專利名稱：用于電路中斷器脫扣單元的設定仿真器以及包含其的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型一般涉及電路中斷器，特別涉及可通過多個可調(diào)節(jié)開關(guān)配置的電路中
斷器電子脫扣單元。本實用新型還涉及包含電路中斷器電子脫扣單元的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電氣開關(guān)設備在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，例如電路中斷器，特別是模制外殼類的斷路器。參見例如美國專利No. 5， 341， 191。 斷路器被用于保護電路免受由于例如過載條件或相對較高水平的斷路或故障條件等過電流條件引起的損壞。典型地，模制外殼斷路器每相具有一對可分離觸點。可分離觸點可借助布置在外殼外的手柄手動操作或是響應于過電流條件自動操作。典型地，這樣的斷路器包含操作機構(gòu)，其被設計為迅速斷開以及閉合可分離觸點；脫扣單元，其在自動運行模式中檢測過電流條件。在檢測到過電流條件時，脫扣單元將操作機構(gòu)脫扣到脫扣狀態(tài)，該狀態(tài)將可分離觸點移動到其斷開位置。 工業(yè)斷路器常常使用斷路器框架(frame)，其容納脫扣單元。參見例如美國專利No. 5， 910， 760和No. 6， 144， 271。脫扣單元可以是模塊化的并且可更換，以便改變斷路器的電氣特性。 使用這樣的脫扣單元是公知的該單元使用微處理器來檢測多種類型的過電流脫扣條件并提供例如長延遲脫扣、短延遲脫扣、瞬時脫扣和/或接地故障脫扣等多種保護功能。長延遲脫扣功能保護由被保護電氣系統(tǒng)供給的負載免受過載和/或過電流。短延遲脫扣功能可被用于協(xié)調(diào)斷路器分層結(jié)構(gòu)中下游斷路器的脫扣。瞬時脫扣功能保護斷路器所連接到的電氣導體免受破壞性過電流條件，例如短路。如默示的，接地故障脫扣功能保護電氣系統(tǒng)免受接地故障。 各個斷路器被設計為用于具體的最大連續(xù)電流。此電流額定值可通過適當?shù)倪x擇機構(gòu)來設置，例如通過旋轉(zhuǎn)開關(guān)或通過將電流轉(zhuǎn)換為由脫扣單元使用的電壓的電阻器的選擇(例如"額定插頭(rating plug)")。在某些情況下，通過使用選擇機構(gòu)，可容易地使一個斷路器框架適用于需要某一最大連續(xù)電流范圍的設施、一直到框架的設計限制，其中，裝置的電流額定值可通過選擇機構(gòu)來建立。典型地，多種保護功能的始動電流已經(jīng)被選擇為此電流額定值的倍數(shù)(multiples)或分數(shù)(fractions)。因此，每當電流達到額定電流的所選倍數(shù)時，例如額定電流的十倍，瞬時保護脫扣該裝置。對于短延遲保護的始動是額定電流的較小的倍數(shù)，而對于長延遲保護的始動電流可以為額定電流的分數(shù)。典型地，短延遲脫扣僅僅在短延遲始動電流被超過達短的延遲時間間隔時發(fā)生，而在某些應用中，反時函數(shù)(inverse time function)也用于短延遲保護。 當前，許多電子脫扣裝置使用可調(diào)節(jié)(例如但不限于旋轉(zhuǎn))開關(guān)來改變功能性脫扣設定，例如但不限于長延遲始動(Ir)、長延遲時間(LDT)、短延遲始動(SDPU)、接地故障始動(GFPU)、短延遲時間和接地故障時間(SDT/GFT)?？烧{(diào)節(jié)開關(guān)典型地在每個單元的基礎上加標簽(label)，并對所有電流傳感器(例如電流互感器)類型通用。Ir可調(diào)節(jié)開關(guān)基于電流傳感器的百分比。例如，Ir可調(diào)節(jié)開關(guān)具有八個位置。最低位置表示電流傳感器額定值的40%，最高位置對應于電流傳感器額定值的100%。 電路中斷器制造商樂意尋求減小電路中斷器和電子脫扣單元的尺寸和成本。因此，人們希望保持電子脫扣單元的全面功能，同時，減小其成本。人們還希望消除電子脫扣單元的部件，同時，仍保持其全部功能。 在計算機監(jiān)視器上顯示個體脫扣曲線是已知的，其中，曲線可得到調(diào)節(jié)。 使用網(wǎng)絡或串行通信從遠程計算機下載斷路器參數(shù)值也是已知的。這潛在地減小
了與將正確參數(shù)值插入正確斷路器相關(guān)聯(lián)的人類失誤。 美國專利No. 6， 005， 757公開了一種基于微處理器的脫扣單元，其中，微計算機和發(fā)送接收器與另一脫扣單元通信，以便獲取另一脫扣單元的預定設定。微計算機包含固件程序，其將所獲取的預定設定用作其自身的預定值。[0012] 包含電路中斷器脫扣單元的系統(tǒng)存在改進空間。

實用新型內(nèi)容這些需求以及其他需求由本實用新型的實施例滿足，其提供了用于電路中斷器脫扣單元的設定仿真器。 根據(jù)本實用新型一實施形態(tài)，用于電路中斷器脫扣單元的設定仿真器包含手持外殼；多個可調(diào)節(jié)開關(guān)，其關(guān)于手持外殼安裝，所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)定義了多個不同的設定；通信信道，其關(guān)于手持外殼安裝；處理器，其由手持外殼封裝，處理器被結(jié)構(gòu)化為從所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)讀取所述多個不同設定并通過通信信道將所述多個不同設定傳送到電路中斷器脫扣單元。 作為本實用新型另一實施形態(tài)，用于電路中斷器脫扣單元的設定仿真器包含外殼；多個可調(diào)節(jié)開關(guān)，其關(guān)于外殼安裝，所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)定義了多個不同的設定；通信信道，其關(guān)于外殼安裝；處理器，其由外殼封裝，處理器被結(jié)構(gòu)化為從所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)讀取所述多個不同設定并通過通信信道將所述多個不同設定傳送到電路中斷器脫扣單元，其中，設定仿真器不是脫扣單元，且其中，設定仿真器模仿電路中斷器脫扣單元的可調(diào)節(jié)開關(guān)設定。 作為本實用新型另一實施形態(tài)，一系統(tǒng)包含含有第一通信接口的電路中斷器脫扣
單元以及用于電路中斷器脫扣單元的設定仿真器，設定仿真器包含手持外殼；多個可調(diào)
節(jié)開關(guān)，其關(guān)于手持外殼安裝，所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)定義了多個不同的設定；第二通信接
口，其關(guān)于手持外殼安裝，并被結(jié)構(gòu)化為與電路中斷器脫扣單元的第一通信接口通信；處理
器，其由手持外殼封裝，處理器從所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)讀取所述多個不同設定并通過第二
通信接口將所述多個不同設定傳送到電路中斷器脫扣單元的第一通信接口。 設定仿真器還可包含開關(guān)；處理器還可對開關(guān)被致動做出響應地通過第二通信接
口將所述多個不同設定傳送到電路中斷器脫扣單元的第一通信接口 ；電路中斷器脫扣單元
還可包含在其中存儲所述多個不同設定的非易失性存儲器。 電路中斷器脫扣單元還可包含在其中存儲所述多個不同設定的非易失性存儲器；設定仿真器還可包含多個開關(guān)以及顯示器；處理器還可對所述多個開關(guān)做出響應地通過第一與第二通信接口且從電路中斷器脫扣單元的非易失性存儲器請求和接收所述多個不同設定并在顯示器上顯示所述多個不同設定。 電路中斷器脫扣單元可不包含可調(diào)節(jié)脫扣設定開關(guān)，當處理器在第一與第二通信 接口之間傳送所述多個不同設定時，設定仿真器的所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)可向電路中斷器脫 扣單元臨時提供可調(diào)節(jié)開關(guān)。 第二通信接口可通過第一通信接口供給電力，并至少部分地向電路中斷器脫扣單 元供電，用于第一與第二通信接口之間的通信。

結(jié)合附圖閱讀下面對優(yōu)選實施例的介紹可獲得對本實用新型的全面理解，在附圖 中 圖1為根據(jù)本實用新型一實施例用于脫扣單元的開關(guān)設定仿真器的立體圖； 圖2為圖1的開關(guān)設定仿真器的原理圖形式的框圖； 圖3A-3B構(gòu)成由圖2的微計算機執(zhí)行的程序的流程圖； 圖4為連接到斷路器脫扣單元的圖1的開關(guān)設定仿真器的簡化立體圖； 圖5為圖4的斷路器脫扣單元的部分的原理圖形式的框圖； 圖6為由圖5的微計算機執(zhí)行的固件的流程圖； 圖7為圖4的斷路器脫扣單元的垂直立視圖； 圖8為根據(jù)本實用新型另一實施例的另一斷路器脫扣單元的垂直立視圖； 圖9為根據(jù)本實用新型另一實施例的另一設定仿真器以及另一斷路器脫扣單元
的原理圖形式的框圖。
具體實施方式這里使用的術(shù)語"多個"可意味著一個或大于一的整數(shù)個(即復數(shù)個)。
這里使用的術(shù)語"處理器"意味著可編程模擬和/或數(shù)字裝置，其能存儲、檢索和
處理數(shù)據(jù)；計算機；工作站；個人計算機；微處理器；微控制器；微計算機；中央處理單元；
主計算機；微型計算機；服務器；網(wǎng)絡處理器；或任何合適的處理裝置或設備。 這里使用的術(shù)語"多個可調(diào)節(jié)開關(guān)"指定義多個不同設定的一個可調(diào)節(jié)機械開關(guān)，
或定義多個不同設定的多個可調(diào)節(jié)機械開關(guān)?？烧{(diào)節(jié)開關(guān)的非限制性實例為旋轉(zhuǎn)選擇器開
關(guān)，其具有多個不同輸出，其中的任意一個可通過可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)元件的位置來選擇?？烧{(diào)節(jié)
開關(guān)的另一非限制性實例為具有多個不同輸出的旋轉(zhuǎn)選擇器開關(guān)，其中的任意一個可通過
可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)元件的位置來選擇，以便定義多個不同的設定。 這里使用的術(shù)語"模仿"意味著密切或確切仿效。 本實用新型聯(lián)系斷路器脫扣單元來介紹，但本實用新型適用于寬廣范圍內(nèi)的電路 中斷器脫扣單元。 圖1為用于斷路器脫扣單元4(圖4、5、7)的開關(guān)設定仿真器2的立體圖。示例性 設定仿真器2包含外殼，例如手持外殼6，其容納多個可調(diào)節(jié)(例如但不限于旋轉(zhuǎn))開關(guān) 8、 10、 12 ;示例性的一組對應的標簽14、16、18，這些開關(guān)8、10、12和標簽14、16、18優(yōu)選為 與對應脫扣單元面板上的那些相同(例如，見圖7的脫扣單元4的在某些程度上類似的面 板20)。仿真器2能通過例如串行端口接口 (SPI)22連接到脫扣單元4。[0037] 示例性設定仿真器2的標簽可變化。例如，示例性Ir設定是對于250A脫扣單元 的。Ir標簽可對于不同的框架(傳感器)變化，例如600A框架或1200A框架。然而，可調(diào)節(jié) 開關(guān)設定對于所有框架相同，因為功能性是在每個單元的基礎上的。例如但不限于，可存在 三個不同的脫扣單元額定值(1)225A， 160A和80A ; (2) 250A， 160A， 100A和50A ;(3)600A， 400A和250A。這些額定值各自使用對應的不同組Ir設定。 如將要介紹的，仿真器2的用戶可以以與通過脫扣單元的多個可調(diào)節(jié)開關(guān)進行的 那樣(例如見圖7的脫扣單元4的多個可調(diào)節(jié)開關(guān)26，其在某些程度上類似于圖1的開關(guān) 8、10、12)相同或類似的方式在仿真器面板24上改變設定。在用戶在仿真器2上將可調(diào)節(jié) 開關(guān)8、 10、 12設置為希望設定后，仿真開關(guān)28 (例如EMULATE按鈕28)被按下，開關(guān)設定被 傳送到脫扣單元4并存儲在其中的非易失性存儲器30中(例如圖5的EEPR0M 30)。另外， 通過如將要介紹的那樣以正確的順序按下兩個開關(guān)32、34(例如SCROLL按鈕32、 RESET按 鈕34)，或者通過任何其他合適的用戶接口 (未示出)，用戶可通過在仿真器2的顯示器36 上查看新設定來驗證設定改變。結(jié)果，基于通過仿真器面板24選擇的值，電子脫扣單元4 的功能被設置為希望的開關(guān)設定。 另外，參照圖2，可調(diào)節(jié)開關(guān)8、 10、 12關(guān)于外殼6安裝，并定義多個不同設定(例如 但不限于，多個不同的長延遲始動設定、多個不同的短延遲始動設定、多個不同的短延遲時 間設定)。例如，可調(diào)節(jié)開關(guān)8為長延遲始動可調(diào)節(jié)開關(guān)，可調(diào)節(jié)開關(guān)10為短延遲失去可調(diào) 節(jié)開關(guān)，可調(diào)節(jié)開關(guān)12為短延遲時間可調(diào)節(jié)開關(guān)。 用于串行端口接口 (SPI)22的通信信道38(例如通信接口 )關(guān)于外殼6安裝。處 理器——例如微處理器(PP)40——由外殼6封裝。iiP 40被結(jié)構(gòu)化為從可調(diào)節(jié)開關(guān)8、 10、 12讀取不同設定，并通過通信信道38將不同設定傳送到電路中斷器脫扣單元4 (圖7)。 在此實例中，通信信道38為有線通信信道，而寬廣范圍內(nèi)的不同類型的通信信道也是可行 的。 盡管示例性設定仿真器2不是脫扣單元，其模仿電路中斷器脫扣單元——例如脫 扣單元4(圖7)——的可調(diào)節(jié)開關(guān)設定。 圖2的iiP 40也接收來自控制開關(guān)28、32、34的輸入并將之輸出到顯示器36(例 如但不限于液晶顯示器(LCD))以及多種指示器，例如示例性的發(fā)光二極管(LED)44、46。合 適的電源48(例如但不限于電池)向顯示器36、iiP 40、接口42以及LED 44、46供電。優(yōu) 選為，電源48包含合適的開啟/關(guān)閉開關(guān)50 (圖1)。 實例1 示例性設定仿真器2包含ii P40與通信信道38之間的合適的接口 42。例如，接口 42能被結(jié)構(gòu)化為提供無線通信信道78 (圖9)。 實例2 可調(diào)節(jié)開關(guān)8、 10、 12各自能定義多個不同設定。 實例3 可調(diào)節(jié)開關(guān)8、 10、 12能包含長延遲時間可調(diào)節(jié)開關(guān)8、接地故障始動可調(diào)節(jié)開關(guān) 10、接地故障時間可調(diào)節(jié)開關(guān)12。 實例4 可調(diào)節(jié)開關(guān)8、10、12各自可定義多個不同設定。例如但不限于，依賴于脫扣單元例如4的類型，可調(diào)節(jié)開關(guān)的數(shù)量可多至五個。依賴于類型，多個可調(diào)節(jié)開關(guān)可具有雙重功 能。可調(diào)節(jié)開關(guān)可具有多種不同數(shù)量的可能設定。例如，Ir可具有八種設定，LDT可具有八 種設定，SDPU可具有九種設定，GFPU可具有六種設定，第五可調(diào)節(jié)開關(guān)可具有九種設定。 對于一種類型的脫扣開關(guān)，第五種可調(diào)節(jié)開關(guān)具有下面的雙重功能九個位置 (時間)用在雙重同心環(huán)標簽技術(shù)中。外部環(huán)表示SDT (短延遲時間)，首先的三個位置被標 為INST (瞬時)，接著的三個位置為120ms，最后的三個位置為300ms。內(nèi)部的環(huán)表示GFT (接 地故障時間)，首先的三個位置為INST、120ms、300ms。這種模式從第四到第六位置以及從 第七到第九位置重復。在此實例中，第二位置將SDT選擇為INST(因為首先的三個位置被 標為用于SDT的INST)，也可將GFT選擇為120ms (由于第二位置對應于該時間)。 除了框架(傳感器)上可能的不同以外，還可有不同類型的脫扣單元。這些類型 各自可包含不同數(shù)量的可調(diào)節(jié)開關(guān)。示例性設定仿真器2可包含例如基于脫扣單元(斷路 器)的類型的不同標簽。 實例5 圖3A-3B示出了用于圖2的y P40的程序300。程序300在302處開始，此后，在 304處判斷SCROLL按鈕32 (圖1)是否被按下。如果是這樣，于是在306處，將"SETTINGS" 輸出到顯示器36(圖1)，在308處，脫扣單元EEPR0M 30(圖5)被讀取。接著，在310處， 判斷SCROLL按鈕32是否被按下。如果是這樣，于是在312處，"Ir = XXXA"(例如XXX為 000到999安培)被輸出到顯示器36(圖1)。否則，在314處判斷RESET按鈕34(圖1)是 否被按下。如果是這樣，于是，重復步驟304。否則，重復步驟310。在312之后，在316處判斷SCROLL按鈕32是否被按下。如果是這樣，于是在318 處，"LDT = XXs"(例如XX為00到99秒)被輸出到顯示器36 (圖1)。否則，在320處判 斷RESET按鈕34是否被按下。如果是這樣，于是，重復步驟304。否則，重復步驟316。在318之后，在322處判斷SCROLL按鈕32是否被按下。如果是這樣，于是在324 處，"SPDU = XXXA"(例如XXX為000到999安培)被輸出到顯示器36 (圖1)。否則，在326 處判斷RESET按鈕34是否被按下。如果是這樣，于是，重復步驟304。否則，重復步驟322。在324之后，在328處判斷SCROLL按鈕32是否被按下。如果是這樣，于是在330 處，"GFPU = XXXA"(例如XXX為000到999安培)被輸出到顯示器36 (圖1)。否則，在332 處判斷RESET按鈕34是否被按下。如果是這樣，則重復步驟304。否則，重復步驟328。在330之后，在334處判斷SCROLL按鈕32是否被按下。如果是這樣，于是在336 處，"SDT/GFT = XXs"(例如XX為00到99秒)被輸出到顯示器36(圖1)。否則，在338處 判斷RESET按鈕34是否被按下。如果是這樣，則重復步驟304。否則，重復步驟334。 在336之后，在340處判斷SCROLL按鈕32是否被按下。如果是這樣，于是，步驟 312被重復。否則，在342處判斷RESET按鈕34是否被按下。如果是這樣，于是，重復步驟 304。否則，重復步驟340。 另一方面，如果在304處測試失敗，于是，在344處，"EMULATE"被輸出到顯示器 36(圖1)。接著，在346處，判斷EMULATE按鈕28是否被按下。如果是這樣，于是在350處， 變量I被設置為零。接著，在352處，變量I增大。于是在354處，對應的仿真器開關(guān)I(例 如可調(diào)節(jié)開關(guān)8、10、12中的一個)被裝載，在356處，開關(guān)I被寫入脫扣單元4。這使得yP 40響應于EMULATE按鈕28被致動地將不同設定通過通信接口 42傳送到電路中斷器脫扣單元4的通信接口 54 (圖7)。電路中斷器脫扣單元4包含在其中存儲不同設定的非易失性存 儲器30 (圖7中隱藏線繪圖所示)。 接著，在358處，判斷變量I是否為五。如果是這樣，于是，重復步驟346。否則，重 復步驟352。 另一方面，在346處，如果EMULATE按鈕28沒有被按下，于是，在348處判斷RESET 按鈕34是否被按下。如果是這樣，則重復步驟304。否則，執(zhí)行步驟346。 參照圖1、2、3A、3B、4、5、7，響應于開關(guān)32、34， ii P 40通過第一與第二通信接口 42、54并由電路中斷器脫扣單元4的非易失性存儲器30請求和接收不同設定，并在顯示器 36上顯示不同設定。響應于圖3A-3B的步驟310、316、322、328、334、340中SCROLL按鈕32 的狀態(tài)變化，yP 40讀取SCR0LL按鈕32，并在顯示器36上顯示不同設定中的另一個。 例如，偶數(shù)步驟310-314、322-326、334-338使得y P40顯示來自電路中斷器脫扣 單元4的不同設定，其對應于示例性長延遲始動可調(diào)節(jié)開關(guān)8、短延遲始動可調(diào)節(jié)開關(guān)10、 短延遲時間可調(diào)節(jié)開關(guān)12中的各個。 響應于如圖3A的步驟346中檢測的EMULATE按鈕28被致動，y P 40通過通信接 口 42將不同設定傳送到電路中斷器脫扣單元4的通信接口 54。 為了確定脫扣單元4的先前編程的開關(guān)設定，用戶按下RESET按鈕34，其在圖3A 的步驟348中被檢測到，另外，按下SCROLL按鈕32，其在步驟304中被檢測到，此后，用戶釋 放RESET按鈕34。只要RESET按鈕34被按下，P P40處于硬件復位，不發(fā)生任何事。如果 SCROLL按鈕32被按下，復位向量強迫程序進入"SETTING"模式。如果SCROLL按鈕32被按 下且開啟/關(guān)閉開關(guān)50被開通，則"SETTING"模式也被選擇。在進入"SETTINGS"模式之 后，SCROLL按鈕32被按下，以便進行到Ir設定或任何設定。顯示器36優(yōu)選為簡短顯示家 族和/或?qū)儆谠摷易宓碾娐分袛嗥黝愋汀＠?，通過讀取電路中斷器RAM 52(圖5)，獲知 框架字節(jié)，并顯示具體類型，繼以306處的"SETTINGS"。在這一點上，先前編程的開關(guān)設定 能通過連續(xù)按下SCROLL按鈕32——其在步驟310、316、322、328、334、340處檢測到——來 查看。在SCROLL按鈕32的每次連續(xù)按下的情況下，顯示器36顯示例如但不限于312處的 Ir設定(例如但不限于以安培為單位的八個不同值中的一個，電流傳感器額定值的40%到 100% ) ，318處的LDT設定(例如但不限于以秒為單位的八個值中的一個；2秒到24秒)， 324處的SDPU設定(例如但不限于九個不同倍數(shù)值中的一個，2xlr到10xlr) ，330處的 GFPU設定(例如但不限于以安培為單位的六個不同值中的一個，電流傳感器額定值的20% 到100% ) ， 336處的SDT/GFT設定(例如但不限于上面聯(lián)系實例4所討論的九個不同設定 中的一個)，于是，繞轉(zhuǎn)并重復此序列。通過在步驟314、320、326、332、338、342的任何一個 中檢測到的僅僅按下RESET按鈕34，退出"SETTINGS"模式，此后，顯示器36在344處顯示 "EMULATE"。 為了將新的開關(guān)設定編程到脫扣單元4中，用戶在設定仿真器2上將可調(diào)節(jié)開關(guān) 8、10、12調(diào)節(jié)到新的希望的設定并按下(例如達任何合適的時間段；達大約1/2秒)和釋 放EMULATE按鈕28，其在圖3A的346處檢測到。脫扣單元4的這些新編程的開關(guān)設定可通 過如上所述返回到"SETTINGS"模式來驗證(例如圖3A-3B的偶數(shù)步驟304-342)。 圖4示出了連接到示例性斷路器脫扣單元4的圖1的開關(guān)設定仿真器2。設定仿 真器通信信道38(例如本實例中的電纜38)被插入脫扣單元4的通信接口 54(例如測試端口54)(或電路中斷器(未示出)的合適的通信接口)，如圖4所示。這種連接通過示例性 的串行端口接口 (SPI)22(圖1與2)在兩個裝置2、4之間建立了通信，但可使用任何合適 的接口 (例如但不限于并行、串行、有線、無線)。優(yōu)選為，連接通過通信信道38供電，并至 少對電路中斷器脫扣電路4供電，以用于在脫扣單元4還未加電的情況下在通信信道38和 通信接口 54之間的通信。 系統(tǒng)60包含具有通信接口 54的電路中斷器脫扣單元4以及具有通信信道38的 設定仿真器2，通信信道38被結(jié)構(gòu)化為與脫扣單元通信接口 54通信。仿真器yP 40(圖 2)讀取來自可調(diào)節(jié)開關(guān)8、10、12的不同設定，并將不同設定通過通信信道38傳送到脫扣單 元通信接口 54。 如圖7所示，電路中斷器脫扣單元4可包含多個可調(diào)節(jié)開關(guān)26。優(yōu)選為，如下面聯(lián) 系圖9公開的，設定仿真器4(圖1)的可調(diào)節(jié)開關(guān)8、10、12模仿電路中斷器脫扣單元可調(diào) 節(jié)開關(guān)26。 設定仿真器狀態(tài)指示器44(圖1)和脫扣單元狀態(tài)指示器64(圖7)均響應于SPI 22(圖2)和脫扣單元通信接口 54被連接及供電而有效。例如，當做出到脫扣單元4的示例 性SPI連接且仿真器電力通過電源開關(guān)50(圖1)被開啟時，狀態(tài)指示器44、64(例如綠色 發(fā)光二極管(LED)開始閃爍(例如一秒開通；一秒關(guān)閉))。另外，仿真器2的顯示器36顯 示"EMULATE",如上面聯(lián)系圖3A的步驟344討論的那樣。 實例6 如圖9所示，另一系統(tǒng)70包含具有無線通信接口 74的另一電路中斷器脫扣單元 72以及另一設定仿真器76，設定仿真器76類似于圖1的設定仿真器2，除了其具有被結(jié)構(gòu) 化為與脫扣單元無線通信接口 74通信的無線通信信道78且設定仿真器76的所述多個可 調(diào)節(jié)開關(guān)80與電路中斷器脫扣單元72的所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)82相同以外。 實例7 圖1和9的示例性設定仿真器2、76可包含五種示例性可調(diào)節(jié)開關(guān)的多個。例如， 圖1示出了 Ir、 SDPU、 SDT可調(diào)節(jié)開關(guān)8、10、12。作為另一實例，圖3A-3B的程序300顯示 出脫扣單元的所有設定，包括Ir、 LDT、 SDPU、 GFPU和SDT/GFT。 圖5示出了圖4的斷路器脫扣單元4的一部分。脫扣單元4包含具有微處理器 (yP)92、模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)94、RAM 52、 EEPR0M30、通信接口 (RX/TX) 54的微計算機 (PC)90，通信接口 (RX/TX)54通過示例性電纜38(以幻線繪圖示出)連接到設定仿真器 SPI 22(以幻線繪圖示出)。按照慣例，脫扣單元PP92通過ADC 94輸入檢測到的電流信 號96，并向指示器64(圖7)輸出狀態(tài)信號98以及脫扣信號100。脫扣單元y P92也能通 過多個端口 102輸入來自所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)26的設定。 圖6示出了由圖5的ii P92執(zhí)行以便向圖2和5的SPI通信信道38提供讀取/ 寫入接口的SPI程序400。作為非限制性實例，SPI程序400能作為yP92的周期性中斷服 務程序(未示出)的一部分執(zhí)行，該程序典型地每個線循環(huán)(line cycle)執(zhí)行多次(例如 但不限于15次)。如果脫扣單元4(圖7)包含可調(diào)節(jié)開關(guān)26，則這些開關(guān)作為ii P 92的 后臺程序(未示出)的一部分被讀取，該程序典型地每個線循環(huán)執(zhí)行一次。程序300在402 處開始，此后，在404處判斷例如是否從設定仿真器2(圖1)接收到讀取或?qū)懭胫噶?。如?是這樣，則程序300在406處判斷指令是否為讀取指令。如果是這樣，于是，在408處，從SPI緩沖器409 (圖5)讀取地址。于是，在410中，在該地址上，數(shù)據(jù)從EEPR0M 30被裝載， 此后，在412中，數(shù)據(jù)被寫入SPI緩沖器409。依次，通信接口 54向SPI通信信道38發(fā)送數(shù) 據(jù)。在412后，或者如果在404中沒有指令被接收到，程序400在420處結(jié)束(或返回)。 如果在406處測試失敗，于是，在414中，在414處判斷指令是否為寫入指令。如 果是這樣，則在416中，從SPI緩沖器409讀取地址和數(shù)據(jù)(圖5)。接著，在418處，在該地 址上，該數(shù)據(jù)被裝載到EEPROM 30，此后，程序400在420處結(jié)束。 實例8 在工廠校準和測試過程中，某些值可被編程到脫扣單元EEPROM 30中。例如，兩個 視情況可選的字節(jié)(未示出)定義脫扣單元功能。例如但不限于，第一視情況可選字節(jié)可 定義線路保護器的時間_電流關(guān)系，第二個視情況可選字節(jié)可將脫扣單元描述為作為電動 機保護器。其他被編程值可包括例如但不限于框架(電流傳感器額定值)、校準因子以及內(nèi) 部脫扣溫度。 當脫扣單元4或脫扣單元4'(圖8)被加電時，這些值從EEPR0M30被讀入RAM 52， 以便在脫扣單元程序中使用。另外，隨著程序執(zhí)行，這些值以特定的周期(anniversaries) 更新。例如但不限于，對應于大約l秒的每960個采樣時間(例如采樣每l. llms取一次)， 兩個視情況可選的字節(jié)、框架、校準因子和內(nèi)部脫扣溫度被讀入RAM 52。 可調(diào)節(jié)開關(guān)26被連接到脫扣單元iiP 92的I/0引腳(未示出)，在加電時并接著 每15個采樣時間——其對應于一個60Hz線循環(huán)——被讀取。對于傳統(tǒng)的脫扣單元例如4， 用本地脫扣單元可調(diào)節(jié)開關(guān)26，在主程序或后臺程序(未示出)中調(diào)用開關(guān)讀取程序(未 示出)，并將本地脫扣單元可調(diào)節(jié)開關(guān)設定返回到脫扣單元RAM 52(例如但不限于在位置 SW1、 SW2、 SW3、 SW4、 SW5處)(未示出)。脫扣單元程序于是使用這些設定來查閱存儲在表 或表(未示出)的指針(pointer)中的電流-時間信息。 開關(guān)讀取程序(未示出)識別可調(diào)節(jié)開關(guān)26是否被讀取——按照慣例——或者 是否應當轉(zhuǎn)換為另一內(nèi)部開關(guān)讀取模式。例如但不限于，這可在硬件或固件中實現(xiàn)。例如， 硬件技術(shù)通過開關(guān)設定仿真器2將脫扣單元yP 92的端口引腳(未示出)拉低。此端口 引腳在周期中斷服務程序(未示出)中讀取，且標志(未示出)被設置。在進入開關(guān)讀取 程序時，標志被讀取，且如果被設置，跳過傳統(tǒng)的開關(guān)讀取模式，并執(zhí)行另一內(nèi)部開關(guān)模式。 于是，從開關(guān)設定仿真器2讀取可調(diào)節(jié)開關(guān)設定。 作為替代的是， 一字節(jié)可被開關(guān)設定仿真器2寫入脫扣單元EEPR0M30。當脫扣單
元4、4'讀取此字節(jié)時，其進入另一內(nèi)部開關(guān)讀取模式。通過這種方式，脫扣單元4能與外
部可調(diào)節(jié)開關(guān)26(或開關(guān)設定仿真器2) —起使用，或者，脫扣單元4'能在沒有該脫扣單元
上的任何外部可調(diào)節(jié)開關(guān)的情況下使用，因為其僅僅使用開關(guān)設定仿真器2。 開關(guān)設定仿真器2上的開關(guān)設定經(jīng)由SPI 22被傳送到脫扣單元4、4'，并被寫入脫
扣單元EEPROM 30。在另一內(nèi)部開關(guān)讀取模式中，這些設定從脫扣單元EEPROM 30被讀入脫
扣單元RAM 52 (例如但不限于在位置SW1、 SW2、 SW3、 SW4、 SW5處)(未示出)。脫扣單元程
序于是使用這些設定來查閱存儲在表或表(未示出)的指針中的電流-時間信息。 圖8示出了另一斷路器脫扣單元4'，其類似于圖7的脫扣單元4，除了脫扣單元4'
和相關(guān)聯(lián)的電路中斷器不需要圖7中的可調(diào)節(jié)開關(guān)外。由于材料節(jié)省(例如多達五個示
例性開關(guān))，這些開關(guān)26的消除減小了制造成本，減小了測試成本，結(jié)果帶來了過程的節(jié)省(例如減小的制造成本)。這里，當設定仿真器2(圖1)與脫扣單元4'(以與上面結(jié)合圖4 的脫扣單元4所介紹相同的方式) 一起使用時，在yP 40(圖2)在通信信道38和通信接 口 54之間傳送不同設定時，設定仿真器2的可調(diào)節(jié)開關(guān)8、 10、 12臨時向電路中斷器脫扣單 元4'提供可調(diào)節(jié)開關(guān)。 盡管詳細介紹了本實用新型的具體實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明了，在本公開 的整體教導下，可開發(fā)對這些細節(jié)的多種修改和替代。因此，這里公開的特定布置意味著僅 僅是說明性的，不對本實用新型的范圍進行限制。本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其 所有以及任何等價內(nèi)容的全部寬度給出。
權(quán)利要求一種用于電路中斷器脫扣單元(4)的設定仿真器(2；76)，所述設定仿真器包含手持外殼(6)；多個可調(diào)節(jié)開關(guān)(8，10，12)，其關(guān)于所述手持外殼安裝，所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)定義了多個不同的設定；通信信道(38；78)，其關(guān)于所述手持外殼安裝；以及處理器(40)，其由所述手持外殼封裝，所述處理器被結(jié)構(gòu)化為從所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)讀取所述多個不同設定并通過所述通信信道將所述多個不同設定傳送到所述電路中斷器脫扣單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的設定仿真器(76)，其中，所述通信信道為無線通信信道(78)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的設定仿真器(2 ;76)，其中，所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)為包括長延遲時間可調(diào)節(jié)開關(guān)(8)、接地故障始動可調(diào)節(jié)開關(guān)(10)、接地故障時間可調(diào)節(jié)開關(guān)(12)在內(nèi)的多個可調(diào)節(jié)開關(guān)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的設定仿真器(2 ;76)，其中，所述設定仿真器不是脫扣單元，且其中，所述設定仿真器模仿所述電路中斷器脫扣單元的可調(diào)節(jié)開關(guān)設定。
5. —種系統(tǒng)(70)，其包含:含有第一通信接口 (74)的電路中斷器脫扣單元(72);以及根據(jù)權(quán)利要求1的設定仿真器(76)，其中，所述設定仿真器的通信信道為第二通信接口 (78)，其關(guān)于手持外殼安裝，并被結(jié)構(gòu)化為與所述電路中斷器脫扣單元的第一通信接口通信；且其中，所述處理器從所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)讀取所述多個不同設定，并通過所述第二通信接口將所述多個不同設定傳送到所述電路中斷器脫扣單元的第一通信接口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)(70)，其中，所述設定仿真器還包含開關(guān)(28);其中，所述處理器進一步對所述開關(guān)被致動做出響應地通過所述第二通信接口將所述多個不同設定傳送到所述電路中斷器脫扣單元的第一通信接口 ；且其中，所述電路中斷器脫扣單元還包含在其中存儲所述多個不同設定的非易失性存儲器(30)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)(70)，其中，所述電路中斷器脫扣單元還包含在其中存儲所述多個不同設定的非易失性存儲器(30);其中，所述設定仿真器還包含多個開關(guān)(8， 10，12)以及顯示器(36);且其中，所述處理器進一步對所述多個開關(guān)做出響應地通過所述第一與第二通信接口并從所述電路中斷器脫扣單元的非易失性存儲器請求和接收(308)所述多個不同設定并在所述顯示器上顯示(312， 318， 324， 330， 336)所述多個不同設定。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)(70)，其中，所述電路中斷器脫扣單元(72)包含多個可調(diào)節(jié)開關(guān)(82)，且其中，所述設定仿真器(76)的所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)(80)與所述電路中斷器脫扣單元的所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)相同。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)(70)，其中，所述電路中斷器脫扣單元(4')不包含可調(diào)節(jié)脫扣設定開關(guān)；且其中，當所述處理器在所述第一與第二通信接口之間傳送所述多個不同設定時，所述設定仿真器(2)的所述多個可調(diào)節(jié)開關(guān)(8， 10， 12)向所述電路中斷器脫扣單元臨時提供可調(diào)節(jié)開關(guān)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)(70)，其中，所述第一與第二通信接口 (74,78)為串行端口接口 (22);且其中，所述電路中斷器脫扣單元和所述設定仿真器均還包含狀態(tài)指示器(64，66)，所述狀態(tài)指示器(64,66)對所述串行端口接口被連接和加電做出響應地有效。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)(70)，其中，所述第二通信接口 (38)通過所述第一通信接口 (54)供電，并至少部分地向所述電路中斷器脫扣單元(4)供電，用于所述第一與第二通信接口之間的通信。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)(70)，其中，所述電路中斷器脫扣單元還包含在其中存儲所述多個不同設定的非易失性存儲器(30);其中，所述設定仿真器還包含顯示器(36);且其中，所述處理器還從所述第二通信接口接收(308)通過所述第一通信接口從所述電路中斷器脫扣單元的非易失性存儲器傳送的所述多個不同設定，并在所述顯示器上順序顯示(312， 318， 324， 330， 336)所述多個不同設定中的各個。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)(70)，其中，所述設定仿真器(4)還包含開關(guān)(32);且其中，所述處理器進一步讀取(316)所述開關(guān)并對所述開關(guān)的狀態(tài)變化做出響應地在所述顯示器上顯示(318)所述多個不同設定中的另一個。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)(70)，其中，所述設定仿真器的所述開關(guān)為第一開關(guān)(32);其中，所述設定仿真器還包含第二開關(guān)(28);且其中，所述處理器還對所述第二開關(guān)被致動(346)做出響應地將所述多個不同設定通過所述第二通信接口傳送(356)到所述電路中斷器脫扣單元的第一通信接口。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)(70)，其中，所述處理器進一步讀取所述第一開關(guān)并對所述第一開關(guān)的狀態(tài)變化(310， 316， 322， 328， 334)做出響應地在所述顯示器上顯示來自所述非易失性存儲器的所述多個不同設定。
專利摘要一種用于斷路器脫扣單元(4)的設定仿真器(2；76)，其包含手持外殼(6)以及安裝在手持外殼上的多個可調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)開關(guān)(8，10，12)?？烧{(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)開關(guān)定義了斷路器脫扣單元的多個不同的脫扣設定。通信信道(38)也安裝在手持外殼上。微處理器(40)由手持外殼封裝。處理器從可調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)開關(guān)讀取不同的脫扣設定并通過通信信道將不同的脫扣設定傳送到斷路器脫扣單元。
文檔編號H01H71/74GK201478780SQ20092015315
公開日2010年5月19日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者B·S·卡法羅, H·J·卡利諾, J·B·亨伯特, T·M·沙克 申請人:伊頓公司