[发明专利]用于脱扣单元和包含该脱扣单元的电气开关装置的手动可选瞬时电流设定

说明书

技术领域

本发明总体涉及电气开关装置，更特别地涉及包括脱扣单元的电气开关装置例如断路器。本发明还涉及用于电路中断器的脱扣单元。

背景技术

电气开关装置包括，例如，电路开关器件；电路中断器，例如断路器；网络保护器；接触器；马达起动器；马达控制器；以及其它负载控制器。电气开关装置例如电路中断器，尤其是模制外壳类型的断路器，在现有技术中是公知的。例如参见美国专利NO.5,341,191。

断路器用来保护电气电路免遭由于过电流情况造成的损害，例如过载情况或者较高电平短路或故障情况。模制外壳断路器通常每相包括一对可分离触点。可分离触点可通过设置在外壳外面的手柄被手动操作或者响应于过电流情况被自动操作。通常，这种断路器包括设计为迅速打开和闭合可分离触点的操作机构，以及在自动操作模式中感测过电流情况的脱扣单元。当感测到过电流情况时，脱扣单元使该操作机构脱扣到脱扣状态，从而将可分离触点移动到打开位置。

工业断路器通常使用一种断路器框架，该断路器框架容纳脱扣单元。例如参见美国专利NO.5,910,760以及NO.6,144,271。脱扣单元可以是模块化的并且可以进行替换，以改变断路器的电特性。

众所周知，可采用使用微处理器的脱扣单元来检测各种类型的过电流脱扣情况并提供各种保护功能，例如长延迟脱扣，短延迟脱扣，瞬时脱扣，和/或接地故障脱扣。长延迟脱扣功能保护受保护的电气系统所服务的负载免于过负载和/或过电流。短延迟脱扣功能可用于协调分级断路器中的下游断路器的脱扣。瞬时脱扣功能保护与断路器连接的电导体免遭过电流情况例如短路的损害。顾名思义，接地故障脱扣功能保护电气系统免遭接地故障。

最早的电子脱扣单元电路设计使用了分立的部件，例如晶体管，电阻器和电容器。

最近，例如美国专利NO.4,428,022和NO.5,525,985中所公开的设计已包括了微处理器，这提供了改进的性能和灵活性。这些数字系统对电流波形进行周期性采样以产生电流的数字表示。微处理器使用样本执行算法，从而实现一个或多个电流保护曲线。

一些已知的模制外壳断路器(MCCB)包括短延迟时间设定。实际的短延迟脱扣时间被有意地延迟并且具有大约37毫秒的最小脱扣时间，该最小脱扣时间是由微处理器执行的短延迟算法的计算时间得来的。这些MCCB的瞬时特征是由固定模拟超驰电路(override circuit)提供的。单个齐纳二极管被预先确定单个固定阈值。固定模拟超驰电路检测峰值电流并在少于一个线循环(line cycle)内启动脱扣。由于齐纳二极管是固定的且不可调的部件，所以瞬时脱扣阈值被设定为单个固定值。

例如，如图1的脱扣曲线所示，接近1.15X的顶部竖直线为长延迟吸动(LDP)。在这个示例中，对于断路器的连续电流额定值的1.15倍以下的检测电流没有脱扣。1.15X和6X之间的斜线为长延迟时间(LDT)。这为断路器连续电流额定值的约1.15倍和约6倍之间的检测电流提供了脱扣时间。在约120毫秒处的水平线为短延迟时间(SDT)。还可具有(例如但不限于)约50毫秒和约300毫秒的设定。对应于50、120和300毫秒设定的实际短延迟脱扣时间通常分别大约是37、87和275毫秒。最后，在约15毫秒处的水平线为瞬时时间。如果检测电流高于断路器脱扣单元最大额定电流(或者传感器额定值)的约12倍，则脱扣单元将在此时脱扣。连续电流额定值可与最大额定电流相同(如图1所示)或者可以是最大额定电流的一个百分比(＜100％)(未示出)。

美国专利NO.7,203,040公开了一种断路器和脱扣单元，该脱扣单元具有用于减少弧闪能量和弧闪曝露严重程度的ARMS。在发生故障时，特定的脱扣功能被手动地利用减少电弧能量的维护脱扣功能(maintenance trip function)替代。在ARMS模式中，维护脱扣功能减小了吸动电流(pickup current)和/或减小或消除了特定脱扣功能的时间延迟。

对于电气开关装置例如电路中断器具有改进的空间。

对于用于电路中断器的脱扣单元也具有改进的空间。

发明内容

希望在选择性协调方案中具有手动可选瞬时脱扣阈值。