用于向配电系统的部件提供信息和/或从配电系统的部件获取信息的系统和方法

申请号 CN201380064277.4 申请日 2013-11-06 公开(公告)号 CN104854673B 公开(公告)日 2017-12-26
申请人 伊顿公司; 发明人 P·T·沃尔什; D·K·莫特; D·R·罗恩;
摘要 一种配电系统,其中使用 近场通信 将信息传送到配电系统的 电子 部件和/或从配电系统的电子部件传送信息。可使用诸如专用近场装置,智能手机或配置卡装置的电子装置将信息传送到电子部件和/或从电子部件传送信息。以及一种从配电系统的诸如 电路 中断器的电子部件获取信息的方法,其包括产生包括以编码形式的第一信息的机器可读元素,该第一信息与电路中断器的操作和/或状态相关,在电路中断器上显示机器可读元素,捕捉机器可读元素的图像,基于图像获取第一信息,以及基于所获取的第一信息显示第二信息。
权利要求

1.一种配电系统(2,2’,62),包括:
电路中断器(4),其具有耦接到第一近场通信耦接元件(30)的第一近场通信芯片(28);
以及
配置卡装置(16,48,64),其具有第二近场通信芯片(40,58,66),该第二近场通信芯片(40,58,66)耦接到第二近场通信耦接元件(42,60,68)并且包括非易失性存储器,其中所述配置卡装置包括卡,该卡具有外壳以及嵌入所述外壳内的所述第二近场通信芯片和所述非易失性存储器,其中所述配置卡装置被构造为在所述第一近场通信耦接元件和所述第二近场通信耦接元件之间建立的近场通信接口上将第一信息发送到所述第一近场通信芯片,其中所述第一信息包括在所述非易失性存储器中预编程并存储的用于所述电路中断器的一组预定功能跳闸设定,该组预定功能跳闸设定指示用于配置所述电路中断器的特定配置,并且其中所述配置卡装置具有在所述外壳上印刷的该组预定功能跳闸设定。
2.根据权利要求1所述的系统,其中所述配置卡装置包括可选择性连接到所述第二近场通信芯片的电源(70),其中所述配置卡装置被构造为在所述近场通信接口上向所述第一近场通信芯片提供电,使得当电子部件不具有辅助电力时可在所述近场通信接口上将所述第一信息发送到所述第一近场通信芯片。

说明书全文

用于向配电系统的部件提供信息和/或从配电系统的部件获

取信息的系统和方法

技术领域

[0001] 本发明一般涉及包括诸如但不限于电路中断器的部件的配电系统,并且更特别地涉及用于向配电系统的部件(诸如断路器)提供诸如但不限于配置信息的信息和/或从配电系统的部件(诸如断路器)获取诸如但不限于配置信息和/或诊断信息的信息的系统和方法。

背景技术

[0002] 在本领域中熟知配电系统的诸如电路中断器以及特别是模制外壳类的断路器的电切换设备。例如参见美国专利No.5,341,191。
[0003] 断路器用于保护电路不受由于诸如过载条件或相对高等级短路或故障条件的过流条件的损害。模制外壳断路器通常包括可分离触点,该可分离触点通过放置于外壳外部的手柄手动地或响应于过流条件自动地操作。该断路器通常包括:(i)操作机构,其被设计为迅速开启并且闭合可分离触点,以及(ii)跳闸单元,其在自动操作模式中感测过流条件。当感测过流条件时,跳闸单元将操作机构跳闸到跳闸状态,其将可分离触点移动到其开启位置
[0004] 工业断路器通常使用容纳跳闸单元的断路器框架。例如参见美国专利No.5,910,760以及No.6,144,271。可模化以及更换跳闸单元以便变更断路器的电属性。
[0005] 熟知的是采用使用微处理器的跳闸单元来检测各种类型的过流跳闸条件并且提供例如诸如长延迟跳闸,短延迟跳闸,瞬间跳闸和/或接地故障跳闸的各种保护功能。长延迟跳闸功能保护由所保护的电系统服务的负载免受过载和/或过流。短延迟跳闸功能可用于在断路器的分级中协调下游断路器的跳闸。瞬时跳闸功能保护断路器所连接到的电导体不受诸如短路的过流条件的损害。如所暗示的,接地故障跳闸功能保护电系统免受接地故障。
[0006] 每个断路器被设计为用于特定最大连续电流。该额定电流可通过适当的选择机构,诸如通过旋转开关或通过选择将电流转换为电压以便跳闸单元使用的电阻器(例如“额定插头”)而设定。在一些实例中,通过使用通过其可建立装置额定电流的选择机构,单个断路器框架可易于适用于要求最大连续电流范围的设施,直到框架的设计上限。通常各种保护功能的拾取电流已经是该额定电流的可选择倍数或分数。因此,瞬时保护在电流诸如例如达到额定电流十倍的额定电流的选择倍数的任意时间将装置跳闸。短延迟保护的拾取是额定电流的倍数,而长延迟保护的拾取电流可以是额定电流的分数。通常,短延迟跳闸仅当短延迟拾取电流超过短延迟时间间隔时产生,然而在一些应用中,同样将反时功能用于短延迟保护。
[0007] 目前,许多电子跳闸单元使用可调整(例如但不限于旋转)的开关以改变诸如例如并且不限于长延迟拾取(Ir),长延迟时间(LDT),短延迟拾取(SDPU),接地故障拾取(GFPU)以及短延迟时间和接地故障时间(SDT/GFT)的功能跳闸设定。通常在每个单位的基础上标注可调整开关并且该可调节开关对全部电流传感器(例如电流互感器)类型是公用的。
[0008] 存在包括诸如但不限于电流中断器的部件的配电系统,并且特别是在向配电系统的诸如断路器的部件提供信息和/或从配电系统的该部件获取信息的领域中的改进空间。

发明内容

[0009] 在一个实施例中,提出一种配电系统,包括具有耦接到第一近场通信耦接元件的第一近场通信芯片的电子部件,以及具有耦接到第二近场通信耦接元件的第二近场通信芯片的电子装置,其中电子装置被构造为在第一近场通信耦接元件和第二近场通信耦接元件之间建立的近场通信接口上将第一信息发送到第一近场通信芯片和/或从第一近场通信芯片接收第二信息。
[0010] 在另一实施例中,提出在配电系统中传递信息的方法,该配电系统具有电子部件和电子装置,该电子部件具有耦接到第一近场通信耦接元件的第一近场通信芯片,该电子装置具有耦接到第二近场通信耦接元件的第二近场通信芯片。该方法包括在第一近场通信耦接元件和第二近场通信耦接元件之间建立近场通信接口,并且实施如下步骤中的至少一个:(i)在近场通信接口上将第一信息发送到第一近场通信芯片,以及(ii)在近场通信接口上从第一近场通信芯片接收第二信息。
[0011] 在又一实施例中,配置具有耦接到第一近场通信耦接元件的第一近场通信芯片的电子部件的方法包括:提供具有耦接到第二近场通信耦接元件的第二近场通信芯片的配置卡装置(64),该配置卡装置存储电子部件的配置信息;在第一近场通信耦接元件和第二近场通信耦接元件之间建立近场通信接口;在近场通信接口上将配置信息从配置卡装置发送到第一近场通信芯片;以及基于配置信息配置电子部件。
[0012] 在再一实施例中,提出一种电路中断器系统,该电路中断器系统包括电路中断器和便携计算装置,该电路中断器具有第一处理器设备和第一显示器,该第一处理器设备被构造为:(i)产生包括编码形式的第一信息的机器可读元素,该第一信息与电路中断器的操作和/或状态相关,以及(ii)使机器可读元素在第一显示器上显示;并且该便携计算装置具有第二处理器设备,第二显示器以及图像捕捉装置,该第二处理器设备被构造为:(i)使图像捕捉装置捕捉机器可读元件的图像,(ii)基于图像获取第一信息,以及(iii)基于所获取的第一信息使第二信息在第二显示器中显示。
[0013] 在再又一实施例中,从配电系统的诸如电路中断器的电子部件中获取信息的方法包括:产生机器可读元素,该机器可读元素包括编码形式的第一信息,该第一信息与电路中断器的操作和/或状态相关;在电路中断器上显示机器可读元素;捕捉机器可读元素的图像;基于图像获取第一信息;以及基于所获取的第一信息显示第二信息。附图说明
[0014] 当结合附图阅读时可从下述优选实施例的描述中得到本公开概念的完整理解,其中:
[0015] 图1是根据本发明的示例性实施例的电路中断器系统的原理图;
[0016] 图2是示出根据示例性实施例的形成图2系统的部分电路中断器的电子跳闸单元的某些所选部件的原理图;
[0017] 图3是示出根据示例性实施例的形成部分图2系统的NFC通信装置的某些所选部件的原理图;
[0018] 图4是根据本发明的替代示例性实施例的电路中断器系统的原理图;
[0019] 图5是示出根据示例性实施例的形成部分图4系统的NFC计量模块的某些所选部件的原理图;
[0020] 图6是根据本发明的另一替代示例性实施例的电路中断器系统的原理图;
[0021] 图7是示出根据示例性实施例的形成部分图6系统的配置卡装置的某些所选部件的原理图;
[0022] 图8是示出根据另一示例性实施例的形成部分图6系统的配置卡装置的某些所选部件的原理图;
[0023] 图9是根据本发明的另一替代示例性实施例的电路中断器系统的原理图;
[0024] 图10是示出根据示例性实施例的在图9系统的电路中断器的显示器装置上的二维(2D)条形码显示的原理图;
[0025] 图11是根据示例性实施例的形成部分图9系统的便携计算装置的原理图;以及[0026] 图12-16B是根据各种示例性实施例示出若干图10和11的便携计算装置的不同屏幕的图10和11的便携计算装置的俯视图。

具体实施方式

[0027] 本文中使用的方向短语,诸如例如左,右,前,后,上,下及其衍生词,与附图中所示的元件取向相关并且除非在其中明确陈述外不作为对权利要求的限制。
[0028] 如本文中采用的,将两个或更多部分“耦接”到一起的表述将意为将部分直接连接到一起或通过一个或多个中间部分连接。
[0029] 如本文中采用的,术语“数量”将意为一或大于一的整数(即,多个)。
[0030] 如本文中使用的,“近场通信”或“NFC”将意为其中两个装置互相耦接并且使用耦接的感应电路在短距离(诸如但不限于约为4cm)的近场内无线传递功率和/或信息的技术。近场通信由诸如但不限于ISO/IEC 18092,ECMA-340,ISO/IEC 21481和ECMA-352的各种标准控制。
[0031] 如本文中使用的,术语“近场”将意为在邻近诸如天线或线圈的电磁辐射结构中的区域,其中电场磁场不具有平面波特性,但是相反从一点到另一点变化很大。另外,近场可被细分为通常称作反应近场和辐射近场的两个区域。反应近场最靠近辐射结构并且包括几乎全部存储能量,然而辐射近场为其中辐射场支配反应场,但不具有平面波特性并且结构复杂。这是与远场相比,远场通常被定义为电磁场具有平面波特性的区域,即它在与传播方向横向的平面上具有电磁场强度的均匀分布。
[0032] 图1是根据本发明的示例性实施例的电路中断器系统2的原理图。电路中断器系统2包括可配置电路中断器4(在所示的非限定性实施例中,可配置电路中断器4是模制外壳断路器),该电路中断器4具有被配置为迅速开启和闭合电路中断器4的可分离触点的操作机构6以及可操作地耦接到操作机构6的电子跳闸单元8,在操作的自动模式中,该操作机构6构造为感测过流条件并且响应于过流条件将操作机构6移动到其中开启电路中断器4的可分离触点的状态。如图1所示,在所示的实施例中,电子跳闸单元8包括用于改变电子跳闸单元8的功能跳闸设定(诸如例如而不限于长延迟拾取(Ir),长延迟时间(LDT),短延迟拾取(SDPU),接地故障拾取(GFPU)以及短延迟时间和接地故障时间(SDT/GFT))的若干可调节开关10。电子跳闸单元8还包括串行端口接口(SPI)12以及跳闸单元状态指示器14(以LED的形式)。
[0033] 此外,电路中断器系统2包括手持NFC通信装置16,该手持NFC通信装置被构造为使用如本文中更详细描述的近场通信(NFC)与电子跳闸单元8通信。在这个配置中,因此操作者能够:(i)通过将期望设定输入到在NFC通信装置16上提供的用户接口为电子跳闸单元8建立功能跳闸设定(作为手动开关的替代或更换),并且在NFC通信装置16和如在本文其它地方更详细描述的电子跳闸单元8之间建立的NFC接口上将设定发送到电子跳闸单元8,以及(ii)使用NFC通信装置16以及NFC通信装置16和如在本文其它地方更详细描述的电子跳闸单元8之间的NFC接口,读取用于电子跳闸单元8的电流功能跳闸设定和/或来自电子跳闸单元8的其它信息(例如与电路中断器4的操作和/或状态相关的存储信息,诸如在本文其它地方描述的跳闸原因,负载,电压和谐波信息)。
[0034] 图2是示出根据示例性实施例的电子跳闸单元8的某些所选部件的原理图。如图2所示,电子跳闸单元8包括控制电子跳闸单元8操作的微处理器(μP)18。作为替代,微处理器18可以是另一种类型的处理或控制单元,诸如但不限于微处理器或一些其它适当的处理装置。电子跳闸单元8进一步包括模拟到数字转换器(ADC)20,随机存取存储器(RAM)22以及EEPROM 24,其每个耦接到微处理器18。将ADC 18构造为接收诸如若干电流信号(指示电路中断器4所连接到的该系统的每个相位电流)的信号,该信号通过传感器(没有示出;例如若干电流互感器或罗果夫斯基线圈)感测,该传感器形成部分电路中断器4并且将那些信号转换为适于微处理器18的数字数据。将理解的是,可将数据存储到RAM 22中和/或由跳闸单元程序使用,该程序在微处理器18中以确定是否并且何时对跳闸操作机构6发出跳闸信号实现。此外,在示例性实施例中,EEPROM 24存储(在非易失存储器中)电子跳闸单元8的功能跳闸设定(诸如,例如并且不限于长延迟拾取(Ir),长延迟时间(LDT),短延迟拾取(SDPU),接地故障拾取(GFPU)以及短延迟时间和接地故障时间(SDT/GFT)),该设定如跳闸单元程序所需地在微处理器18中读取。电子跳闸单元8同样包括耦接到通信接口26的串行端口接口(SPI)12,该串行端口接口依次可操作地耦接到微处理器18以允许与微处理器18的串联通信。
[0035] 电子跳闸单元8进一步包括耦接到诸如天线或线圈的NFC耦接元件30的NFC收发器芯片28。NFC收发器芯片28是被配置为传导如本文中其它地方所描述的近场通信的集成电路芯片。在示例性实施例中,NFC接收器芯片28包括无线控制器部分和非易失性存储器部分(例如但不限于FRAM),并且可以例如并且不限于是Texas Instruments Incorporated出售的TRF7970a收发器芯片或Ramtron International Corporation出售的WM710xx收发器芯片。如本文中其它地方所描述的,耦接到NFC耦接元件30的NFC收发器芯片28允许电子跳闸单元8在近场通信中与NFC通信装置16接合。
[0036] 图3是示出根据示例性实施例的NFC通信装置16的某些所选部件的原理图。NFC通信装置16可以是专用于在近场通信中与本文中所描述的电子跳闸单元8接合的功能的装置,或者替代地可以是诸如智能手机的电子装置,其具有同样具有特别适于(例如通过软件)在近场通信中与本文中所描述的电子跳闸单元8接合的近场通信能的更多通用能力(例如电话或互联网浏览功能)。
[0037] 如图3所示,NFC通信装置16包括输入设备32(例如但不限于键盘,按键或触摸屏),显示器34(例如但不限于LCD),处理器设备36以及电源38(例如但不限于可重复充电电池)。用户能够使用输入设备32对处理器设备36提供输入,并且处理器设备36向显示器34提供输出信号以使显示器34能够向用户显示信息。NFC通信装置16进一步包括耦接到NFC耦接元件
42(与本文中所描述的NFC耦接元件30相似)的NFC收发器芯片40(与本文中所描述的NFC收发器芯片28相似)。耦接到NFC耦接元件42的NFC收发器芯片40构造为使NFC通信装置16能够通过与NFC收发器芯片28和如在本文其它地方更详细描述的NFC耦接元件30耦接/交互来在近场通信中与电子跳闸单元8接合。
[0038] 处理器设备36包括微处理器(μP)44(或其它适当的处理装置)和与微处理器44通过接口连接的存储器46。存储器46可以是诸如但不限于RAM,ROM,(多个)EPROM,(多个)EEPROM,FLASH以及具有存储寄存器的类似的内部和/或外部存储介质,即用于诸如以计算机内部存储区域方式的数据存储的机器可读介质的各种类型中的任意一种或多种,并且可以是易失性存储器或非易失性存储器。存储器46具有可通过微处理器44执行的存储在存储器46中的若干例程。一个或多个该例程(通过计算机/处理器可执行指令)实现软件应用/系统,该软件应用/系统除此之外还被配置为使用户能够使用如本文中所描述的近场通信来设定、监测、显示和/或改变在电路中断器4中的条件,参数,设定和/或事件。
[0039] 在操作中,NFC通信装置16可用于以下列方式(所谓的“编程过程”)通过为电子跳闸单元8建立功能跳闸设定来配置电路中断器4。首先,通过使用输入设备42,用户将期望设定输入进入NFC通信装置16。那些设定存储到存储器46中。用户然后将NFC通信装置16拿到电子跳闸单元8极为邻近处。特别将NFC通信装置16拿到足够近以允许在NFC通信装置16和电子跳闸单元8之间(例如在4cm或更小距离以内)建立近场耦接接口。用户然后使用输入设备42初始化编程过程(例如通过按压预定按键)。作为响应,NFC通信装备16将使包括所存储的功能跳闸设定的信息在两个装置之间的NFC接口上传递到电子跳闸单元8。特别的是,NFC收发器芯片40将使NFC耦接元件42以如下方式辐射RF近场,其中要传递的信息(功能跳闸设定)嵌入所辐射的近场中(例如经由调制)。所辐射的近场将在(在所辐射的近场内的)电子跳闸单元8的NFC耦接元件30中感应场。将所感应的场提供给NFC收发器芯片28,该NFC收发器芯片28将所感应的场转换回微处理器18可使用的数字信息(例如功能跳闸设定)。所传递的功能跳闸设定存储在NFC收发器芯片28的非易失性存储器部分中,并且在示例性实施例中,在适当时间存储在EEPROM 24中以便由如本文其它地方所描述的微处理器18(即由跳闸单元程序)使用。
[0040] NFC通信装置16还可用于以下列方式(所谓的“读取过程”)读取电子跳闸单元8的电流功能跳闸设定。首先,用户将NFC通信装置16拿到电子跳闸单元8紧密邻近处。特别将NFC通信装置16拿到足够接近以允许在NFC通信装置16和电子跳闸单元8之间(例如在4cm或更小距离以内)建立近场耦接接口。然后用户使用输入设备42(例如通过按压预定按键)初始化读取过程。作为响应,NFC通信装置16将使包括读取请求的信息在本文其它地方所描述的两个装置之间的NFC接口上被传送到电子跳闸单元8。作为响应,NFC收发器芯片28将获取电子跳闸单元8的电流设定(在示例性实施例中,将那些设定存储到NFC收发器芯片28的非易失性存储器部分和EEPROM 24两者中)并且在如本文其它地方所描述的两个装置之间的NFC接口上将那些设定传递到NFC通信装置16。然后可使用显示器34对用户显示所接收到的信息。
[0041] 在一个示例性实施例中,当向电路中断器4提供辅助电力时,可执行刚描述的编程和读取过程。在该情况下,辅助电力可用于向电子跳闸单元8的每个部件提供电力。
[0042] 在另一示例性实施例中,当不向电路中断器4提供辅助电力时,同样可执行刚描述的编程和读取过程。在该情况下,将电子跳闸单元8的NFC收发器芯片28配置为无源装置。在该配置中,NFC收发器芯片28推导出它所需要的电力以便用于由NFC耦接元件42所辐射并且在NFC耦接元件30中感应的场的操作。将理解的是,这种能力在其中需要将若干电路中断器4安置在诸如新建筑的环境中的情况下特别有利,在该新建筑中电力对于环境不可用(例如还没有向新建筑通电)。由于每个电路中断器4无需辅助电力就可采用刚描述的跳闸设定完全地配置,因此可将环境完全安置(例如在初始安装时刻)并且当电力可用时准备好操作。
[0043] 图4是根据本发明的替代示例性实施例的电路中断器系统2’的原理图。电路中断器系统2’包括许多与电路中断器系统2相同的部件,并且用相同的参考数字标注相同的部件。如图4所示,电路中断器2’进一步包括可操作地耦接到电路中断器4的NFC计量模块48。在示例性实施例中,NFC计量模块48是被配置为测量电路中断器4的相位电流和电压信息和/或计算电路中断器4的功率和能量信息,并且被配置为将该信息传送到本地网络或互联网的装置。因此NFC计量模块48与PM3计量仪以及本发明受让人出售的通信模块的操作相似。然而在示例性实施例中,NFC计量模块48在电子跳闸单元8和NFC计量模块48之间的NFC接口(而不是通过硬线连接)上从电子跳闸单元8接收相位电流和电压信息(以及可能的其它信息)。特别如图5示意性示出的,NFC计量模块48包括处理器设备50(包括微处理器(μP)
52(或其它适当处理装置)和与微处理器52通过接口连接的存储器54),电源56(例如但不限于可重复充电电池),以及耦接到NFC耦接元件60(与本文中所描述的NFC耦接元件30相似)的NFC收发器芯片58(与本文中所描述的NFC收发器芯片28相似)。将耦接到NFC耦接元件60的NFC收发器芯片58构造为使NFC计量模块48通过与NFC收发器芯片28以及如本文其它地方更详细描述的NFC耦接元件30的耦接/相互作用,而能够在近场通信中与电子跳闸单元8接合,以便从电子跳闸单元8无线接收该相位电流和电压信息(以及可能的其它信息)。然后使用适当通信网关以已知方式由NFC计量模块48传输微处理器52所计算的相位电流和电压信息和/或功率和能量信息。
[0044] 在一个特定实施例中,可通过NFC计量模块48将相位电流和电压信息和/或功率和能量信息(以及可能其它信息)在本文其它地方所描述的两个装置之间的NFC接口上传送到NFC通信装置16。然后可使用显示器34向用户显示所接收的信息。
[0045] 图6是根据本发明的另一替代示例性实施例的电路中断器系统62的原理图。电路断路器系统62包括如本文其它地方所描述的可配置电路中断器4以及若干配置卡装置64。在图示的实施例中,示出三个配置卡装置64(标注为64A,64B和64C)。然而将理解的是,该三个配置卡装置64仅意为示例性的,并且该电路中断器系统62可采用多于三个或少于三个配置卡装置64。如本文中使用的,术语“配置卡装置”将指具有由例如塑料制成的外壳以及嵌入式集成电路的便携尺寸的卡。采用电路中断器4的某些所存储的配置信息(例如预定的功能跳闸设定)对每个配置卡装置64预编程,并且如下所详细描述的,将每个配置卡装置64构造为在配置卡装置64和电子跳闸单元8之间的NFC接口上将其存储的配置信息发送到电子跳闸单元8以用于配置电子跳闸单元8。如图6所示,在图示的实施例中,每个配置卡装置
64A,64B和64C存储不同组的预定功能跳闸设定。此外,可将每个配置卡装置64标注为(例如在配置卡装置64上印刷)与配置卡装置64相关的预定功能跳闸设定和/或识别电路中断器4的信息。
[0046] 图7是示出根据一个示例性实施例的配置卡装置64(标注为64-1)的某些所选部件。本实施例的配置卡装置64-1包括耦接到NFC耦接元件68(与本文中所描述的NFC耦接元件30相似)的NFC收发器芯片66(与本文中所描述的NFC收发器芯片28相似)。NFC收发器芯片28的非易失性存储器部分存储与配置卡装置64-1相关的配置信息。此外,如图7所示,本实施例的配置卡装置64-1不包括板载电源,并且因此将配置卡装置64-1配置为无源NFC装置。
进一步如下所述,在该实施例中,电子跳闸单元8用作有源NFC装置并且在两装置之间的NFC接口上向配置卡装置64-1提供配置卡装置64-1所需的电力。将理解的是,这需要电子跳闸单元8以及因此电路中断器4具有辅助电力。
[0047] 特别在操作中,当期望使用与配置卡装置64-1相关的配置信息配置电子跳闸单元8时,用户将配置卡装置64-1拿到与电子跳闸单元8极为邻近处。将配置卡装置64-1拿到足够近以允许在电子跳闸单元8和配置卡装置64-1之间(例如在4cm或更小距离以内)建立近场耦接接口。当其完成时,通过电子跳闸单元8的NFC耦接元件30辐射的RF近场将在配置卡装置64-1的NFC耦接元件68中感应场,该场用于向NFC收发器芯片66提供电力。作为响应,NFC收发器芯片66将使所存储的配置信息在两个装置之间的NFC接口上传递到电子跳闸单元8。特别的是,NFC收发器芯片66将导致NFC耦接元件68以如下方式辐射RF近场,其中要传递的信息(例如功能跳闸设定的配置信息)在所辐射的近场中嵌入(例如经由调制)。该所辐射的近场将在电子跳闸单元8的NFC耦接元件30中(在所辐射的近场内)感应场。将感应的场提供给NFC收发器芯片28,该NFC收发器芯片将场转换回可由微处理器18使用的数字信息(即功能跳闸设定)。将所传递的功能跳闸设定存储到NFC收发器芯片28的非易失性存储器部分中,以及在示例性实施例中存储到EEPROM 24中以便由如本文其它地方所描述的微处理器18(即由跳闸单元程序)使用。在示例性实施例中,当如刚描述的配置步骤已经成功完成时,向用户提供反馈(例如以闪烁的LED或一些其它适当形式)。
[0048] 图8是示出根据替代示例性实施例的配置卡装置64(标注为64-2)的某些所选部件的原理图。该实施例的配置卡装置64-2包括耦接到如上所述的NFC耦接元件68的NFC收发器芯片66。NFC收发器芯片28的非易失性存储器部分存储与配置卡装置64-2相关的配置信息。此外,如图8所示,本实施例的配置卡装置64-2包括以电池70形式的板载电源,该电池通过手动操作的开关72选择性耦接到NFC收发器芯片66。因此,将配置卡装置64-2配置为作为有源NFC装置操作,其具有经由开关72的致动向NFC收发器芯片66提供的电力。作为结果,在该实施例中,对于电子跳闸单元8以及因此电路中断器4,没有必要提供辅助电力以便用于将与配置卡装置64-2相关的配置信息在NFC接口上传递到电子跳闸单元8。相反,当将配置卡装置64-2拿到电子跳闸单元8邻近处并且致动开关72时,将在NFC接口上(连同所存储的配置信息一起)向电子跳闸单元8传送电子跳闸单元8的NFC收发器芯片28的电力。
[0049] 因此,在电路中断器系统62中,采用配置卡装置64-1或64-2,可向诸如维修人员的用户提供若干不同的配置卡装置64(每个都以不同配置信息编程),并且用户可以按需选择配置卡装置64中的一个用于配置电路中断器4。可选地,诸如电路中断器4的提供者的服务提供者,可为用户提供所需的被适当编程的配置卡装置64以配置电路中断器4。
[0050] 此外,以上示例性实施例已经结合包括电路中断器的配电系统进行描述,其中使用近场通信向电路中断器提供配置信息和/或从电路中断器读取配置信息。然而将理解的是,本发明的概念不限于电路中断器,还可以是采用包括其它类型的电子装置或部件的其它配电系统,该其它类型的电子装置或部件需要所提供的配置信息和/或从该电子装置或部件读取配置信息。例如,该电子装置或部件可包括但不限于计量装置,监控装置,控制装置或形成如已知的用于控制,保护以及隔离电设备的断电开关,熔断器或断路器的组合的部分开关箱的任意部件。
[0051] 图9是根据本发明的另一替代示例性实施例的电路中断器系统74的原理图。电路中断器系统74包括可配置电路中断器4’以及便携计算装置76。
[0052] 电路中断器4’与电路中断器4相似并且包括如本文其它地方所描述的操作机构6。然而电路中断器4’包括经调整的电子跳闸单元8’,该经调整的电子跳闸单元8’所有方面与电子跳闸单元8相似,除此之外进一步包括在示例性实施例中为LCD的显示器装置78。在一方面,将电子跳闸单元8’(以存储在RAM 22中并且由电子跳闸单元8’的微处理器18可执行的一个或多个例程的方式)构造并且配置为使显示器装置78以二维(2D)条形码80的形式显示与电路中断器4’的操作和/或状态相关的数据,该二维(2D)条形码80诸如但不限于由电子跳闸单元8’产生的标准数据矩阵条形码(见图10)。如下更详细的描述,将便携计算装置
76构造为捕捉2D条形码80的图像,解码2D条形码80以获取在其中编码的数据,并且基于以用户友好格式所解码的信息以显示信息。示例性便携计算装置76的下列描述的本文其它地方提出要以2D条形码80编码并且基本上在便携计算装置76上显示的该信息的特定示例。
[0053] 在图9中一般描述并且在图11中图示出可在电路中断器系统74中使用的示例性便携计算装置76。示例性便携计算装置76例如并且不限于可以是智能手机,平板电脑,或膝上型或笔记本电脑。如图9和/或11所示,便携计算装置76包括输入设备82(例如键盘,按键,触摸屏或一些它们的组合),显示器84,处理器设备86以及数码相机88(包括诸如CCD的图像捕捉装置)。用户能够使用输入设备82将输入提供给处理器设备86,并且处理器设备86向显示器84提供输出信号使显示器84能够如本文中详细描述地向用户显示信息。处理器设备86包括微处理器(μP)90(或其它适当的处理装置)以及与微处理器90以接口连接的存储器92。存储器92可以是诸如但不限于RAM,ROM,(多个)EPROM,(多个)EEPROM,FLASH以及具有存储寄存器的类似的内部和/或外部存储介质,即用于诸如以计算机的内部存储区域的方式的数据存储的机器可读介质的各种类型中的任意一种或多种,并且可以是易失性存储器或非易失性存储器。存储器92具有可通过微处理器90执行的存储在存储器46中的若干例程94。一个或多个例程94实施(通过计算机/处理器可执行指令的方式)软件应用,该软件应用被配置为解码2D条形码80以获取在其中编码的数据,并且基于显示器84上的解码数据显示信息(因此例程94包括在便携计算装置76的计算机可读介质上有形实现的计算机程序产品)。
[0054] 如本领域中已知的,当诸如电路中断器4’的断路器跳闸时,可能有多种原因。每个原因对维修电工都有不同含义。另外,在诸如电路中断器4’的断路器闭合(预跳闸)并且携带正常电流的同时,关于电力流的数据对诊断其它问题是有价值的。因此,跳闸的通信原因和/或关于预跳闸电力流的数据对维修电工是非常有用的,使他或她能够迅速发现并且维修在线路或供电设备中存在的任何问题。于是,在一个示例性实施例中,用于在显示器78上显示的被编码为2D条形码80的数据可包括以下的一个或多个:(1)跳闸原因信息,包括如下中的一个:(a)短延迟,意味着对于短时间存在大的过载(可能一个设备有故障),(b)长延迟,意味着对于长时间存在小的过载(可能在该电路上有过多设备),(c)接地故障,意味着在某地方电流正流向地而导致危险情况,以及(d)瞬时,意味着已经发生毁灭性事件,通常为线路的直接短路;(2)负载信息,其包括对于跳闸之前的确定量时间(例如N秒),在诸如电路中断器4’的断路器的三个相位中流动的实际电流值(例如如果断路器对三相电机馈电,则这些相位应该都近似相等;如果一个相位关闭,则可能指示电机中存在错误使得电机将很可能出现故障(烧坏线圈)或者不能传输所需的轴功率);(3)电压信息,其包括对于在跳闸之前的确定量时间的相-相电压的实际测量值(非常类似电流,不平衡指示在诸如但不限于上游变压器出现故障或者下游负载损坏的所连接装置的问题);以及(4)谐波信息(所有电子装置穿过频谱发射确定量的能量;过高级别可在其它装置中产生干扰;谐波信息可用作诊断以修正那些干扰问题)。
[0055] 图12-15示出根据示例性实施例的电路中断器系统74的操作,该示例性实施例使用一个特定的非限制示例实现方式,其中将跳闸原因信息,预跳闸电力流信息以及某些其它信息传递到便携计算装置76上并且在其上显示。特别是在本示例中,将电子跳闸单元8’配置为在电路中断器4’跳闸的情况下,通过将下列信息编码成条形码的形式来生成数字2D条形码80:(i)跳闸原因,(ii)在跳闸之前在电路中断器4’的三个相位中流动的电流值,(iii)与跳闸相关的电路中断器4’的配置设定信息,(iv)与跳闸相关的维修相关信息(在本文中更详细描述),以及(v)对于在跳闸之前的确定量时间(例如N秒)的电压和/或电流波形信息。取决于所使用的特定2D条形码实现方式的容量,将该信息在单个2D条形码80或多个2D条形码80中编码。然后电子跳闸单元8’导致要在显示器78上显示的2D条形码或(多个)条形码80。在使用多个2D条形码80的情况下,以重复顺序显示2D条形码80。
[0056] 然后,将便携计算装置76的数码相机88用于捕捉每个2D条形码80的数字图像,并且然后将如本文中所描述的便携计算装置76的软件用于解码包括在每个2D条形码80中的信息。一经解码,可在便携计算装置76的显示器84上向用户显示该信息。特别的是在本示例中,参考图12,在显示器84上提供屏幕96。屏幕96包括跳闸原因(本示例中的短延迟)以及刚刚在跳闸之前在电路中断器4’的三个相中流动的电流值(在本示例中IA=2,000A,IB=5,278A以及IC=3,175A)。屏幕96还包括可被点击(选择)的按键98和100以便使附加信息在显示器84上显示。具体地,如在图13所看到的,当选择按键98时,在显示器84上提供屏幕102。
屏幕102包括与短延迟跳闸相关的电路中断器4’的配置设定。屏幕102还包括可被点击(选择)的按键104和106以便使附加信息显示在显示器84上。特别如在图13中所看到的,按键
104包括用于电路中断器4’的用户手册或故障排除指南的链接(例如,URL)。当选择按键104时,(例如从远程服务器)获得用户手册故障排除指南的pdf并且在如图14所示的显示器84的屏幕108上显示。另外,在本示例中,按键106包括电路中断器4’的维修电工等的联系信息的链接,当被选择时该链接将使该联系信息在显示器84上显示。再次参考图12,当选择按键
100时,在显示器84上提供图15所示的屏幕110。屏幕110包括在跳闸之前确定量时间(例如N秒)的电路中断器4’的电压波形。
[0057] 图16A-16B示出根据替代示例性实施例的电路中断器系统74的操作,其中将电路中断器4’的三相的电流和/或电压信息近似实时地传送到便携计算装置76并且在其上显示。特别在本实施例中,电子跳闸单元8’被配置为重复并且周期性地(例如但不限于每秒一次)生成随后的电路中断器4’的当前相位电流值和/或相位电压值在其中编码的2D条形码80。在图示的示例中,采用相位电流值。在显示器78上显示每个2D条形码80,直到其被下一个更新的2D条形码80取代等等。因此,诸如维修技师或电工的某个人可使用便携计算装置
76的数码相机88以捕捉当它们连续产生时的每个2D条形码80的数字图像。然后将所捕捉的图像连续解码并且如图16A和16B(等等)所示用于生成顺序屏幕112,该屏幕基于近似实时显示电路中断器4’的相位电流。同样地,便携计算装置76能够对于电路中断器4’操作为近似实时计量仪。将理解的是,不同于图示的示例中连续编码并且显示相位电流值,可如刚刚所描述的连续编码并且显示诸如相位电压值和相位电流或电压波形的其它类型信息。
[0058] 根据进一步特定示例性实施例,可将便携计算装置76配置为将其捕捉的2D条形码80的图像发送到另一个(例如位于远程的)计算机系统以便进一步分析和/或存储/记录保持。
[0059] 在又一个特定示例性实施例中,可将电子跳闸单元8’配置为一次一个像素地显示2D条形码80以便通过便携计算装置76的数码相机88捕捉,并且随后由其解码。在该配置中,
2D条形码80将基本上以可作为视频由便携计算装置76捕捉的顺序模式闪现。
[0060] 在已经详细描述本公开概念的具体实施例的同时,本领域的技术人员将理解根据本公开的整体教导可以对那些细节发展多种修正和替代。因此,所公开的特定布置仅意为说明而不是对所公开概念的范围的限制,所公开概念的范围将在所附权利要求及其任意和所有等同整体给出。
QQ群二维码
意见反馈