專利名稱：：具有分開的限制和無限制區(qū)域選擇性互鎖設置能力的斷路器的制作方法
技術領域：
：此處公開的主題涉及用于在配電系統(tǒng)中的斷路器之間提供區(qū)域選游斷路器和上游斷路器之間的區(qū)域選擇性互鎖的系統(tǒng)。
背景技術：
：空氣斷路器通常用于配電系統(tǒng)。典型的空氣斷路器("ACB")包括用于將電源連接到稱為負載的電能消耗裝置上的部件的組件。斷路器連接到的電路此處稱為受保護電路。這些部件稱為主觸頭組件。在該組件中，主觸頭典型地或者是斷開的或者是閉合的，斷開時中斷了從源到負載的電能輸送的路徑，閉合時提供了從源到負載的電能輸送的路徑。ACB將進一步包括稱為跳閘單元的裝置和傳感器，該跳閘單元能夠感測流過受保護電路的電流并且將所感測的電流的幅度與預定闊值進行比較。該跳閘單元的閾值和電流幅度跳閘特性以通常稱為"跳閘曲線"的圖表形式顯示，該跳閘曲線向用戶指示在任何給定的過載狀態(tài)下該跳閘單元將需要多長時間來跳閘。當檢測到受保護電路上的過電流故障狀態(tài)超出跳閘曲線參數(shù)時，跳閘單元激活機械聯(lián)動裝置以使得主觸頭組件斷開。ACB下游可以安裝其它ACB或者一個或多個較小負載額量的斷路器，有時稱為模制盒式斷路器("MCCB"),以進一步保護和隔離配電系統(tǒng)的各部分?？商峁┒喾N負載額量的MCCB,并且MCCB經(jīng)常以層或者級的形式布置，每層中布置多個MCCB。MCCB類似于空氣斷路器，包括借助機械聯(lián)動裝置組件斷開和閉合的主觸頭組件。與每個MCCB相關聯(lián)的跳閘單元感測流過受保護電^各的部分的電流。類似于ACB,MCCB利用跳閘曲線確定給定的狀態(tài)何時超出期望的參數(shù)。因為ACB和MCCB兩者均對故障狀態(tài)有反應，那么可能出現(xiàn)這樣的情況電氣故障導致ACB和MCCB兩者都斷開它們各自的觸頭組件。通常，希望使最靠近故障的斷路器中斷該故障電流，通常稱為跳閘，以便受保護電路的最小部分、即最靠近該故障的部分被中斷。以電路的源斷路器和離開該電路的任何斷路器為界的電路的部分稱為該源斷路器的保護區(qū)域。如果區(qū)域出故障，那么該區(qū)域被稱為故障區(qū)域。中斷靠近該故障的故障電流防止了對連接到其它受保護電路的其它操作的干擾，或者至少使干擾的數(shù)量最小。為了避免使上游ACB或者上游MCCB跳閘，相互協(xié)調受保護電路上的斷路器的系統(tǒng)。通過選擇性的相互協(xié)調，每個斷路器的跳閘曲線凈皮調整以允許下游斷路器擁有首先跳閘的機會，而不會危害該故障區(qū)域上方的斷路器系統(tǒng)的功能。斷路器系統(tǒng)還可以包括區(qū)域選擇性互鎖("zsr)配置。在ZSI系統(tǒng)中，當檢測到故障時，下游斷路器與上游斷路器通信。上游斷路器然后改變它的跳閘響應以允許下游斷^各器清除該i丈障。由此，上游斷^各器具有兩個操作模式。這些模式通常被稱為"限制"和"無限制"操作。在無限制模式中，斷路器操作在最快的默認跳閘曲線下并且不能由操作員修改。由于斷路器之間的通信存在同步問題，最快的跳閘曲線用來確保充分保護。當故障的通信由上游斷路器接收時，上游斷路器切換到限制操作模式。在限制模式中，上游斷路器將跳閘曲線更換為由操作員設置的曲線，這具有延遲上游斷路器的跳閘響應的效果。跳閘曲線的切換允許上游斷路器執(zhí)行它的功能同時還允許下游斷路器清除該故障。區(qū)域選擇性互鎖系統(tǒng)由此允許操作員在不危害斷路器系統(tǒng)的功能的情況下將故障的影響減到最小。雖然現(xiàn)有的使用級聯(lián)時間延遲相互協(xié)調的斷路器適合它們意圖的目的，仍存在改進的需要，特別是當斷路器操作在ZSI限制模式中時操作員定義跳閘曲線的能力和相互協(xié)調斷路器存在改進的需要。
發(fā)明內(nèi)容提供一種操作斷路器系統(tǒng)的方法。該方法包括定義第一斷路器的第一用戶定義的跳閘曲線。第一跳閘曲線包括無限制短時閾值、具有斜率的無限制I2t區(qū)、時間延遲區(qū)和無限制瞬時闊值。定義第一斷路器的第二用戶定義的跳間曲線，其中第二跳閘曲線包括具有斜率的限制I2t區(qū)和時間延遲。所述用戶定義的第二跳閘曲線的限制I2t區(qū)被修改。然后在所述第一斷路器處接收互鎖信號。最后，響應于接收互鎖信號，第一斷路器的跳閘響應從所述第一跳閘曲線變?yōu)榈诙l曲線。還提供具有電流傳感器的斷路器。跳閘單元可操作地耦合到該電流傳感器。該跳閘單元進一步響應于可執(zhí)行的計算機指令以操作在無限制模式中并且響應于互鎖信號操作在限制模式中。用戶界面可操作地耦合到該跳閘單元。其中響應于來自用戶界面的第一信號，跳閘單元進一步響應于可執(zhí)行的計算機指令以建立供無限制模式使用的第一用戶定義的跳閘曲線和供限制模式使用的第二用戶定義的跳閘曲線。進一步提供具有第一和第二斷路器的斷路器系統(tǒng)。第一斷路器包括第一跳閘單元。第一跳閘單元響應于可執(zhí)行的計算機指令以操作在無限制模式中或者限制模式中。無限制模式包括第一跳閘曲線并且限制模式包括第二跳閘曲線。第一斷路器還包括電耦合到第一跳閘單元的第一電流傳感器。此外，第一用戶界面可操作地耦合到第一跳閘單元，其中響應于來自第一用戶界面的第一信號，第一跳閘單元響應于可執(zhí)行的計算機指令以修改第一跳閘曲線的參數(shù)。第二斷路器被電耦合以從第一斷路器接收電能。第二斷路器包括耦合來與第一跳閘單元通信的第二跳閘單元。第二跳閘單元響應于可執(zhí)行的計算機指令以操作在限制模式或者無限制模式中，其中該無限制模式包括第三跳閘曲線并且該限制沖莫式包括第四跳閘曲線。第二電流傳感器電耦合到第二跳閘單元。此外，第二用戶界面可操作地耦合到所述笫二跳閘單元，其中響應來自第二用戶界面的第二信號，第二跳鬧單響應于可執(zhí)行的計算機指令以修改第三跳閘曲線的參數(shù)。現(xiàn)在參考附圖，這些附圖是示例性的而非限制性的，并且在圖中相同的元件由相同的標記表示圖1是具有根據(jù)示例性實施例的斷路器的系統(tǒng)的受保護電路的示意圖例；圖2是根據(jù)示例性實施例的斷路器跳閘單元的示意圖例；圖3是根據(jù)示例性實施例的下游斷路器和上游斷路器的操作的流程例；圖4是處于無限制模式的示例性斷路器跳閘曲線的圖例；圖5是處于限制模式的具有上游斷路器的示例性斷路器跳閘曲線的圖例；圖6是用戶可定義的跳閘曲線參數(shù)的示意圖例；圖7是用戶可定義的跳閘曲線設置的流程例；圖8是圖1的斷路器的示例性實施例的跳閘曲線的局部示意圖例；圖9是替換實施例的斷路器系統(tǒng)的示意圖例；圖10是處于無限制操作模式中的圖9的斷路器系統(tǒng)的跳閘曲線的圖例；和，圖11是處于限制操作模式中的圖9的斷路器系統(tǒng)的跳閘曲線的圖例。具體實施例方式圖1示出連接到設備28內(nèi)的服務于負載22的受保護電路的斷路器的系統(tǒng)20。諸如實用電網(wǎng)的電源24例如連接到斷路器26。斷路器26典型地位于設備28的進線口。在大的設備中，例如在該示例性實施例中，斷路器26是空氣斷路器("ACB，，)，具有從電源24連接到三個電相并且將電能分配給該設備內(nèi)的不同支路的功能和負載額量。電負載22可以是任何類型的負載，包括但不限于照明系統(tǒng)、進程電動機(processmotor)、數(shù)據(jù)中心、供暖與通風系統(tǒng)等等。在ACB26下游，該受保護電路分成多個支路30、32、34。這些支路可以包括諸如變壓器36、38的額外的配電和控制設備以使提供的電能的電特性適配為具有各個負載所需要的特性。例如該變壓器38可以將電壓逐漸減少到120V以供照明電路使用。該支路30、32、34中的每一個可以進一步細分為更加精細的^氐層支^各40。該支路可以包4舌更多的電氣控制裝置，包括但不限于例如保險絲和接觸器。應該理解，支路的數(shù)目和支路的層可以是許多的，并且應當理解，圖l的圖例意于示例性的而非限制性的。每層支路例如通常起始于諸如斷路器42或斷路器44的斷路器。每個斷路器44被電連接以接收來自ACB26的電能。在示例性實施例中，這些較低層的斷路器42、44是模制盒式斷路器("MCCB")。每個MCCB可以是單相或多相的，這取決于連接MCCB的下游負載22的要求。ACB26包括用戶界面46，該用戶界面46可以包4舌顯示器和諸如4建盤的輸入裝置。該顯示器可以是LED(發(fā)光二極管)顯示器、LCD(液晶二極管)顯示器、CRT(陰極射線管)顯示器，等等。用戶界面46例如允許操作員觀察ACB26的操作條件和狀態(tài)，諸如從電源24接收的電壓和電流，或者觸頭的位置。用戶界面26進一步允許操作員改變ACB26的各種操作參數(shù)。如將在下面詳細討論的那樣，用戶界面26允許操作員調整用戶定義限制操作模式和無限制操作模式的跳閘曲線、定義拾取閾值、識別區(qū)域選擇性操作是期望的和什么類型的保護應該被互鎖，并且延遲同步以提供與較低層的電路中的斷路器42、44的相互協(xié)調和區(qū)域選擇性互鎖。ACB26進一步包括具有處理器50和電流傳感器系統(tǒng)52的跳閘單元48。該跳閘單元可操作地耦合以接收來自用戶界面46的指令并且激活ACB的操作機構(未示出)?？商鎿Q地，處理器50還可以通過用戶界面、或者通過例如但不限于電子數(shù)據(jù)卡、語音激活裝置、手動可操作的選擇和控制裝置、輻射波長和電子或者電氣轉換裝置(transfer)的其它裝置接收指令。如將在下面討論的那樣，跳閘單元48監(jiān)視流過斷路器的電能狀態(tài)。處理器50將由電流傳感器52測得的電流的電特性與預定參數(shù)相比較。在該示例性實施例中，該預定參數(shù)是時間和電流水平的函數(shù)，如由圖4和圖5中所示的一個或多個跳閘曲線定義的那樣。如果電特性在預定參數(shù)之外，處理器激活操作機構，從而使得觸頭斷開并且中斷電能進入受保護電路。與ACB26類似，下游4支低層MCCB42、44的每一個包括具有處理器和電流傳感器的跳閘單元54。跳閘單元54一皮布置為監(jiān)碎見流過各個MCCB42、44并且進入較低層的支路40中的電流。每個MCCB42、44將進一步包括允許操作員監(jiān)視MCCB42、44的狀態(tài)并且調整諸如跳閘曲線的用戶可定義的設置的用戶界面(未示出)。MCCB42、44的用戶界面可以包括如同ACB26的情況一樣的顯示器和鍵盤?？商鎿Q地，MCCB42、44的用戶界面可以是允許操作員在不同的出廠設置參數(shù)之間進行選擇的選擇器開關。將參考圖2描述跳閘單元48、54。應當理解跳閘單元48、54可以在構造上顯著地不同，然而，為了示例性的目的，跳閘單元48、54將按照它們公共的功能部件來描述。處理器50例如是能夠接收數(shù)據(jù)和指令、執(zhí)行該指令以處理該數(shù)據(jù)并且諸如通過用戶界面46呈現(xiàn)該結果的適當?shù)碾娮友b置。處理器50可以是微處理器、微計算機、小型計算機，光學計算機、插件式計算機、復雜指令集計算機、ASIC(專用集成電路)、精簡指令集計算機(RISC)、才莫擬計算機、數(shù)字計算機、分子計算機、量子計算機、細胞結構計算機、超導計算機、超級計算機、分立元件計算機，單板計算機、有緩存器的計算機、計算機網(wǎng)絡、臺式計算機、膝上型計算機，或者上述任意的混合。處理器50能夠將由電流傳感器52提供的模擬電壓或者電流電平轉換為指示流過導體56的電流電平的數(shù)字信號?？商鎿Q地，電流傳感器52可以被配置為向處理器50提供數(shù)字信號，或者模擬數(shù)字(A/D)轉換器58可以耦合在電流傳感器52和處理器50之間以將由電流傳感器52提供的模擬信號轉換為由處理器50進行處理的數(shù)字信號。處理器50使用數(shù)字信號作為各種進程的輸入以控制斷路器。數(shù)字信號表示一個或多個系統(tǒng)20的數(shù)據(jù)，包括但不限于互鎖信號、主觸頭位置，閉合彈簧位置等等。應當理解雖然在圖2中示出的并且在此處討論的僅僅是一個電流傳感器52和導體56,但是對于每個電相或者斷路器的"極點"，斷路器26、42、44將典型地具有一個這樣的電流傳感器52。斷路器的每個極點承載單一電相的電流。例如在諸如ACB26的"多極點"斷路器中，斷路器將具有若干極點，典型地為三個或四個，每個極點承載通過斷路器的不同相的電流。該極點中的每一個分別連接到對應每個極點的主觸頭和它各自的操作機構。如下面將更加詳細地討論的那樣，處理器50可操作地通過數(shù)據(jù)傳輸介質60與系統(tǒng)20的一個或多個部件耦合。數(shù)據(jù)傳輸介質60包括，但不限于，雙鉸線、同軸電纜和光纖電纜。數(shù)據(jù)傳輸介質60還包括，但不限于，例如使用諸如IEEE802.il協(xié)議的無線、射頻和紅外信號傳輸系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸介質60還可以包括一個或多個數(shù)據(jù)中繼61,其集合數(shù)據(jù)傳輸介質60的各段以使到上游斷路器跳閘單元的連接的數(shù)目最少。在圖1所示的實施例中，傳輸介質60將ACB26耦合到較低層的斷路器42、44。處理器50被配置為經(jīng)由數(shù)據(jù)傳輸介質60提供操作信號并且接收數(shù)據(jù)。通常，處理器50接收來自電流傳感器52的數(shù)據(jù)，并且為了將來自電流傳感器52的數(shù)據(jù)與預定操作參數(shù)相比較而被給予某些指令。處理器50向斷路器操作機構的致動裝置提供操作信號。處理器50還可以接收來自該斷路器內(nèi)的其它傳感器的例如指示該操作機構位置的數(shù)據(jù)。處理器50將該操作參數(shù)與預定變量(例如電流和時間)相比較，并且如果超過該預定變量則生成可以被用于指示對操作員的警報或者可以被用于激活操作機構以使主觸頭斷開的信號。另外，該信號可以啟動其它適合系統(tǒng)20操作的控制方法，例如通過在限制操作模式和無限制操作模式之間切換來相互協(xié)調下游斷路器42、44和上游斷路器之間的響應。例如，如果MCCB42中的電流傳感器524全測到電流狀態(tài)在預定閾值之上，這可以指示短路電氣故障狀態(tài)。如下面將更加詳細地描述的那樣，例如為了防止諸如ACB26的上游斷路器由于檢測到同樣的故障狀態(tài)而跳閘，MCCB42的處理器50可以將互鎖信號傳送給上游ACB26,從而使得ACB26執(zhí)行切換到限制操作模式的指令并且防止到中斷電能到整個設備28。從電流傳感器52接收的數(shù)據(jù)可以顯示在經(jīng)由顯示器導管62和鍵盤導管64耦合到處理器50的用戶界面46。除了耦合到系統(tǒng)20內(nèi)的一個或多個部件之外，處理器50還可以耦合到外部計算機網(wǎng)絡，例如局域網(wǎng)(LAN)和因特網(wǎng)。LAN互連一個或多個遠程計算機，該遠程計算機被配置為使用諸如TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)(八)協(xié)議)、RS-232、ModBus等等的熟知的計算一幾通信協(xié)議與處理器50通信?，F(xiàn)在參考圖2，示出了處理器50的示意圖。處理器50包括中央處理單元或者控制器66,該中央處理單元或者控制器66耦合到隨機存取存儲器(RAM)裝置68、非易失性存儲器(NVM)裝置70、只讀存儲器(ROM)裝置72、一個或多個輸入/輸出(I/0)控制器74、與數(shù)據(jù)傳輸介質60接口的數(shù)據(jù)通信裝置76。1/0控制器74耦合到監(jiān)視斷路器操作的傳感器78和用戶界面46以在這些裝置和數(shù)據(jù)總線80之間提供數(shù)字數(shù)據(jù)。I/O控制器74還耦合到模擬到數(shù)字(A/D)轉換器82,該模擬到數(shù)字(A/D)轉換器82從傳感器78接收模擬數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)通信裝置76為按照由數(shù)據(jù)傳輸介質60支持的數(shù)據(jù)通信協(xié)議在處理器50和數(shù)據(jù)傳輸介質60之間通信做準備。ROM裝置70存儲控制器66的應用程序代碼，例如主功能性固件，包括初始化參數(shù)和啟動代碼。應用程序代碼還包括如圖4所示的程序指令，該程序指令使得控制器66執(zhí)行任何斷路器操作控制方法，包括響應于接收互鎖信號，激活斷路器操作機構、生成警報以及延時跳閘。NVM裝置70是任何形式的非易失性存儲器，例如EPROM(可擦可編程只讀存儲器)芯片、磁盤驅動器等等。存儲在NVM裝置70中的是該應用程序代碼的各種操作參數(shù)。能夠本地地使用鍵盤或者可替換地由遠程計算機將各種操作參數(shù)輸入進NVM裝置70中。將認識到應用程序代碼能夠存儲在NVM裝置70中而不是ROM裝置72中。處理器50包括體現(xiàn)在圖5所示的應用程序代碼中的操作控制方法。這些方法體現(xiàn)在編寫出來而由控制器66典型地以軟件形式執(zhí)行的計算機指令中。該軟件能夠以任何語言編碼，包括但不限于，匯編語言、VHDL(Verilog硬件描述語言)、VHSICHDL(超高速集成電路硬件描述i吾言)、Fortran(7>式翁^奪)、C、C++、VisualC++、Java、ALGOL(算法語言)、BASIC(初學者通用符號指令代碼)、VisualBASIC、ActiveX、PHP、Perl、HTML(超級文本標志語言)以及上述的至少一個的任何組合或者派生。另外，操作員能夠使用現(xiàn)有的諸如電子數(shù)據(jù)表或數(shù)據(jù)庫的軟件應用程序并且使各種單元與算法中枚舉的變量相互關聯(lián)。此外，該軟件能夠獨立于其它軟件或者諸如以組合軟件的形式依賴于其它軟件。跳閘單元48、54中的NVM70包括關于用于斷路器26、42、44操作的參數(shù)的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)包括例如圖3所示的無限制跳閘曲線84、86和圖4所示的限制跳閘曲線87、89。如下面將更加詳細地討論的那樣，限制和無限制操作才莫式的跳閘曲線均是用戶可定義的。這些跳閘曲線84、86、87、89^巴期望的和不期望的電流電平之間的邊界定義為時間的函數(shù)。此處為了示例性的目的，跳閘曲線84、87表示下游斷路器的跳閘曲線，而3兆閘曲線86、89表示上游斷^各器的^兆閘曲線。在配電系統(tǒng)中可能出現(xiàn)多種不同類型的故障狀態(tài)。如在本領域中所熟知的那樣，跳閘曲線84、86由考慮了例如但不限于傳感器容差和機械反應時間等因素的"帶"或者范圍圖示表示。如果升高的電流水平存在了太長的時期，常常被稱為過載區(qū)88或者可替換地被稱為長時區(qū)的一個區(qū)使得斷路器26、42、44跳閘。如果例如諸如電動機或者壓縮器的多個裝置同時啟動，這導致電路中的電流短暫的升高，可能會出現(xiàn)過載。過載區(qū)中的跳閘曲線的曲率是用來允許斷路器保持它的功能性而沒有由于瞬時狀態(tài)所導致的不期望的或者"令人討厭"的跳閘。在通常稱為短時拾取(pickup)區(qū)96、98的某電流電平，斷路器的反應時間減小，這是由于較高的故障水平可能會損壞配電系統(tǒng)內(nèi)的線路的原因。進一步沿著跳閘曲線的區(qū)通常稱為瞬時拾取區(qū)90。由于故障幅度的原因，斷路器將跳閘而沒有任何明顯的延遲。例如當發(fā)生諸如短路狀態(tài)的高水平故障時，該瞬時區(qū)是用來使斷路器跳閘。該跳閘曲線的最后的區(qū)稱為"越級"區(qū)(未示出)。該越級區(qū)用途是防止損害該斷路器。應當理解雖然在圖3中示出了單獨一對if兆閘曲線，^f旦是斷^各器26、42、44中的每一個也可以具有不同的跳閘曲線，這取決于斷路器的尺寸和它所附屬于的電路的各方面。此外，并不是所有的斷路器將包括上述討論到的所有區(qū)。例如，不是所有斷路器都使用越級區(qū)。跳閘單元48、54還可以才企測其它古丈障狀態(tài)，例如接地故障，在接地故障中不希望的量的電流從導體流向中性線或者地。在該示例性實施例中，斷路器26、42、44允許操作員為它們的特定應用定義跳閘曲線84、86、87、89。該操作可以改變或者定義跳閘曲線84、86、87、89或者其部分以提供這樣的優(yōu)勢，即允許操作員更精確地定義ACB26、MCCB42和MCCB44之間的相互協(xié)調。如圖4所示，操作員可以修改限制操作才莫式中的跳閘曲線87、89以使斷路器系統(tǒng)提供預期性能，即允許下游斷路器清除故障。操作員可以定義短時拾取閾值95和瞬時l合取閾值89。時間延遲或者I2t區(qū)91的斜率也可以一皮修改以進一步控制該斷路器的反應時間。通常，當提供越級區(qū)時，該參數(shù)不是用戶可定義的并且保持不變。如下面將更詳細地討論的那樣，當在電氣系統(tǒng)中出現(xiàn)古:i障時，用戶定義的跳閘曲線84、86、87、89還允許操作員使用區(qū)域選擇性互鎖系統(tǒng)以允許期望的跳閘響應。將參考圖5描述用于在斷路器之間相互協(xié)調和區(qū)域選擇性互鎖系統(tǒng)的示例性實施例的方法。應當理解雖然該描述是參考ACB26和MCCB42對操作進行的討論，但是這僅僅是示例性的目的。在不背離該請求專利的發(fā)明想要的范圍的情況下，同樣的操作還可以,皮應用在MCCB42和MCCB44之間、或者ACB26和MCCB44之間。下游MCCB42的跳閘單元54的操作進程100開始于框102并且進行到框104，在框104中監(jiān)視流過MCCB42的電流。進程100然后進行到判定框106，其中確定是否已經(jīng)越過第一故障狀態(tài)闊值。被用來做比較的閾值是用戶可選擇的。該閾值可以是短時區(qū)96的均方根("RMS")值。該閾值還可以基于瞬間跳閘區(qū)90中的樣本值。該閾值還可以基于接地故障或者長時故障狀態(tài)。該用戶進一步具有例如選擇任何上述閾值，例如RMS短時值或者瞬時樣本值的選項。如果兩個閾值參數(shù)中的任一個得到滿足，判定框106提供肯定的響應。如果沒有檢測到瞬時區(qū)90中的閾值條件，在框106中產(chǎn)生否定響應。由此進程IOO返回框104并且繼續(xù)監(jiān)視電流。應當理解進程100還將包括用于監(jiān)視在本領域中熟知的過載區(qū)88類型的故障的步驟。如果在框106中接收到肯定的響應，進程100移到框108,其中由線IIO表示的選擇性互鎖信號立即被傳送到上游ACB26,該上游ACB26將采取如下所討論的進一步的動作。在傳送該信號以后，進程100進4亍到片醫(yī)104以繼續(xù)監(jiān)岸見電流。與第一閾值判定框106平行，進程100還在框111中將測量的電流值與第二條件比較。判定框111確定是否已經(jīng)越過瞬時區(qū)閾值90,或者超過用于短時區(qū)閾值96的"累加器"是否已經(jīng)溢出。因為在短時區(qū)96中的輸入電流可以改變，短時跳閘算法使用累加器以確定在循環(huán)期間內(nèi)越過閾值的次數(shù)。一旦該累加器已經(jīng)加滿，或者如果已經(jīng)越過瞬時閾值，判定框111返回肯定的響應并且進行到框112。在框112中，跳閘單元54激活MCCB42的操作機構，從而使得主觸頭分開并且中斷MCCB42下游電流。進程100在框114處停止并且等候操作員采取改正措施以清除檢測到的故障狀態(tài)。如果判定框111返回的是否定的，進程100返回框104并且監(jiān)—見電流。例如ACB26的上游斷路器的跳閘單元48獨立并且平行于MCCB42的跳閘單元54操作。正在操作的跳閘單元48的進程116開始于開始框118并且進行到詢問框120,在詢問框120中確定是否已經(jīng)從下游斷路器MCCB42收到選擇性互鎖信號110。在該示例性實施例中，選擇性互鎖信號IIO是對上游ACB26的3兆間單元48中的控制器66的中斷。這允許對選擇性互鎖信號IIO做出反應的進程116內(nèi)的步驟迅速地取得ACB26的操作內(nèi)的優(yōu)先級。如果判定框120的結果是否定的，進程116進行到判定框122,在判定框122中控制器66使用無限制跳閘曲線86以確定是否已經(jīng);險測到過載或者瞬時區(qū)中的故障。如果判定框120的結果是否定的，進程116返回框118并且繼續(xù)監(jiān)視電流。如果判定框120的結果是肯定的，ACB26在框124中激活它的4喿作機構，從而導致主觸頭的斷開和ACB26下游電流的中斷。進程116然后在框126處停止并且等候操作員采取修正動作。如果接收了選擇性互鎖信號110,判定框120返回肯定響應。進程116將ACB26的操作切換到限制操作模式。在該限制操作模式中，進程116將上游斷路器的跳閘曲線切換到限制操作模式所期望的那些跳閘曲線，例如/人曲線86到跳閘曲線89。進程116然后繼續(xù)進行到框122并且使用用戶定義的限制才莫式跳閘曲線89以確定是否正在發(fā)生故障。響應并i允許下^斷路器有機會清除該故障^效果r這是可以實現(xiàn)的,'這是因為用戶定義的短時區(qū)95、I2t時間延遲區(qū)91和瞬時區(qū)89不與下游斷^各器的跳閘曲線87重疊。在框130中乂人用戶定義的無限制跳閘曲線86變到用戶定義的限制跳閘曲線89之后，進程116返回詢問框122。在這里確定是否已經(jīng)檢測到故障。該配置提供了這樣的優(yōu)勢，即如果下游斷路器，MCCB42,不能充分地清除該電氣故障，上游斷路器，ACB26，能夠提供電流中斷功能。如上所述，如果檢測到電氣故障，ACB操作才幾構在框124中-皮激活，電流一皮中斷并且進程116在才匡126處4亭止。如果沒;險測到電氣故障，進程116返回框118以監(jiān)視電流。應當理解該進程100、116可以發(fā)生在4壬4可下游斷3各器和上游斷3各器之間。此外，諸如MCCB42的斷^各器可以安置在下游斷^各器44和ACB26之間。在該實施例中，MCCB44將發(fā)出選擇性互鎖信號110并且MCCB42和ACB26均將遵循進程116并且相應地-修改它們的才喿作。正如以上的討論，在該示例性實施例中，才喿作員可以定義無限制跳閘曲線84、86和限制跳閘曲線87、89的參數(shù)以1更在發(fā)生電氣故障的情況下獲得期望的斷路器系統(tǒng)響應。參考圖6和圖7，其示出的跳閘曲線的部分是完全可定義的。進程150，開始于框152,操作員在用戶界面46上選擇適當?shù)脑O置選擇。設置選擇的激活允許操作員定義跳閘曲線的不同部分。首先，操作員在判定框154中被允許選擇他們想修改的曲線。如果操作員想修改限制曲線89,進程150進行到框156,在框156中，操作員被允許調整短時拾取閾值95。短時拾取閾值95的調整是在由箭頭158表示的方向上。在調整了該短時閾值之后，進程150進行到框158，在框158中操作員被允許調整I2t時間延遲的斜率91。該參數(shù)可以在兩個方向上調整，如箭頭162所示的位置或者斜率164的角度。在做出期望的選擇之后，進程150繼續(xù)到框166,在框166中操作員被允許改變時間延遲區(qū)93。該參數(shù)可以沿著如箭頭168所示的跳閘曲線的時間軸調整。應當理解在一些應用中，操作員可能不具有或者不期望時間延遲區(qū)93，例如如圖4中所示。接下來，進程150允許操作員在框170中調整瞬時閾值。調整的方向如箭頭172所示。一旦所有調整已經(jīng)由操作員做出，進程在框174處退出。如果操作員在框154中選擇修改無限制跳閘曲線86,進程150進行到框176,在框176中操作員被允許修改無限制短時拾取闊值。進程150然后以如以上討論的關于限制跳閘曲線參數(shù)相類似的方式繼續(xù)進行。由此操作員能夠在框178中修改無限制I2t時間延遲、在框180中修改無限制時間延遲并且在框182中修改無限制瞬時拾取閾值。一旦這些參數(shù)已經(jīng)^^皮修改，進程150在框174處退出?，F(xiàn)在轉到圖8,能夠看出當在斷路器系統(tǒng)中布置多于兩個斷路器時，既調整限制跳閘曲線又調整無限制跳閘曲線的能力提供了進一步的優(yōu)勢。圖8示出用于具有以串聯(lián)形式布置在電路中的四個斷路器的斷路器系統(tǒng)的跳閘曲線的部分。每個斷路器的無限制跳閘曲線由實線200、202、204、206表示。限制曲線可以祐」調整以允許由虛線208、210、212表示的限制曲線在相鄰下游斷路器的相應的無限制跳閘曲線下面。既調整無限制跳閘曲線又調整限制跳閘曲線的靈活性由此允許操作員在發(fā)生較高水平故障的情況下選擇哪個斷路器將在系統(tǒng)中跳閘。圖9示出了斷路器系統(tǒng)220的另一示例性實施例。斷路器222、224、2264皮編程為分別具有如圖10所示的無限制i兆閘曲線228、230、232和如圖11所示的限制跳閘曲線234、236、238。斷^各器系統(tǒng)220布置在電源240和負載242之間。在無限制才莫式中，跳閘曲線228、230、232分別由斷路器222、224、226使用，并且如果故障出現(xiàn)在相應的保護區(qū)域244、246中的一個內(nèi)時，負責諸如區(qū)域244的區(qū)域的斷路器和斷路器222例如將根據(jù)無限制跳閘曲線228清除該故障。如果例如諸如斷路器226的下游斷路器檢測到故障，互鎖信號被傳送到上游斷路器222、224。上游斷路器如使用上述方法和系統(tǒng)切換到限制跳閘曲線234、236。在一些應用中，操作員例如可能希望使諸如斷^各器222的更上游的斷路器在一定條件下在諸如斷路器224的中間斷路器之前跳閘。因為限制和無限制跳閘曲線均可以是用戶定義的，并且無限制跳閘曲線不被強迫進入最快的默認曲線，上游斷路器的跳閘曲線可以與中間斷路器的跳閘曲線重疊，同時保持互鎖。例如，如果故障可能出現(xiàn)在具有線250所表示的幅度的負載處。在這種情況中，下游斷路器226清除該故障，這是因為該故障的水平在斷路器222、224的短時和瞬時闊值之下。然而，如果該故障的水平增加到線252所指示的水平，該故障的水平在下游斷路器226的負載額量之上，從而由此中間斷路器224清除該故障?？赡艽嬖谶@樣的情況，即當操作員希望使最上游的斷路器222清除該故障。當斷路器222的限制時間延遲區(qū)256被降低到斷路器224的相應時間延遲區(qū)258以下時，由此，斷^各器222將通過在中間斷^各器222之前中斷電流而清除該故障。相應地，通過允許用戶定義相應的跳閘曲線，如果在大范圍狀態(tài)下發(fā)生故障，操作員可以獲得優(yōu)勢并且獲得所期望的跳閘響應的結果。此處公開的實施例的功能能夠以軟件、固件、硬件或者其組合的形式實施。作為一個例子，公開的實施例的一個或多個方面能夠包括在例如具有計算機可用介質的制品(例如，一個或多個計算機程序產(chǎn)品)內(nèi)。介質已經(jīng)在其中包含例如用于提供并且促進本發(fā)明的功能的計算機可讀程序代碼裝置。制品能夠作為計算機系統(tǒng)的一部分或者分開銷售。另外，能夠提供至少一個機器可讀的程序存儲裝置，其可觸知地實現(xiàn)至少一個由該機器可執(zhí)行的指令程序以執(zhí)行所公開的實施例的功能。另外，此處描述的圖僅僅是例子。在不背離本發(fā)明精神的情況下，此處所描述的圖或者步驟(或操作)可以存在許多變化。例如，步驟可以以不同的次序執(zhí)行，或者步驟可以被增加、刪除或者修改。所有這些變化被認為是該請求專利的發(fā)明的一部分。所撰寫的描述使用例子來公開本發(fā)明，包括最佳方式，并且使任何本領域技術人員能夠實施本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或者系統(tǒng)并且執(zhí)行所包括任何方法。本發(fā)明可以取得專利的范圍由權利要求限定，并且可以包括由本領域技術人員想到的其它例子。如果這樣的其它例子具有與該權利要求的文字語言相同的構造單元，或者如果這樣的其它例子包括與該權利要求的文字語言無實質差異的等價的構造單元，那么這樣的例子意欲包含在該權利要求的范圍內(nèi)。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>權利要求1.一種操作斷路器系統(tǒng)(20)的方法，該方法包括定義第一斷路器的第一用戶定義的跳閘曲線(84、86)，所述第一跳閘曲線(84、86)具有無限制短時閾值(176)、具有斜率的無限制I2t(178)區(qū)、時間延遲區(qū)(180)和無限制瞬時閾值(182)；定義所述第一斷路器(26)的第二用戶定義的跳閘曲線(87、89)，所述第二跳閘曲線包括具有斜率的限制I2t區(qū)(91)和時間延遲；修改(158)所述用戶定義的第二跳閘曲線(87、89)限制I2t區(qū)的所述斜率；在所述第一斷路器(26)處接收(120)互鎖信號(110)；以及，響應于接收所述互鎖信號，所述第一斷路器(26)的跳閘響應(128)從所述第一跳閘曲線(84、86)變?yōu)樗龅诙l曲線(87、89)。2.權利要求1的方法，進一步包括建立第二斷路器(42)的第三用戶定義的跳閘曲線(84、86),其中所述第二斷路器(42)被耦合以從所述第一斷路器(26)接收電能，所述第三跳間曲線(84、86)具有無限制短時閾值(176)、具有斜率的無限制I2t區(qū)(178)、時間延遲區(qū)和無限制瞬時閾值(182);建立所述第二斷路器(42)的第四用戶定義的跳閘曲線(87、89),所述第四跳閘曲線包括具有斜率的限制I2t區(qū)(158)和時間延遲區(qū)(166);用所述第二斷路器(42)監(jiān)視(104)電流；用所述第二斷路器(42)檢測(106)是否已經(jīng)違反了故障閾值；以及如果已經(jīng)違反了故障閾值，將所述互鎖信號(110)從所述第二斷路器(42)傳送(108)到所述第一斷路器(26)。3.權利要求2的方法，進一步包括修改(l54)所述用戶定義的第二跳閘曲線(87、89)的限制時間延遲區(qū)(166),其中所述第二跳閘曲線(87、89)的限制時間延遲區(qū)(166)具有比所述第三跳閘曲線的時間延遲區(qū)更低的時間值。4.權利要求2的方法，進一步包括修改所述用戶定義的第一跳閘曲線(84、86)無限制短時閾值(176)、所述無限制I2t區(qū)(178)、所述時間延遲區(qū)(180)和所述無限制瞬時闊值(182)。5.權利要求4的方法，進一步包括修改所述用戶定義的第三跳閘曲線(84、86)的無限制短時閾值(176)、所述無限制I2t區(qū)(178)、所述時間延遲區(qū)(180)和所述無限制瞬時閾值(182)。6.—種斷路器(26),包括電流傳感器(52);可操作地耦合到所述電流傳感器(52)的跳閘單元(48),所述跳閘單元(48)響應于可執(zhí)行的計算機指令以操作在無限制才莫式中以及響應互鎖信號進一步響應可執(zhí)行的計算機指令以搡作在限制模式中；可操作地耦合到所述跳閘單元(48)的用戶界面(46);其中響應于來自所述用戶界面(46)的第一信號(l10),所述跳閘單元(48)進一步響應于可執(zhí)行的計算機指令以建立供所述無限制才莫式使用的第一用戶定義的跳閘曲線(84、86)和供所述限制^t式使用的第二用戶定義的跳閘曲線(87、89)。7.權利要求6的斷路器(26),其中所述跳閘單元(48)進一步響應于來自所述用戶界面(46)的第二信號以修改所述第一用戶定義的跳間曲線的參數(shù)。8.權利要求7的斷路器(26),其中所述第一用戶定義的跳閘曲線(84、86)參數(shù)從包含長時閾值、接地故障閾值、短時閾值、時間延遲區(qū)和瞬時閾值的組中選捧。9.權利要求6的斷路器(26),其中所述跳閘單元(48)進一步響應于來自所述用戶界面(46)的第三信號以修改所述第二用戶定義的跳閘曲線(87、89)的參數(shù)。10.權利要求9的斷路器(26),其中所述第二用戶定義的跳閘曲線(87、89)參數(shù)從包含長時閾值、接地故障閾值、短時闊值、時間延遲區(qū)和瞬時閾值的組中選擇。全文摘要本發(fā)明涉及一種具有分開的限制和無限制區(qū)域選擇性互鎖設置能力的斷路器。提供一種具有帶有分開的限制和無限制設置功能的區(qū)域選擇性互鎖特征的斷路器系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)和方法包括在發(fā)生故障狀態(tài)的情況下將選擇性互鎖信號從下游斷路器傳送到上游斷路器。當收到該信號時，上游斷路器將第二斷路器的跳閘響應改為限制模式。該斷路器包括這樣的特征，即使用戶能夠修改和調整與限制和無限制操作模式相關聯(lián)的限制和無限制跳閘曲線。文檔編號H02H3/08GK101562325SQ20091013317公開日2009年10月21日申請日期2009年4月15日優(yōu)先權日2008年4月15日發(fā)明者B·P·小倫哈特,M·E·瓦爾德斯,M·F·庫勒,N·B·維森特申請人:通用電氣公司