用於檢測電功率系統的缺陷的設備的製作方法

2023-09-27 07:09:40

本公開內容涉及用於檢測電功率系統的缺陷的設備，其被連接到電功率系統。

背景技術：

用於檢測電功率系統的缺陷的設備是被連接到電功率系統以當在電功率系統處生成諸如過流或短路電流的缺陷電流時檢測缺陷電流的電功率裝置。用於檢測電功率系統的缺陷的設備當檢測到缺陷電流時使斷路器跳閘(即，自動切斷電路)或限制電流(切斷電路以限制導電電流)。

圖1是圖示了用於檢測電功率系統的缺陷的傳統設備的示意圖。在下文中，將參考圖1描述用於檢測電功率系統的缺陷的傳統設備10的操作過程。用於檢測電功率系統的缺陷的傳統設備10可以基於線路電流的幅值及其增大比率來確定電功率系統的缺陷是否發生。

首先，檢測器11檢測線路電流的幅值，並且放大器12放大檢測到的線路電流的幅值。其後，比較器13將所放大的線路電流的幅值與第一設定值ref1進行比較，並且可以當所放大的線路電流的幅值等於或大於第一設定值ref1時輸出第一輸出信號。

同時，差分器14計算線路電流的增大比率，並且放大器15放大所計算的線路電流的增大比率。其後，比較器16將所放大的線路電流的增大比率與第二設定值ref2進行比較，並且可以當所放大的線路電流的增大比率等於或大於第二設定值ref2時輸出第二輸出信號。之後，確定單元17可以基於第一輸出信號和第二輸出信號來確定電功率系統是否發生故障。

然而，存在的問題在於用於檢測電功率系統的缺陷的傳統設備10僅僅能夠確定電功率系統是否發生故障並且不能夠確定是否發生噪聲。

即，用於檢測電功率系統的缺陷的傳統設備10在檢測電功率系統是否發生故障之後確定是否發生噪聲，並且之後當發生噪聲時停止操作。隨後，存在的問題在於用於檢測電功率系統的缺陷的傳統裝置10在由於噪聲的輸入而操作停止期間不能夠檢測電功率系統是否發生故障。此外，存在的問題在於用於檢測電功率系統的缺陷的傳統設備10對噪聲敏感以執行歸因於噪聲的不正確操作。

技術實現要素：

本公開內容的目標是要提供一種用於檢測電功率系統的缺陷的設備，其能夠通過使用在線路的外周處生成的磁力輸出狀態信號來減少由於噪聲的操作延遲。

本公開內容的另一目標是要提供一種用於檢測電功率系統的缺陷的設備，其能夠通過使用在線路的外周處生成的磁力輸出狀態信號來減少由於噪聲的不正確操作。

本公開內容的再一目標是要提供一種用於檢測電功率系統的缺陷的設備，其能夠通過使用基於磁力的第一狀態信號和基於線路電流的幅值及其增大比率的第二狀態信號確定電功率系統是否是有缺陷的來增大缺陷檢測的可靠性。

本公開內容的又一目標是要提供一種用於檢測電功率系統的缺陷的設備，其能夠通過使用將設定值與測量值進行比較以確定缺陷來減少缺陷檢測時間。

為了實現以上描述的目標，根據本公開內容的一個實施例的一種用於基於在線路處流動的線路電流的幅值來檢測電功率系統的缺陷的設備包括：第一狀態信號輸出單元，其被配置為通過使用在線路的外周處生成的磁力將移動單元的一端與固定單元的一端相接觸來輸出第一狀態信號；第二狀態信號輸出單元，其被配置為基於線路電流的幅值及其增大比率來輸出第二狀態信號；以及確定單元，其被配置為基於所述第一狀態信號和所述第二狀態信號來確定所述電功率系統是否是有缺陷的。

根據如以上所描述的本公開內容，使用在線路的外周處生成的磁力來輸出狀態信號使得存在可以甚至當噪聲發生時一致地檢測到電功率系統是否是有缺陷的效果。

此外，根據本公開內容，使用在線路的外周處生成的磁力來輸出狀態信號使得存在可以減少由於噪聲的不正確操作的效果。

另外，根據本公開內容，通過使用基於磁力的第一狀態信號和基於線路電流的幅值及其增大比率的第二狀態信號來確定電功率系統是否是有缺陷的使得存在可以增大缺陷檢測的可靠性的效果。

此外，根據本公開內容，通過將設定值與測量值進行比較來確定缺陷使得存在可以減少缺陷檢測時間的效果。

附圖說明

圖1是圖示了用於檢測電功率系統的缺陷的傳統設備的示意圖。

圖2是圖示了根據本公開內容的一個實施例的用於檢測電功率系統的缺陷的設備的示意圖。

圖3是圖示了根據本公開內容的一個實施例的處於缺陷狀態的第一狀態信號輸出單元的示意圖。

圖4是圖示了根據本公開內容的一個實施例的處於正常狀態的第一狀態信號輸出單元的示意圖。

圖5是圖示了根據本公開內容的一個實施例的線路電流的幅值的圖形。

圖6是圖示了根據本公開內容的一個實施例的第一比較單元的示意圖。

圖7是圖示了根據本公開內容的一個實施例的第二比較單元的示意圖。

具體實施方式

稍後將參考附圖詳細地描述本公開內容的以上目標和其他目標、特徵和優點，並且因此本公開內容的技術精神能夠容易地由本領域技術人員實施。在本公開內容的下面的描述中，如果已知配置和功能的描述被確定為使本公開內容的實施例的解讀模糊不清，則將省略對其的詳細描述。在下文中，將參考附圖詳細地描述根據本公開內容的優選實施例。在附圖中，相同的附圖標記在其中指代相同的或相似的元件。

圖2是圖示了根據本公開內容的一個實施例的用於檢測電功率系統的缺陷的設備100的示意圖。

參考圖2，根據本公開內容的一個實施例的用於檢測電功率系統的缺陷的設備100可以被配置為包括第一狀態信號輸出單元110、第二狀態信號輸出單元120、確定單元130以及光學信號轉換單元140。圖2中示出的用於檢測電功率系統的缺陷的設備100是根據一個實施例的，其組件不限於圖2中示出的實施例，並且可以在必要時添加、改變或省略一些組件。

圖3是圖示了根據本公開內容的一個實施例的處於缺陷狀態的第一狀態信號輸出單元110的示意圖，並且圖4是圖示了根據本公開內容的一個實施例的處於正常狀態的第一狀態信號輸出單元110的示意圖。

圖5是圖示了根據本公開內容的一個實施例的線路電流的幅值的圖形。圖6是圖示了根據本公開內容的一個實施例的第一比較單元121的示意圖，並且圖7是圖示了根據本公開內容的一個實施例的第二比較單元122的示意圖。

在下文中，將參考圖3至圖7描述根據本公開內容的一個實施例的用於檢測電功率系統的缺陷的設備100。

第一狀態信號輸出單元110可以通過使用圍繞線200生成的磁力將移動單元112的一端與固定單元111的一端相接觸來輸出第一狀態信號。移動單元112和固定單元111是被提供在線路200的外周處的對象，並且移動單元112可以通過在固定單元111的兩端處的向左移動和向右移動來將固定單元111的兩端連接到彼此。固定單元111是被固定到線路200的外周的對象，並且移動單元112的配置可以與固定單元111的配置相同。

換言之，第一狀態信號輸出單元110包括被設置在線路200的外周處的固定單元111和移動單元112。移動單元112藉助於在線路200的外周處生成的磁力被移動到固定單元111的一端側。說明性地，當移動單元112與固定單元111的另一端相接觸時，其可以藉助於在線路200的外周處生成的磁力被移動朝向固定單元111的一端。在這一點上，移動單元112當在線路200的外周處生成的磁力足夠大時與固定單元111的一端相接觸，然而移動單元112當在線路200的外周處生成的磁力小時不與固定單元111的一端相接觸。

因此，第一狀態信號輸出單元110輸出與由於在線路200的外周處的磁力的在移動單元112與固定單元111之間的接觸或無接觸相對應的第一狀態信號。即，第一狀態信號輸出單元110的第一狀態信號與在線路200的外周處的磁力相對應。

此外，移動單元112和固定單元111中的每個的形狀不限於如圖3和圖4中示出的四邊形形狀，並且其可以為不同形狀的圖例。第一狀態信號為表示線路電流處於缺陷狀態還是處於正常狀態的信號，並且可以包括缺陷信號和正常信號。

圖3和圖4中示出的磁通量是圖示了磁力的幅值的線路。當磁力的幅值大時磁通量增大並且當磁力的幅值小時磁通量減小。同時，當在線路200處流動的線路電流的幅值大時磁力增大，並且當線路電流的幅值小時磁力減小。磁力的方向根據安培右手螺旋法則被形成在垂直於線路電流流動的方向的平面上的右手螺旋的方向上。此外，磁力將以上所描述的移動單元112移動為與固定單元111相接觸。

作為一個實施例，第一狀態信號輸出單元110可以被配置為還包括彈簧113、第一絕緣體114以及第二絕緣體115。圖3和圖4中示出的第一狀態信號輸出單元110是根據一個實施例的，其組件不限於圖3和圖4中示出的實施例，並且可以在必要時添加、改變或省略一些組件。

參考圖3和圖4，彈簧113可以被連接到移動單元112的一端和固定單元111的一端。當磁力與線路電流的幅值成比例地增大時，移動單元112的一端與固定單元111的一端相接觸。其後，當磁力減小時，彈簧113將移動單元112與固定單元111的一端分離。

第一絕緣體114可以被定位在彈簧113內部，並且第二絕緣體115可以當移動單元112的一端與固定單元111的一端相接觸時與第一絕緣體114相接觸。

參考圖3，示出了缺陷狀態並且因此線路電流的幅值是大的，使得磁力的強度被增大。當磁力的強度大於彈簧113的彈力時，移動單元112的一端與固定單元111的一端相接觸。當移動單元112的一端與固定單元111的一端相接觸時，第一絕緣體114和第二絕緣體115也與彼此相接觸。當第一絕緣體114和第二絕緣體115與彼此相接觸時，第一狀態信號輸出單元110可以輸出缺陷信號。

同時，示出了正常狀態並且因此磁力的幅值小於彈簧113的彈力，並且移動單元112的一端與固定單元111的一端被分隔開而不與其相接觸。當移動單元112的一端與固定單元111的一端被分隔開時，第一絕緣體114和第二絕緣體115也不與彼此相接觸。當第一絕緣體114和第二絕緣體115不與彼此相接觸時，第一狀態信號輸出單元110可以輸出正常信號。

作為一個實施例，第一狀態信號輸出單元110可以當線路電流的幅值等於或大於預設值時輸出缺陷信號，並且可以當線路電流的幅值小於預設值時輸出正常信號。預設值可以由用戶設定或者可以在第一狀態信號輸出單元110處被自動設定。

同時，參考圖5，預設值大於正常電流和額定電流，並且第一狀態信號輸出單元110可以基於預設值來一致地確定缺陷以減少缺陷檢測時間。同時，第一狀態信號輸出單元110可以當線路電流的幅值恆定時確定為正常電流，然而其可以當線路電流的幅值不是恆定的但是其幅值變化小時確定為額定電流。

第二狀態信號輸出單元120可以基於線路電流的幅值及其增大比率來輸出第二狀態信號。首先，第二狀態信號輸出單元120檢測線路電流的幅值並且之後放大檢測到的線路電流的幅值。其後，將所放大的線路電流的幅值與第一設定值彼此進行比較，並且之後當所放大的線路電流的幅值等於或大於第一設定值時輸出第一輸出信號。例如，當線路電流的幅值等於或大於第二設定值時，第一輸出信號可以為「1」，並且當線路電流的幅值小於第一設定值時，第一輸出信號可以為「0」。

此外，第二狀態信號輸出單元120檢測線路電流的增大比率並且之後放大檢測到的線路電流的增大比率。其後，將所放大的線路電流的增大比率與第二設定值彼此進行比較，並且之後當所放大的線路電流的增大比率等於或大於第二設定值時輸出第二輸出信號。在這一點上，線路電流的增大比率可以為圖5中的圖形的梯度，並且第二狀態信號輸出單元120可以通過對圖5中示出的圖形進行差分來檢測線路電流的增大比率。同時，當線路電流的增大比率等於或大於第二設定值時，第二輸出信號可以為「1」，並且當線路電流的幅值小於第二設定值時，第二輸出信號可以為「0」。

當第一輸出信號和第二輸出信號被輸出時，第二狀態信號輸出單元120可以基於這些輸出信號來輸出第二狀態信號。例如，當第一輸出信號為「1」並且第二輸出信號為「1」時，線路電流的幅值及其增大比率等於或大於設定值使得「1」可以被輸出為表示缺陷狀態的第二狀態信號。同時，當第一輸出信號為「1」並且第二輸出信號為「0」時，僅僅線路電流的幅值等於或大於第一設定值並且線路電流的增大比率小於第二設定值使得「0」可以被輸出為表示正常狀態的第二狀態信號。

作為一個實施例，第二狀態信號輸出單元120可以被配置為包括第一比較單元121、第二比較單元122、輸出單元123以及檢測器124。圖2中示出的第二狀態信號輸出單元120是根據一個實施例的，其組件不限於圖2中示出的實施例，並且可以在必要時添加、改變或省略一些組件。

第一比較單元121可以放大線路電流的幅值，將所放大的線路電流的幅值與第一設定值進行比較，並且當所放大的線路電流的幅值等於或大於第一設定值時輸出第一輸出信號。參考圖6，放大器121-1可以放大線路電流的幅值，並且比較器121-2可以將第一設定值與所放大的電流的幅值進行比較。

此外，第二比較單元122可以放大線路電流的增大比率，將所放大的線路電流的增大比率與第二設定值進行比較，並且當所放大的線路電流的增大比率等於或大於第二設定值時輸出第二輸出信號。參考圖7，微分器122-1可以計算線路電流的增大的比率，並且放大器122-2可以放大線路電流的增大比率。其後，比較器122-3可以將所放大的線路電流的增大比率與第二設定值進行比較以輸出第二輸出信號。

輸出單元123可以基於第一輸出信號和第二輸出信號來輸出第二狀態信號。檢測器124是被連接到線路200以檢測線路電流信號的裝置，並且可以將檢測到的線路電流信號發送到第一比較單元121和第二比較單元122。

光學信號轉換單元140可以當第一狀態信號從第一狀態信號輸出單元110輸出時將第一狀態信號轉換成光學信號。因為第一狀態信號為電信號，所以光學信號轉換單元140用於將第一狀態信號轉換成光學信號以將光學信號發送到確定單元130。更具體地，光學信號轉換單元140可以將電信號轉換成光學信號並且將光學信號通過光纖發送，並且之後再次將所發送的光學信號轉換成電信號以將電信號發送到確定單元130。光纖包括在光纖的內部處具有大折射率的材料和在光纖的外部處具有小折射率的材料，由此使用光學信號的總體反射來發送光學信號。同時，光學信號轉換單元140包括光電二極體、光學轉換器、等等，並且光學信號轉換單元140的種類不限於以上描述的。

確定單元130可以基於第一狀態信號和第二狀態信號來確定電功率系統的缺陷。此外，確定單元130可以基於被轉換成電信號的第一狀態信號和第二狀態信號來確定電功率系統的缺陷。例如，當第一狀態信號為「1」並且第二狀態信號為「1」時，確定單元130可以確定電功率系統處於缺陷狀態。同時，當第一狀態信號為「1」並且第二狀態信號為「0」或者第一狀態信號為「0」並且第二狀態信號為「1」時，確定單元130可以確定電功率系統處於正常狀態。此外，，當第一狀態信號為「0」並且第二狀態信號為「0」時，確定單元130可以確定電功率系統處於正常狀態。

根據如以上所描述的本公開內容，使用在線路的外周處生成的磁力來輸出狀態信號使得存在可以減少由於噪聲的操作延遲的效果。此外，根據本公開內容，使用在線路的外周處生成的磁力來輸出狀態信號使得存在可以減少由於噪聲的不正確操作的效果。另外，本公開內容使用基於磁力的第一狀態信號和基於線路電流的幅值及其增大比率的第二狀態信號來確定電功率系統的缺陷使得存在可以增大缺陷檢測的可靠性的效果。此外，根據本公開內容，通過將設定值與測量值進行比較來確定缺陷使得存在可以減少缺陷檢測時間的效果。

儘管已經參考實施例描述了本公開內容，但是應當理解，能夠在不脫離本公開內容的技術精神的情況下由本領域技術人員設想許多其他替代、修改和更改，並且因此應當理解，本公開內容不受以上描述的實施例和附圖限制。