尤其针对电气断路器的致动控制器和控制方法 |
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| 申请号 | CN201180001026.2 | 申请日 | 2011-02-04 | 公开(公告)号 | CN102893361B | 公开(公告)日 | 2016-02-10 |
| 申请人 | 阿尔斯通电网股份公司; | 发明人 | V·吉尔兰多; M·皮瓦托; E·斯特拉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于电气 断路器 的致动 控制器 ，包括用于驱动电气断路器的可移动部件的致动 马 达的驱动设备、用于检测断路器的工作参数的装置、用于处理驱动设备的工作和控制参数的设备、用于存储工作参数的装置、以及 接口 装置。本发明还涉及一种针对电气断路器的致动控制的方法，包括检测断路器的工作参数，处理该工作参数并在紧急情况下根据拟执行的紧急驱动程序而不是预设的普通驱动程序来控制断路器的驱动设备，其中紧急情况是通过获得工作参数中的至少一个超出预定义 阈值 的值来定义的，以及存储所述工作参数。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于电气断路器的致动控制器，包括： |
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| 说明书全文 | 尤其针对电气断路器的致动控制器和控制方法技术领域[0001] 本发明涉及尤其针对电气断路器的致动控制器和控制方法。 背景技术[0002] 当前，在电气断路器的领域内，感觉需要有能够获得断路器的快速和高效致动的解决方案。 [0003] 事实上，断路器的致动规定机械部件的运动，该机械部件通常包括支持相应电触头的一个或两个臂。 [0005] -断路器闭合位置，其中由可移动部件支承的电触头与由固定结构支承的相应电触头配合，以及 [0006] -断开位置，其中机械部件移动以使电触头相互脱离并分隔开以切断它们所属于的电线。 [0007] 为了在断开和闭合中确保快速和受控的致动并同时确保马达和断路器的机电组件的长使用寿命，马达的供电及因此其施加于可移动部件的致动力矩必须与工作条件成比例。 [0010] 断路器构成线路管理安全和确保其效率的关键组件，并因此不仅消费者强烈要求它们变得相当高效，而且在电气线路管理领域内，允许其可预测的快速和高效维护的需求也是强烈感受得到的。 [0011] 因此，在本领域内，强烈感受到需要断路器的致动控制器以使其能迅速地辨识其故障或故障征兆，同时也使其能阐述关于该故障或该征兆原因的可靠假设，从而允许有效和有目的的维护干预，包括预告性维护。 [0012] 公开内容 [0013] 本发明的目的是提供一种尤其针对断路器的致动控制器及其控制方法，该致动控制器及其控制方法能满足所描述的需求，同时能因变于环境条件以最高效的方式对断路器进行致动，同时还监测其工作以在异常情形下允许其有效的诊断。 [0014] 以此为目的，本发明的目的是提供一种能检测断路器的工作异常的致动控制器。 [0015] 本发明的另一目的是提供一种能在某一时刻对断路器的任何工作异常并根据其中已发生异常(如果有的话)的可能环境条件提供背景(context)以允许其高效诊断的致动控制器。 [0016] 本发明的又一目的是提供一种允许断路器工作的远程诊断的致动控制器。 [0017] 本发明的另一目的是提供一种结构简单并易于使用并能低成本制造的致动控制器。 [0018] 这个目的以及在下文中变得更为明显的这些和其它的目的是通过一种尤其针对电气断路器的致动控制器来实现的，其特征在于，该致动控制器包括： [0019] -用于驱动电气断路器等的可移动部件的致动马达的设备，该设备适合执行用于驱动所述可移动部件的程序， [0020] -检测所述断路器的工作参数的装置， [0021] -用于处理所述驱动设备的所述工作和控制参数的设备，所述设备连接于所述驱动设备以在紧急情况下根据拟执行的紧急驱动程序而不是预设的普通驱动程序控制该驱动设备，所述紧急情况是通过获得所述工作参数中的至少一个超出预定义阈值的值来定义的。 [0022] 用于存储所述工作参数的装置，该装置连接于所述处理和控制设备以从中接收经处理的工作参数并存储之。 [0025] -用于运作所述可移动部件的第一工作参数，该第一工作参数至少包括所述可移动部件的运动速度及其在闭合的断路器位置和断开的断路器位置之间的位置，[0026] -用于运作所述马达的第二工作参数，该第二工作参数包括由所述马达吸收的电流的强度以及对其提供的电压的趋势， [0027] -包含日期和时间的时间参数，以及 [0028] -环境参数。 [0029] 此外，这个目的以及在下文中变得更为明显的这些和其它的目的是通过一种尤其针对电气断路器的致动控制的方法来实现的，其特征在于，该方法包括： [0030] -检测所述断路器的工作参数， [0031] -处理所述工作参数并在紧急情况下根据拟执行的紧急驱动程序而不是预设的普通驱动程序(如若不然所述驱动设备就执行该预设的普通驱动程序)来控制所述断路器的驱动设备，所述紧急情况是通过获得所述工作参数中的至少一个超出预定义阈值的值来定义的， [0032] -存储所述工作参数，包括任何经处理的工作参数， [0033] 所述工作参数至少包括： [0034] -用于运作所述断路器的可移动部件的第一工作参数，该第一工作参数至少包括所述可移动部件的运动速度及其在闭合的断路器位置和断开的断路器位置之间的位置，[0035] -用于运作所述可移动部件的致动马达的第二工作参数，该第二工作参数包括由所述马达吸收的电流的强度以及对其提供的电压的趋势， [0036] -包含日期和时间的时间参数，以及 [0037] -环境参数。 [0039] 本发明其它的特征和优点将从根据本发明的致动控制器在附图中以非限定例形式示出的优选但非排它实施例的说明中变得更为清楚，在附图中： [0040] 图1是根据本发明的致动控制器的简化图； [0041] 图2是绘出配有根据本发明的致动控制器的断路器的工作参数的图表。 具体实施方式[0042] 参见附图，附图标记10总体指示尤其针对电气断路器的致动控制器，这种致动控制器根据本发明具有区别性特征在于，其包括： [0043] -用于驱动马达12的设备11，该马达12是电动的并通常是直流式，其适于致动断路器14的可移动部件13等，该驱动设备适于执行用于驱动可移动部件13的程序，[0044] -装置15、16、17和18，用于检测断路器14的工作参数， [0045] -用于处理驱动设备11的所述工作和控制参数的设备，该设备总地由附图标记19表示，该设备19连接于驱动设备11以在紧急情况下根据拟执行的紧急驱动程序而不是预设的普通驱动程序来控制驱动设备11，所述紧急情况是通过获得所述工作参数中的至少一个超出预定义阈值的值来定义的， [0046] -用于存储所述工作参数的装置20，该装置20连接于处理和控制设备19以从中接收所述经处理的工作参数并存储之， [0047] -与致动控制器10接口的装置21，操作者激活它以断开或闭合断路器14。 [0048] 根据本发明，工作参数包括： [0049] -运作可移动部件13的第一工作参数，该第一工作参数包括可移动部件13的运动速度及其在闭合的断路器位置和断开的断路器位置之间的位置， [0050] -运作马达12的第二工作参数，该第二工作参数包括由马达12吸收的电流的强度以及对其提供的电压的趋势， [0051] -包括日期和时间的时间参数，以及 [0052] -环境参数 [0054] 如此，紧急情况中的至少一个通常是通过获得所述可靠性指标超出所述指标的预定极限值的值来定义的。 [0055] 在本发明的替代实施例中，工作参数可包括根据可能需求列出于此的这些参数以外的参数；因此，第一工作参数可进一步包括运动速度和所述位置之外的参数。 [0056] 优选地，致动控制器10进一步包括存储器22，该存储器通常集成在存储装置20中并包括预先选择的多个驱动程序，操作者因变于致动的断路器14的类型和工作条件从所述多个驱动程序中选取普通驱动程序，用于对断路器14作出致动而安装致动控制器10。 [0057] 优选地，驱动程序因变于可移动部件13在断开的断路器位置和闭合的断路器位置之间的位置定义可移动部件13的移动速度的趋势，如图2中的非限定性示例所示，其中该趋势用实线表示并由字母B指示，可移动部件13在断开位置至闭合位置之间的转角表示在横坐标上，断开位置对应于0°角值，而闭合位置对应于180°角值。 [0058] 图2还以非限定性示例的方式示出断路器14的可移动部件13的运动速度的范例性趋势，该趋势在图2中以虚线示出并用字母A指示。 [0060] 该第二工作参数优选地包括马达12的电源电压的脉冲长度，该脉冲长度是在断路器14的致动阶段由驱动设备11设定的。 [0062] 马达12的旋转部件23通常藉由机械减速单元24连接于断路器14的可移动部件13。 [0063] 此外，检测装置15、16、17、18通常还包括行程(stroke)限制传感器16，该行程限制传感器16安装在可移动部件13上以检测其何时交替地处于闭合的断路器位置或断开的断路器位置。 [0064] 在本发明的优选但非排它实施例中，通常检测装置还包括用于检测与马达12正确供电极性的一致性的装置，从而防止相对于命令断开或闭合断路器14的其旋转方向不正确的逆转，这种情况会阻止行程限制传感器16的正确工作。 [0065] 检测装置15、16、17、18优选地包括用于测量致动控制器10的安装环境的温度的温度计17，环境参数包括所述温度。 [0066] 检测装置15、16、17、18还包括用于计算日期和时间的计时器18。 [0067] 因此，断路器14的可移动部件13的移动速度通常是通过处理和控制设备19在由计时器18计算的检测时间间隔内、根据由角度位置传感器15检测到的旋转部件23的运动计算出的。 [0068] 处理和控制设备19进一步优选地对计算出的移动速度和运动速度之间的差作计算，所述运动速度是由驱动设备11执行的驱动程序定义的。 [0069] 这种速度差通常是工作参数的一部分并被存储在存储装置20中。 [0070] 根据本发明，一种尤其针对电气断路器的致动控制器方法具有区别性特征在于，其包括： [0071] -通常借助检测装置15、16、17、18检测断路器14的工作参数，[0072] -处理工作参数并在紧急情况下根据拟执行的紧急驱动程序而不是预设的普通驱动程序(如若不然驱动设备11就执行预设的普通驱动程序)来控制断路器14的驱动设备11，所述紧急情况是通过获得工作参数中的至少一个超出预定义阈值的值来定义的，[0073] -存储工作参数，包括任何经处理的工作参数， [0074] 根据本发明，所述工作参数至少包括： [0075] -用于运作断路器14的可移动部件13的第一工作参数，该第一工作参数至少包括所述可移动部件13的运动速度及其在闭合的断路器位置和断开的断路器位置之间的位置， [0076] -用于致动可移动部件13的马达12的运作的第二工作参数，该第二工作参数包括由马达12吸收的电流的强度以及对其提供的电压的趋势， [0077] -包含日期和时间的时间参数，以及 [0078] -环境参数。 [0079] 根据本发明的致动控制器10的操作如下。 [0080] 当致动控制器10被设计成被安装成控制断路器14的致动时，通过从存储器22中可得的多个驱动程序中挑选而选择普通驱动程序。 [0081] 这种选择是因变于断路器14的类型和期望的工作条件而作出的，为了对断路器14作出致动而安装致动控制器10。 [0082] 在使用中，借助接口装置21，致动控制器10接收断开和闭合断路器14的命令。 [0083] 这些命令开始普通驱动程序的执行，分别用于断开或闭合断路器14。 [0084] 处理和控制设备19优选地被编程以控制驱动设备当紧急情况发生时执行替代的紧急驱动程序而不是普通驱动程序，所述紧急情况是通过获得工作参数中的至少一个超出预定义阈值的值来定义的。 [0085] 具体地说，处理和控制设备19通常被编程以识别多种紧急情况，这些紧急情况对应于获得所述工作参数中的相应参数超出阈值极限的值。 [0086] 因此，例如处理和控制设备19被编程为： [0087] -计算移动速度， [0088] -计算移动速度和由执行的驱动程序定义的运动速度之间的差，[0089] -将该差与差的阈值作比较， [0090] -如果该差值超出差的阈值，则命令驱动设备执行第一预定紧急驱动程序。 [0091] 该第一紧急驱动程序是预定义的，因此以在处理和控制设备19编程过程中所认为的原因是出现超出阈值的原因为基础，其执行在其执行过程中不会危及断路器14的结构和功能完整性。 [0092] 同样，处理和控制设备19被编程以命令驱动设备11轮流或同时地执行替代的紧急驱动程序，这取决于是否出现由处理和控制设备19基于下列值超出阈值而识别的紧急情况： [0093] -由马达12吸收的电流强度的值， [0094] -可移动部件13的移动速度的值， [0095] -对抗马达12转动的力矩值，这是通过处理和控制设备19基于吸收的电流强度计算出的。 [0096] 例如，如果处理和控制设备19检测到由借助温度计17检测到的温度超出上限阈值构成的紧急情况，则其命令驱动设备11执行第二紧急驱动程序，该第二紧急驱动程序例如针对断路器14的可移动部件13的相应位置使马达12的电源电压的脉冲长度相对于由普通驱动程序提供的脉冲长度减半。 [0097] 此外，处理和控制设备优选地被编程以检测异常工作状态，这是通过工作参数中的至少一个获得的值超出相应警戒(guard)值而定义的。 [0099] 此外，借助接口装置21，操作者能较为有利地连接一设备，该设备用于显示和/或存储被存储在存储设备20中的工作参数的值或由处理和控制设备19实时处理的数据。 [0100] 在实践中已发现，本发明通过提供一种尤其针对断路器的致动控制器及其控制方法取得设定的目标和目的，这同时能因变于环境状态以有效方式致动断路器并同时监测其操作以在异常或故障情况下允许其有效的诊断。 [0101] 根据本发明的致动控制器进一步能检测断路器工作中的异常并进一步在某一时点并基于异常出现的可能环境状况(如果有的话)提供断路器的运作的任何异常的背景，由此允许有效的诊断。 [0102] 根据本发明的致动控制器还允许借助接口装置实现断路器工作的远程诊断。 [0103] 此外，根据本发明的致动控制器结构简单并易于使用并能低成本地制造。 [0104] 如此构思的本发明可以有众多的修正和变型，这些修正和变型全部落在所附全要求的范围内；所有细节可进一步用其它技术等效的要素来替代。 [0105] 在实践中，所使用的材料可以是根据现有技术和需求的任意材料，只要它们与具体用途以及可能的形状和尺寸相适应。 |
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