外部系统上计算的。
11.根据权利要求8所述的方法，还包括基于超过预定义阈值的电流或电压波形的瞬变幅度，将所述电流或电压波形的所述部分定义为窗口。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述窗口包含表示所述电流或电压波形的数据点的预定义子集，所述数据点的预定义子集包括超过所述预定义阈值的瞬变幅度。
13.根据权利要求8所述的方法，还包括，如果所述故障事件的持续时间超过指定最大值，则在所述电路中断保护装置中宣告错误。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括，如果宣告错误，则在所述电路中断保护装置中自动采取一个或多个动作。
15.一种其上存储有用于确定电路中断保护装置中的故障事件的持续时间的计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质，当由处理器执行时，该计算机可读指令使处理器执行以下过程：
16.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述计算机可读指令使得在所述电路中断保护装置上本地计算所述二阶导数。
17.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述计算机可读指令使得使用所述电路中断保护装置的数字孪生在外部系统上计算所述二阶导数。
18.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述计算机可读指令基于超过预定义阈值的电流或电压波形的瞬变幅度，将所述电流或电压波形的所述部分定义为窗口。
19.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述窗口包含表示所述电流或电压波形的数据点的预定义子集，所述数据点的预定义子集包括超过所述预定义阈值的瞬变幅度。
20.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，其中，如果所述故障事件的持续时间超过指定最大值，则所述计算机可读指令导致宣告错误，并且如果宣告错误，则进一步导致在所述电路中断保护装置中自动采取一个或多个动作。
...【技术特征摘要】
1.一种电路中断保护装置，包括：
2.根据权利要求1所述的电路中断保护装置，其中，所述二阶导数由所述故障持续时间模块本地计算。
3.根据权利要求1所述的电路中断保护装置，其中，所述二阶导数是使用所述电路中断保护装置的数字孪生在外部系统上计算的。
4.根据权利要求1所述的电路中断保护装置，其中，所述电流或电压波形的所述部分是基于超过预定义阈值的电流或电压波形的瞬变幅度而定义的窗口。
5.根据权利要求4所述的电路中断保护装置，其中，所述窗口包含表示所述电流或电压波形的数据点的预定义子集，所述数据点的预定义子集包括超过所述预定义阈值的瞬变幅度。
6.根据权利要求1所述的电路中断保护装置，其中，如果所述故障事件的持续时间超过指定最大值，则宣告错误。
7.根据权利要求6所述的电路中断保护装置，其中，如果宣告错误，则所述cpu可操作以在所述电路中断保护装置中自动采取一个或多个动作。
8.一种确定电路中断保护装置中的故障事件的持续时间的方法，该方法包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述二阶导数由所述电路中断保护装置本地计算。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述二阶导数是使用所述电路中断保护装置的数字孪生在外部系统上计算的。
11.根据权利要求8所述的方法，还包括基于超过预定义阈值的电流或电压波形的瞬变幅度，将所述电流或电压波形的所述部分定义为窗口。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述窗口包含表示所述电流或电压波形的数据点...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·R·菲舍尔斯，J·I·梅莱西奥拉米雷斯，A·A·伦登赫尔南德斯，K·里尔，
申请(专利权)人：施耐德电气美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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