[发明专利]用于监测电路断流器的触头寿命的系统和方法

说明书

本申请提供了一种用于电路断流器的电子跳闸单元(16)，所述电子跳闸单元包括：用于测量可分离触头的线路侧上的第一电压的线路侧电压感测模块(18)；用于测量所述可分离触头的负载侧上的第二电压的负载侧电压感测模块(22)；电流传感器(26)和主控制器(34)。所述主控制器还被构造并被配置成：(i)对于所述电路断流器中的多个电弧中断事件中的每一个，基于所述第一电压、所述第二电压和由所述电流传感器测量的电流中的一个或多个确定由于所述电弧中断事件中的触头腐蚀造成的质量损失，(ii)基于由于触头腐蚀造成的每个确定的质量损失确定总质量损失，以及(iii)基于确定的由于触头腐蚀造成的总质量损失监测所述可分离触头的剩余寿命。

技术领域

公开的构思一般涉及电路断流器，并且更具体地涉及用于监测电路断流器的触头的触头寿命的跳闸单元嵌入式系统和方法。

背景技术

电力开关设备，诸如电路断流器特别是断路器(例如模制外壳种类的)是本领域众所周知的。例如参见美国专利号5,341,191。

断路器用来保护电路不受由于过电流条件，诸如过载条件或相对高水平的短路或故障条件造成的损害。模制外壳断路器通常每一相包括一对可分离触头。可分离触头可以通过设置在外壳的外部上的手柄手动操作或者响应于过电流条件自动操作。通常，这种断路器包括：(i)操作机构，其设计成快速地打开和闭合可分离触头；以及(ii)跳闸单元，其以自动操作模式感测过电流条件。一旦感测到过电流条件，跳闸单元将操作机构设置成跳闸状态，这将可分离触头移动到其打开位置。

工业模制外壳断路器通常使用容置跳闸单元的断路器框架。例如参见美国专利号5,910,760和6,144,271。跳闸单元可以是模块化的，或者可以被更换以便改变断路器的电学性质。

使用这样的跳闸单元是众所周知的，这种跳闸单元利用微处理器检测各种类型的过电流跳闸条件，并提供各种保护功能，比方说例如长延迟跳闸，短延迟跳闸，瞬时跳闸和/或接地故障跳闸。

可靠地预测剩余的触头寿命对断路器一直是一种挑战。一种已知的方法是基于制造商产品规格监测开关或中断操作的次数，确定触头是否需要维修或者断路器是否需要被更换。然而，这种方法可能粗略地高估或低估由于导致断路器已经操作的故障和负载条件产生的真实的触头寿命。具体地，即便可以容易地监测操作次数，但该信息不可能提供关于触头寿命的准确信息，原因是在每次操作中电弧能量可能是非常不同的，因此，在每次操作中触头的腐蚀可能是非常不同的。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用于具有一组可分离触头的电路断流器的电子跳闸单元。所述电子跳闸单元包括：被构造成测量可分离触头的线路侧上的第一电压的线路侧电压感测模块；被构造成测量所述可分离触头的负载侧上的第二电压的负载侧电压感测模块；被构造成测量通过所述可分离触头耦连到的线路流动的电流的电流传感器和主控制器，所述主控制器被构造并被配置成接收基于由所述线路侧电压感测模块进行的测量的第一电压信息、基于由所述负载侧电压感测模块进行的测量的第二电压信息以及基于由所述电流传感器进行的测量的电流信息。所述主控制器还被构造并被配置成：(i)对于所述电路断流器中的多个电弧中断事件中的每一个，基于所述第一电压信息、所述第二电压信息和所述电流信息中的一个或多个确定由于所述电弧中断事件中的触头腐蚀造成的质量损失，(ii)基于由于触头腐蚀造成的每个确定的质量损失确定总质量损失，以及(iii)基于确定的由于触头腐蚀造成的总质量损失监测所述可分离触头的剩余寿命。