CN103792459A - 用于测试电子跳闸装置的方法和设备 - Google Patents

Abstract

描述电子跳闸装置（100），其包括测试电流发生器（102）和泄漏电流检测电路（104）。该测试电流发生器（102）耦合于导体并且配置成响应于测试电子跳闸装置（100）的选择而向该导体提供具有一定幅度的测试电流。该导体是线路导体或中性导体。泄漏电流检测电路（104）配置成检测中性导体与所述线路导体之间的电流差。泄漏电流检测电路（104）配置成如果检测的电流差小于第一阈值则响应于测试电子跳闸装置（100）的选择而提供无跳闸错误指示。

Description

用于测试电子跳闸装置的方法和设备

技术领域

本发明的领域大体上涉及电子跳闸装置，并且更具体地，涉及用于测试剩余电流装置（RCD）的方法和***。

背景技术

当前用于保护例如住宅或商业环境的断路器大体上检测过电流状况的存在并且释放用于使断路器触点分离的操作机构。断路器还可例如通过包括电子跳闸装置而包括接地故障检测能力。电子跳闸装置也可称为电子跳闸控制单元。在断路器检测到导体之间（例如在线路导体与中性导体之间）的电流未平衡时断开电路的断路器可称为剩余电流装置（RCD）。RCD包括例如接地故障电路中断器（GFCI）、接地故障中断器（GFI）、设备泄漏电流中断器（ALCI）、具有过载保护的剩余电流断路器（RCBO）和具有过载保护的电子剩余电流断路器（eRCBO）。

一些已知的***包括RCD测试电路。当用户使用该测试电路发起RCD的测试时，提供大于RCD的跳闸阈值的泄漏电流。如果RCD电路正确地运行，RCD感测形成的电流不平衡并且使电路跳闸。如本文使用的，包括电路跳闸的RCD电路的测试称为RCD电路的主动测试。

发明内容

在一个方面，电子跳闸装置包括测试电流发生器和泄漏电流检测电路。该测试电流发生器耦合于导体并且配置成响应于测试电子跳闸装置的选择而向导体提供具有一定幅度的测试电流。该导体是第一导体或第二导体。泄漏电流检测电路配置成检测第一导体与第二导体之间的电流差。泄漏电流检测电路配置成如果检测的电流差小于第一阈值则响应于测试电子跳闸装置的选择而提供无跳闸错误指示。

在另一个方面，描述用于操作耦合于线路导体、中性导体和地的电子跳闸装置的方法。该方法响应于测试电子跳闸装置的选择而向线路导体和中性导体中的一个提供具有一定幅度的测试电流、检测中性导体与线路导体之间的电流差以及如果检测的电流差小于第一阈值则响应于测试电子跳闸装置的选择而提供无跳闸错误指示。

在另一个方面，剩余电流装置（RCD）包括传感器、测试电流发生器和检测电路。该传感器配置成检测至少两个导体之间的电流差并且输出与该电流差成比例的检测信号。测试电流发生器配置成响应于测试RCD的选择而提供测试信号以产生由传感器能检测的电流差。检测电路耦合于传感器。检测电路配置成将检测信号与跳闸阈值比较并且如果检测信号超过该跳闸阈值则输出跳闸信号。检测电路配置成响应于测试RCD的选择而将检测信号与测试阈值比较并且提供RCD是否正确运行的指示。测试阈值小于跳闸阈值。

提供一种电子跳闸装置，其包括：

测试电流发生器，其耦合于导体并且配置成响应于测试所述电子跳闸装置的选择而向所述导体提供具有一定幅度的测试电流，其中所述导体包括第一导体和第二导体中的一个；以及

泄漏电流检测电路，其配置成检测所述第一导体与所述第二导体之间的电流差，所述泄漏电流检测电路配置成如果检测的电流差的绝对值小于第一阈值则响应于测试所述电子跳闸装置的选择来提供无跳闸错误指示。

优选的，所述第一阈值与所述测试电流的幅度成比例。

优选的，所述泄漏电流检测电路配置成如果检测的电流差超过第二阈值则响应于测试所述电子跳闸装置的选择来提供跳闸信号以使所述电子跳闸装置跳闸，所述第二阈值大于所述第一阈值。

优选的，所述泄漏电流检测电路配置成如果检测的电流差在由所述第一阈值和所述第二阈值界定的范围内则响应于测试所述电子跳闸装置的选择来提供成功指示。

优选的，所述电子跳闸装置进一步包括跳闸电路，所述跳闸电路配置成使断路器跳闸来中断通过所述电子跳闸装置的电流以使所述电子跳闸装置跳闸，其中所述泄漏电流检测电路耦合于所述电子跳闸装置并且进一步配置成如果检测的电流差超过跳闸阈值则向所述跳闸电路提供跳闸信号，所述跳闸阈值大于所述第二阈值。

优选的，所述电子跳闸装置进一步包括能闭合开关，用于提供测试所述电子跳闸装置的选择，其中所述泄漏电流检测电路进一步配置成响应于所述能闭合开关持续比预定时段更长地闭合而使所述电子跳闸装置跳闸。

提供一种用于操作耦合于线路导体、中性导体和地的电子跳闸装置的方法，所述方法包括：

响应于测试所述电子跳闸装置的选择向所述线路导体和所述中性导体中的一个提供具有一定幅度的测试电流；

检测所述中性导体与所述线路导体之间的电流差；以及

如果检测的电流差的绝对值小于第一阈值则响应于测试所述电子跳闸装置的选择来提供无跳闸错误指示。

优选的，如果检测的电流差的绝对值小于第一阈值则提供无跳闸错误指示包括如果检测的电流差的绝对值小于第一阈值则响应于测试所述电子跳闸装置的选择而提供无跳闸错误指示，所述第一阈值与所述测试电流的幅度成比例。

优选的，所述方法进一步包括：

将检测的电流差与第二阈值比较，其中所述第二阈值大于所述第一阈值；以及

如果检测的电流差超过所述第二阈值则响应于测试所述电子跳闸装置的选择而提供跳闸信号来使所述电子跳闸装置跳闸。

优选的，所述方法进一步包括如果检测的电流差在由所述第一阈值和所述第二阈值界定的范围内则响应于测试所述电子跳闸装置的选择来提供成功指示。

优选的，提供跳闸信号来使所述电子跳闸装置跳闸包括向跳闸电路提供所述跳闸信号，所述跳闸电路配置成使断路器跳闸来中断通过所述电子跳闸装置的电流。

优选的，所述方法进一步包括：

确定已经维持测试所述电子跳闸装置的选择的时间的长度；以及

如果所述时间的长度比预定时段更长则使所述电子跳闸装置跳闸。

提供一种剩余电流装置（RCD），其包括：

传感器，其配置成检测至少两个导体之间的电流差并且输出与检测的电流差成比例的检测信号；

测试电流发生器，其配置成响应于测试所述RCD的选择来提供测试信号以产生由所述传感器能检测的电流差；

检测电路，其耦合于传感器，所述检测电路配置成：

将检测信号与跳闸阈值比较并且如果所述检测信号超过所述跳闸阈值则输出跳闸信号；以及

响应于测试所述RCD的选择将所述检测信号与测试阈值比较并且提供所述RCD是否正确操作的无跳闸指示，其中所述测试阈值小于所述跳闸阈值。

优选的，所述RCD进一步包括跳闸电路，所述跳闸电路耦合于所述检测电路并且配置成响应于所述跳闸信号而中断通过所述RCD的电流。

优选的，所述传感器包括电流互感器。

优选的，所述RCD进一步包括指示器电路，所述指示器电路耦合于所述检测电路来提供无跳闸指示，所述指示器电路配置成提供所述RCD是否正确操作的视觉指示。

优选的，所述测试电流发生器配置成响应于测试所述RCD的选择而选择性地提供具有超过所述跳闸阈值的幅度的测试信号。

优选的，所述测试电流发生器配置成接收被动测试所述RCD的选择并且响应于被动测试所述RCD的选择而提供具有小于所述跳闸阈值的幅度的测试信号。

优选的，所述测试电流发生器配置成接收被动测试所述RCD的选择并且响应于被动测试所述RCD的选择而提供具有大于所述跳闸阈值的幅度的测试信号，并且其中所述检测电路配置成响应于被动测试所述RCD的选择而使施加到所述检测信号的增益减少。

优选的，所述测试阈值比所述跳闸阈值要小与施加到所述检测信号的增益响应于被动测试所述RCD的选择而减少的百分比大致上相同的百分比。

附图说明

图1是示范性电子跳闸装置的框图。

图2是包括在图1中示出的电子跳闸装置的示范性剩余电流装置（RCD）的框图。

图3是适合用作在图1中示出的电子跳闸装置的第一示范性电子跳闸装置的图。

图4是适合用作在图1中示出的电子跳闸装置的第二示范性电子跳闸装置的图。

图5是适合用作在图1中示出的电子跳闸装置的第三示范性电子跳闸装置的图。

图6是适合用作在图1中示出的电子跳闸装置的第四示范性电子跳闸装置的图。

图7是适合用作在图1中示出的电子跳闸装置的第五示范性电子跳闸装置的图。

图8是适合与在图1-7中示出的示范性电子跳闸装置一起使用的示范性方法的流程图。

图9是适合用作在图1中示出的电子跳闸装置的第六示范性电子跳闸装置的图。

图10是适合用作在图1中示出的电子跳闸装置的第七示范性电子跳闸装置的图。

图11是适合与在图1、9和10中示出的示范性电子跳闸装置一起使用的示范性方法的流程图。

具体实施方式

本文描述的方法和设备便于测试剩余电流装置（RCD），而不中断到由RCD保护的负载的电力输送。尽管在本文关于RCD描述，本文描述的方法和设备也可包括在电子跳闸装置、断路器和/或任何其他适合的电路保护装置内或与其结合使用。

本文描述的方法和设备的技术效果包括以下中的至少一个：（a）响应于测试电子跳闸装置的选择而在线路导体和中性导体中的至少一个内提供测试电流；（b）检测线路导体与中性导体之间的电流差；以及（c）如果检测的电流差的绝对值小于第一阈值则响应于测试电子跳闸装置的选择而提供无跳闸错误指示。

图1是示范性电子跳闸装置100的框图。图2是包括电子跳闸装置100的示范性RCD 200的框图。在示范性实施例中，电子跳闸装置100包括测试信号发生器102、泄漏电流检测电路104和跳闸电路106。电子跳闸装置100还包括测试指示器电路108。电子跳闸装置100包括在RCD 200内，该RCD 200包括在电路（未示出）内。电子跳闸装置100在感测到接地故障状况时通过中断电路（即，断开电路）而便于保护电路。

测试信号发生器102响应于测试电子跳闸装置100的选择而生成测试信号。在示范性实施例中，测试电子跳闸装置100的选择是通过用户的选择，例如经由按压按钮、拨动开关，等。在其他实施例中，测试电子跳闸装置100的选择可以是来自另一个电子装置或***、指示RCD 200测试电子跳闸装置100的信号。在示范性实施例中，测试信号发生器102生成意向性测试泄漏电流。测试信号发生器102还可描述为引起意向性测试泄漏电流。该测试电流具有已知的幅度并且用于自测试装置100。

泄漏电流检测电路104监测电流来检测接地故障状况。在电路的正常操作期间，从电力源202（在图2中示出）通过第一导体进入装置100的电流（在本文称为线路电流）大致上等于从负载204（在图2中示出）通过第二导体返回到装置100的电流，在本文称为负载电流。在装置100具有超出一个线路导体的实施例（例如具有三个线路导体的三相装置100）中，所有线路导体上的电流的矢量和是线路电流，并且在正常操作中，大致上等于正常操作期间的负载电流。在接地故障状况的情况下，例如从负载204到地的短路（即，从负载204到地的非预期路径），返回到装置100的负载电流小于进入装置100的线路电流。泄漏电流检测电路104识别负载电流与线路电流之间的差，其在本文称为泄漏电流。如果负载电流与线路电流之间的差大于预定义跳闸阈值，跳闸电路106断开，从而使电力源202与负载204去耦合。

在示范性实施例中，测试信号发生器102通过响应于测试电子跳闸装置100的选择而向线路导体或中性导体（未示出）提供具有已知幅度的测试电流而意向性地在线路电流与负载电流之间形成差。在范性实施例中，泄漏电流检测电路104配置成检测线路导体与中性导体之间的电流差。在其他实施例中，泄漏电流检测电路104配置成检测线路导体与地之间或中性导体与地之间的电流差。在具有超出一个线路导体的实施例中，泄漏检测电路104将多个线路导体上的电流的和视为单个线路导体电流并且检测线路导体电流和与中性导体电流之间的电流差。

未感测到测试泄漏电流是装置100未正确运行的指示。泄漏电流检测电路104配置成确定检测的电流差的绝对值是否小于第一阈值。在示范性实施例中，该第一阈值大致上等于测试泄漏电流的幅度。从而，在示范性实施例中，如果泄漏检测电路104未检测到其的绝对值等于或大于测试电流的幅度的电流差，则泄漏检测电路104知道电子跳闸装置100未正确地运行。在其他实施例中，第一阈值可以是任何其他适合的值，其包括与测试泄漏电流的幅度成比例的值。如果检测的电流差不包括测试电流（例如，如果电流差不等于或超过测试电流的幅度），响应于测试电子跳闸装置100的用户选择，示范性泄漏电流检测电路104提供错误指示而不使电子跳闸装置100跳闸（在本文有时称为无跳闸错误指示）。如本文使用的，“被动测试”、“被动测试（testing）”和“被动测试（test）”限定为测试RCD，其包括测试电子跳闸装置100而不使装置跳闸作为测试的部分。相似地，“被动试验”限定为RCD测试，其包括电子跳闸装置100的测试（其不包括使装置跳闸作为测试的部分）。

泄漏电流检测电路104通过指示器电路108提供错误指示。在示范性实施例中，该指示器电路108对用户提供电子跳闸装置100的测试通过或未通过的视觉指示。该指示可包括但不限于，视觉指示（例如，照明LED）和/或听觉指示（例如，发出警报）。在其他实施例中，另外或备选地，泄漏电流检测电路104提供错误指示而不是通过指示器电路108。例如，在一些实施例中，泄漏检测电路108向另一个装置或***提供指示电子跳闸装置100通过或未通过测试的信号。例如，泄漏检测电路可向***控制器或监测***提供电子信号，其指示电子跳闸装置100通过或未通过测试。指示电子跳闸装置100通过或未通过测试的信号可使用任何适合的通信协议通过有线或无线通信传送。在示范性实施例中，指示器电路108包括LED。如果电子跳闸装置100通过测试则LED发光并且如果电子跳闸装置100通过测试则不发光。在其他实施例中，LED可发光来指示电子跳闸装置100未通过测试并且不发光来指示通过测试。在再其他实施例中，可使用电子跳闸装置100通过或未通过测试的视觉和/或听觉指示（其包括多个LED）的任何其他适合的组合。

在一些实施例中，电子跳闸装置100配置成允许用户主动测试电子跳闸装置100，其包括使电子跳闸装置100跳闸。在这样的实施例中，用户可选择在跳闸或被动测试的情况下主动测试电子跳闸装置100而不使电子跳闸装置100跳闸。测试在没有电子跳闸的情况下出现，如上文以及本文别的地方描述的。在跳闸的情况下测试电子跳闸装置100促使跳闸电路106响应于测试电流的检测而跳闸。在一些实施例中，主动测试促使泄漏电流检测电路104响应于检测的电流大于或等于第一阈值而发起跳闸。在其他实施例中，主动测试促使测试信号发生器102提供跳闸测试信号，其具有大于第二阈值（其可以是跳闸阈值）的幅度。在这样的实施例中，如果检测的电流的绝对值大于或等于大于第一阈值的第二阈值（其等于跳闸测试信号或与其成比例），泄漏电流检测电路104促使跳闸电路106跳闸。在一些实施例中，电子跳闸装置100的跳闸附带电子跳闸装置100是否通过电子跳闸装置100的测试的一个或多个视觉和/或听觉指示。当检测的电流等于或超过跳闸阈值时，泄漏电流检测电路104发起跳闸而不管是执行主动测试、被动测试或没有执行测试。

图3是适合用作电子跳闸装置100的示例电子跳闸装置300。来自源202（未在图3中示出）的电力通过电子跳闸装置300的线路导体和中性导体提供给负载204。在正常（即，非测试）操作期间，如被本领域内技术人员很好理解的，电子跳闸装置300作为常见的RCD电路操作。一般，泄漏检测电路104监测通过电子跳闸装置300的电流并且在检测到超过跳闸阈值的泄漏电流时用信号通知跳闸电路106来跳闸，并且由此中断到负载204的电力输送。

测试信号发生器102包括第一开关302和第二开关304，用于接收测试电子跳闸装置300的用户选择。当选择第一开关302时，即按压、拨动等，它发起电子跳闸装置300的主动试验，其包括电子跳闸装置300的跳闸。第二开关304发起没有电子跳闸装置300跳闸的电子跳闸装置300的被动试验。在示范性实施例中，第一和第二开关302和304是常开、推式、接触开关。在其他实施例中，可使用任何其他适合类型的开关，其包括常闭开关。

当用户启用第一开关302来发起主动试验时，来自中性导体的第一点306的电流通过泄漏检测电路104的传感器310而耦合于中性导体的第二点308。在其他实施例中，第一点306和第二点308是线路导体上的点。从第一点306耦合于第二点308的电流在本文有时称为测试信号。传感器310检测经由第一开关302而提供的测试信号。更特定地，在示范性实施例中，传感器310是电流互感器，其检测线路导体与中性导体之间的电流的不平衡。在其他实施例中，传感器310可以是任何其他适合的传感器。耦合于第一开关302的第一电阻器312确定从第一点306耦合于第二点308的电流的量或幅度。选择第一电阻器312的电阻以允许足够的电流在第一点306和第二点308之间流动来超过跳闸阈值。如果电子跳闸装置300正确地操作，泄漏检测电路104将响应于由传感器310检测的超过跳闸阈值的电流不平衡而促使跳闸电路106跳闸。在一些实施例中，泄漏检测电路104还促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置300通过或未通过测试。

当用户启用第二开关304来选择发起被动试验时，来自中性导体的第三点314的电流通过电流互感器310而输送到第二点308。在其他实施例中，第三点314和第二点308是线路导体上的点。在一些实施例中，第二开关304将电流从第一点306输送到第二点308。在一些实施例中，除了第二点308，第二开关304还向沿中性导体的点提供电流。传感器310检测线路导体与中性导体之间的电流的不平衡。耦合于第二开关304的第二电阻器316确定从第三点314输送到第二点308的电流的量。选择第二电阻器316的电阻来允许不超过跳闸阈值的一定幅度的电流在第三点314与第二点308之间流动。因为由传感器310检测的电流不平衡不超过跳闸阈值，泄漏检测电路104将不促使跳闸电路106跳闸。相反，如果电子跳闸装置300正确地操作，泄漏检测电路104促使测试指示器电路指示电子跳闸装置300通过测试。如果电子跳闸装置300未正确地操作，泄漏检测电路104促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置300未通过测试。

泄漏电流检测电路104包括传感器310、增益元件318和接地故障检测器320。如上文描述的，传感器310是电流传感器，其配置成检测线路导体与中性导体之间的差。在其他实施例中，传感器31配置成检测线路导体与地之间或中性导体与地之间的电流差。中性导体与线路导体之间的电流不平衡促使传感器310向增益元件318输出与检测的电流差成比例的信号。增益元件318向来自传感器310的信号施加预定量的增益并且将放大的信号传递给接地故障检测器320。接地故障检测器320将放大的信号与一个或多个阈值比较来确定是否存在接地故障状况。如果放大的信号超过跳闸阈值，接地故障检测器320促使跳闸电路106中断通过电子跳闸装置300的电力流。如果存在实际接地故障，或如果电子跳闸装置300正确地运行并且已经由第一开关302生成测试信号，放大的信号将典型地超过跳闸阈值。

接地故障检测器320的输出322耦合于测试指示器电路108。输出322与由传感器310检测的电流不平衡成比例。在示范性实施例中，输出322是其的幅度与电流不平衡成比例的电压。在其他实施例中，输出322是脉宽调制信号，其的占空比与电流不平衡成比例。测试指示器电路108将输出322与参考信号比较来确定电流不平衡是否超过第一阈值，在本文也称为测试阈值。该测试阈值是在启用第二开关304来发起电子跳闸装置300的测试而不使电子跳闸装置300跳闸时提供的预期电流不平衡。从而，测试指示器电路108确定是否已经检测到由第二开关304提供的测试信号。测试阈值小于跳闸阈值。如上文描述的，第二开关304提供具有小于由跳闸阈值所表示的量的幅度的电流。在示范性实施例中，第二开关304提供跳闸阈值电流的大约20%的电流。从而，由测试指示器电路108所利用的测试阈值是跳闸阈值的20%。在其他实施例中，使用跳闸阈值与测试阈值之间的其他关系。

由比较器324结合电阻器R1-R4执行输出322与测试阈值的比较。如果输出322超过测试阈值，指示器电路108改变发光二极管（LED）326的状态。在示范性实施例中，指示器电路108在输出322超过测试阈值时使LED 326发光来指示电子跳闸装置300通过测试。当输出322未超过测试阈值时，指示器电路未使LED 326发光，从而指示电子跳闸装置300未通过测试。在其他实施例中，使LED 326发光来指示电子跳闸装置300未通过测试并且使之关闭来指示电子跳闸装置300通过测试。在一些实施例中，除了LED 326，或除LED 326之外，指示器电路108还包括指示器。例如，在一些实施例中，指示器电路108包括听觉指示，用于指示电子跳闸装置300是否通过测试。

图4是适合用作电子跳闸装置100的示例电子跳闸装置400。除如下文描述的外，电子跳闸装置400大致上与电子跳闸装置300（在图3中示出）相同并且采用相似的方式操作。电子跳闸装置300和400的共同组件由相同的标号标识。

在电子跳闸装置400中，测试信号发生器102包括多位置开关402而不是第一和第二开关302和304（在图3中示出）。多位置开关402允许用户选择发起没有电子跳闸装置400跳闸的电子跳闸装置400的被动测试或选择发起包括电子跳闸装置400跳闸的电子跳闸装置400的主动试验。在示范性实施例中，多位置开关402在缺乏通过用户的输入的情况下返回到断开位置，如在图4中示出。当用户使开关移到第一位置以连接到第一触点404时，来自中性导体的第三点314的电流通过电流互感器310而耦合于第二点308。当用户使开关移到第二位置以连接到第二触点406时，来自中性导体的第一点306的电流通过电流互感器310而耦合于中性导体的第二点308。电子跳闸装置400的剩余部分如上文关于电子跳闸装置300描述的那样操作。

图5是适合用作电子跳闸装置100的示例电子跳闸装置500。电子跳闸装置500与电子跳闸装置300和400所共有的组件由相同的标号标识。来自源202（未在图5中示出）的电力通过电子跳闸装置500的线路导体和中性导体提供给负载204。在正常（即，非测试）操作期间，如将被本领域内技术人员很好理解的，电子跳闸装置500作为公共RCD电路操作。一般，泄漏检测电路104监测通过电子跳闸装置500的电流并且在检测到超过跳闸阈值的泄漏电流时用信号通知跳闸电路106（未在图5中示出）来跳闸，并且由此中断到负载204的电力输送。

测试信号发生器102包括第一开关302和第二开关304。第一开关302发起电子跳闸装置500的主动测试，其包括电子跳闸装置500的跳闸。第二开关304发起没有电子跳闸装置500跳闸的电子跳闸装置500的被动试验。

当用户启用第一开关302时，来自第一点306的电流耦合于中性导体的第二点308。传感器310检测经由第一开关302而提供的测试信号。耦合于第一开关302的第一电阻器312确定从第一点306耦合于第二点308的电流的量。选择第一电阻器312的电阻以允许足够的电流在第一点306和第二点308之间流动来超过跳闸阈值。如果电子跳闸装置500正确地操作，泄漏检测电路104将响应于由传感器310检测的电流不平衡而促使跳闸电路106跳闸。在一些实施例中，泄漏检测电路104还促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置500通过或未通过测试。

当用户启用第二开关304时，来自中性导体的第一点306的电流耦合于中性导体上的第四点502。传感器310检测线路导体与中性导体之间的电流的不平衡。耦合于第二开关304的第二电阻器316确定从第三点314耦合于第二点308的电流的量。因为由传感器310检测的电流不平衡不超过跳闸阈值，泄漏检测电路104将促使跳闸电路106跳闸。相反，如果电子跳闸装置500正确地操作，泄漏检测电路104促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置500通过测试。如果电子跳闸装置300未正确地操作，泄漏检测电路104促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置500未通过测试。

在电子跳闸装置500中，泄漏电流检测电路104包括传感器310、信号调节器504、分压器和滤波器506以及控制器508。在该实施例中，传感器310是电流传感器，其包括两个传感器线圈（NX线圈510和DX线圈512）。NX线圈510检测中性导体与地之间的泄漏电流。DX线圈512检测中性导体与线路导体之间的电流差。线圈510和512输出与检测的电流不平衡成比例的信号。来自传感器310的信号被传递给信号调节器504，其使信号滤波并且缓冲。在一些实施例中，信号调节器504另外或备选地使来自传感器310的信号放大。控制器508将调节的信号与一个或多个阈值比较来确定是否存在接地故障状况。如果调节的信号超过跳闸阈值（无论是因为实际接地故障或因为第一开关302已经由用户启用），接地故障检测器320促使跳闸电路106中断通过电子跳闸装置500的电力流。

分压器和滤波器506耦合于第二开关304以在启用第二开关304时向控制器508提供信号。从而，分压器和滤波器506向控制器508提供指示不使电子跳闸装置500跳闸的测试已经发起的信号。作为响应，控制器508将来自传感器310的检测的电流不平衡信号与小于跳闸阈值的测试阈值比较。在该示范性实施例中，测试阈值是在第一阈值与第二阈值（其大于第一阈值）之间的电流的范围。如果检测的电流不平衡在测试阈值范围内，控制器508促使指示器电路104指示电子跳闸装置500通过测试。如果检测的电流不平衡小于第一阈值，控制器促使指示器电路指示电子跳闸装置500未通过测试。如果检测的电流不平衡大于第二阈值，可能存在实际故障并且控制器促使跳闸电路106使电子跳闸装置500跳闸。在示范性实施例中，控制器508是微控制器。在其他实施例中，控制器508是一个或多个中央处理单元、微处理器、微控制器、精简指令集电路（RISC）、专用集成电路（ASIC）、逻辑电路和能够执行本文描述的功能的任何其他电路或处理器。

图6是适合用作电子跳闸装置100的示例电子跳闸装置600。电子跳闸装置500与电子跳闸装置300、400和500所共有的组件由相同的标号标识。来自源202（未在图6中示出）的电力通过电子跳闸装置600的线路导体和中性导体提供给负载204。在正常（即，非测试）操作期间，如将被本领域内技术人员很好理解的，电子跳闸装置600作为公共RCD电路操作。一般，泄漏检测电路104监测通过电子跳闸装置600的电流并且在检测到超过跳闸阈值的泄漏电流时用信号通知跳闸电路106（未在图6中示出）来跳闸，并且由此中断到负载204的电力输送。

测试信号发生器102包括第一开关302和第二开关304。第一开关302发起电子跳闸装置500的主动试验，其包括电子跳闸装置500的跳闸。第二开关304发起没有电子跳闸装置500跳闸的电子跳闸装置500的被动测试。在电子跳闸装置600中，在经由第一开关302而跳闸的情况下的测试采用与在上文关于电子跳闸装置500描述的相同的方式出现。

在该实施例中，第二开关304未连接到中性导体来提供测试电流。相反，响应于用户闭合第二开关304，独立的电流源602生成具有小于通过传感器310的跳闸阈值的幅度的测试电流。第二开关304经由调节电路604而耦合于控制器508。当闭合第二开关304时，信号提供给控制器508来指示第二开关304已经闭合。控制器508促使电流源602引导测试电流通过传感器310的DX线圈512。在示范性实施例中，由电流源602提供的已知测试电流是这样的电流，其具有已知幅度和与在线路或中性导体上行进的电流相似的波形。在其他实施例中，已知电流具有已知波形，其可与在线路或中性导体上行进的电流的波形不同。例如，测试电流可具有与线路或中性导体中的电流的频率不同的频率。传感器310检测测试电流并且经由信号调节器504中的一个向控制器508提供与检测的电流不平衡成比例的信号。因为由传感器310检测的电流不平衡未超过跳闸阈值，泄漏检测电路104将不促使跳闸电路106跳闸。相反，如果电子跳闸装置600正确地运行，泄漏检测电路104促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置600通过测试。如果电子跳闸装置300未正确地运行，泄漏检测电路104促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置600未通过测试。

控制器508将从信号调节器504接收的调节信号与由电流源602生成并且通过传感器310的已知电流比较。因为控制器508如上文描述的那样耦合于第二开关304，控制器知道何时闭合第二开关304来发起电子跳闸装置600的测试而不跳闸。作为响应，控制器508将来自传感器310的检测的电流不平衡信号与第一阈值（其小于已知电流）和第二阈值（其大于由电流源602生成的已知电流）之间的范围比较。如果检测的电流不平衡在测试阈值范围内，控制器508促使指示器电路104指示电子跳闸装置500通过测试。如果检测的电流不平衡小于第一阈值，控制器促使指示器电路指示电子跳闸装置500未通过测试。如果检测的电流不平衡大于第二阈值范围，可能存在实际故障并且控制器促使跳闸电路106使电子跳闸装置500跳闸。

图7是适合用作电子跳闸装置100的示例电子跳闸装置700。电子跳闸装置700与电子跳闸装置300、400、500和600所共有的组件由相同的标号标识。来自源202（未在图7中示出）的电力通过电子跳闸装置700的线路导体和中性导体提供给负载204。在正常（即，非测试）操作期间，如将被本领域内技术人员很好理解的，电子跳闸装置700作为公共RCD电路操作。一般，泄漏检测电路104监测通过电子跳闸装置700的电流并且在检测到超过跳闸阈值的泄漏电流时用信号通知跳闸电路106（未在图7中示出）来跳闸，并且由此中断到负载204的电力输送。

测试信号发生器102包括第一开关302和第二开关304。第一开关302发起电子跳闸装置500的测试，其包括电子跳闸装置500的跳闸。第二开关304发起没有电子跳闸装置500跳闸的电子跳闸装置500的测试。

当用户启用第一开关302时，来自第一点306的电流耦合于中性导体的第二点308。传感器310检测经由第一开关302而提供的测试信号。耦合于第一开关302的第一电阻器312确定从第一点306耦合于第二点308的电流的量。选择第一电阻器312的电阻以允许足够的电流在第一点306和第二点308之间流动来超过跳闸阈值。如果电子跳闸装置700正确地操作，泄漏检测电路104将响应于由传感器310检测的电流不平衡而促使跳闸电路106跳闸。在一些实施例中，泄漏检测电路104还促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置700通过或未通过测试。

当用户启用第二开关304时，来自中性导体的第一点306的电流耦合于中性导体上的第四点502。传感器310检测线路导体与中性导体之间的电流的不平衡。耦合于第二开关304的第二电阻器316确定从第一点306耦合于第四点502的电流的量。第二电阻器316大小适于允许足够的电流在第一点306和第四点502之间流动来超过跳闸阈值。然而，施加到感测的电流不平衡的增益减少了已知量使得泄漏检测电路104将不促使跳闸电路106跳闸。相反，如果电子跳闸装置700正确地操作，泄漏检测电路104促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置700通过测试。如果电子跳闸装置700未正确地操作，泄漏检测电路104促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置700未通过测试。

在电子跳闸装置700中，泄漏电流检测电路104包括传感器310、信号调节器504、分压器和滤波器506、反馈和增益电路702以及控制器704。传感器310的线圈510和512输出与检测的电流不平衡成比例的信号。来自传感器310的信号被传递给信号调节器504，其使信号滤波并且缓冲。控制器704将调节的信号与一个或多个阈值比较来确定是否存在接地故障状况。如果调节的信号超过跳闸阈值（无论是因为实际接地故障或因为第一开关302已经由用户启用），控制器704促使跳闸电路106跳闸来中断通过电子跳闸装置700的电力流。

分压器和滤波器506耦合于第二开关304以及反馈和增益电路702。当启用第二开关304时，反馈和增益电路702改变控制器704的增益以使由传感器310感测的电流不平衡的值减少了已知量。控制器704将减少的不平衡信号与第一阈值（也称为测试阈值）比较，该第一阈值比跳闸阈值要小增益所减少的量。从而，例如，如果反馈和增益控制器702使施加到传感器310的输出的增益减少了50%，控制器704将不平衡信号与具有跳闸阈值的50%的测试阈值比较。如果检测的电流不平衡在由第一阈值和第二阈值界定的测试阈值范围内，控制器702促使指示器电路104指示电子跳闸装置700通过测试。如果检测的电流不平衡小于第一阈值，控制器促使指示器电路指示电子跳闸装置700未通过测试。如果检测的电流不平衡大于测试阈值范围的最大值（即，第二阈值），可能存在实际故障并且控制器促使跳闸电路106使电子跳闸装置700跳闸。在示范性实施例中，控制器704是模拟接地故障ASIC。在其他实施例中，控制器704是一个或多个中央处理单元、微处理器、微控制器、精简指令集电路（RISC）、逻辑电路和能够执行本文描述的功能的任何其他电路或处理器。

图8是操作例如电子跳闸装置100、500、600或700的电子跳闸装置的方法800的流程图。

图9是适合用作电子跳闸装置100的另一个示例电子跳闸装置900。电子跳闸装置900与电子跳闸装置300、400、500、600和700所共有的组件由相同的标号标识。除如下文描述的外，电子跳闸装置900采用与上文描述的电子跳闸装置500大致上相同的方式操作。明显地，电子跳闸装置900不包括用于发起包括电子跳闸装置900的跳闸的主动测试的第一开关302和第一电阻器312。

在电子跳闸装置900中，测试信号发生器102包括测试开关902，用于发起包括电子跳闸装置900的跳闸的电子跳闸装置900的主动测试，并且发起没有电子跳闸装置900的跳闸的电子跳闸装置900的被动测试。当用户启用测试开关902时，来自第一点306的电流耦合于中性导体的第二点308。传感器310检测经由测试开关902而提供的该测试信号。耦合于测试开关902的电阻器312确定从第一点306耦合于第二点308的电流的幅度。选择第一电阻器312的电阻使得在第一点306和第二点308之间流动的电流不超过跳闸阈值。因为由传感器310检测的电流不平衡不超过跳闸阈值，泄漏检测电路104将不促使跳闸电路106跳闸。相反，如果电子跳闸装置900正确地操作，泄漏检测电路104促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置900通过测试。如果电子跳闸装置300未正确地操作，泄漏检测电路104促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置900未通过测试。

在该示范性实施例中，控制器508监测测试开关902有多久保持启用。在示范性实施例中，测试开关902是常开开关并且启用测试开关902使测试开关902闭合来提供测试电流，如上文描述的。在其他实施例中，可使用任何其他适合的开关，其包括例如常闭开关。如果启用测试开关902的时间的长度超过时间阈值，控制器508主动测试装置900并且促使跳闸电路106跳闸。时间阈值比泄漏检测电路104确定电子跳闸装置900是否通过或未通过由测试开关902发起的被动测试并且促使测试指示器108指示结果所花费的时间的量要长。从而，用户可通过持续小于时间阈值的时间长度地闭合测试开关902而被动地测试电子跳闸装置900而不使电子跳闸装置900跳闸。在示范性实施例中，时间阈值是十秒。在其他实施例中，可使用任何其他适合的时间阈值。如果用户期望使电子跳闸装置900跳闸，例如来测试跳闸电路106的运行，用户只需要使测试开关902持续比时间阈值更长地维持在闭合位置。

图10是适合用作电子跳闸装置100的另一个示例电子跳闸装置1000。电子跳闸装置1000与电子跳闸装置300、400、500、600、700和900所共有的组件由相同的标号标识。除如下文描述的外，电子跳闸装置1000采用与上文描述的电子跳闸装置600大致上相同的方式操作。明显地，电子跳闸装置1000不包括用于发起包括电子跳闸装置1000的跳闸的测试的第一开关302和第一电阻器312。

在电子跳闸装置1000中，测试信号发生器102包括测试开关902，用于发起包括电子跳闸装置1000的跳闸的电子跳闸装置1000的主动测试，并且发起没有电子跳闸装置1000的跳闸的电子跳闸装置1000的被动测试。当用户启用测试开关902时，控制器508促使电流源602生成通过传感器310的小于跳闸阈值的已知测试电流。传感器310检测测试电流并且经由信号调节器504中的一个向控制器508提供与检测的电流不平衡成比例的信号。因为由传感器310检测的电流不平衡不超过跳闸阈值，泄漏检测电路104将不促使跳闸电路106跳闸。相反，如果电子跳闸装置1000正确地操作，泄漏检测电路104促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置1000通过测试。如果电子跳闸装置1000未正确地操作，泄漏检测电路104促使测试指示器电路108指示电子跳闸装置1000未通过测试。

在该示范性实施例中，控制器508监测测试开关902有多久保持启用。如果启用测试开关902的时间的长度超过时间阈值，控制器508促使跳闸电路106跳闸。时间阈值比泄漏检测电路104确定电子跳闸装置1000是否通过或未通过由测试开关902发起的被动测试并且促使测试指示器108指示结果所花费的时间的量要长。从而，用户可通过持续小于时间阈值的时间长度地启用的测试开关902而测试电子跳闸装置1000而不使电子跳闸装置1000跳闸。如果用户期望使电子跳闸装置1000跳闸，例如来测试跳闸电路106的运行，用户只需要使测试开关902持续比时间阈值更长地维持在闭合位置。

图11是操作例如电子跳闸装置100、500、600或700的电子跳闸装置的方法1100的流程图。

尽管在上文示出并且描述有单个线路导体，根据本公开的电子跳闸装置，例如电子跳闸装置100、300、400、500、600、700、900或1000，可包括超出一个的线路导体。具体地，在一些实施例中，电子跳闸装置包括两个线路导体。在其他实施例中，电子跳闸装置包括三个线路导体。在电子跳闸装置包括超出一个线路导体的实施例中，采用与上文描述的单个线路导体电流中的电流相同的方式对待通过多个线路导体的电流的矢量和。

本文描述用于操作电子跳闸装置的示范性方法和设备。更具体地，本文描述的方法和设备便于测试RCD来确保RCD是操作性的。方法和设备允许选择性地测试RCD而不使RCD跳闸。测试而不跳闸便于测试RCD而不中断到连接到RCD的负载的电力流。本文描述的方法和设备从而便于在其中到负载的电力中断可能不可期望的以及RCD测试否则可能未常规地执行的情形中的测试。方法和设备还允许选择性测试RCD而不使RCD跳闸。这允许用户测试RCD的跳闸机构的功能性来确保RCD不仅正确地检测接地故障，而且正确地使它的负载断电。

本文描述的方法和设备便于电子跳闸装置的高效且经济操作。在本文详细描述和/或说明方法和设备的示范性实施例。方法和设备不限于本文描述的特定实施例，而相反，每个设备的组件以及每个方法的步骤可独立并且与本文描述的其他组件和步骤分开使用。每个组件和每个方法步骤还可以与其他组件和/或方法步骤结合使用。

该书面描述使用示例来公开本发明，其包括最佳模式，并且还使本领域内任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或***和执行任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域内技术人员想到的其他示例。这样的其他示例如果它们具有不与权利要求的文字语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的文字语言无实质区别的等同结构元件则规定在权利要求的范围内。

部件列表

100	电子跳闸装置	102	测试信号发生器
				104	泄漏检测电路	106	跳闸电路
108	测试指示器电路	200	RCD
				202	电力源	204	负载
300	电子跳闸装置	302	第一开关
				304	第二开关	306	第一点
308	第二点	310	传感器
				312	第一电阻器	314	第三点
316	第二电阻器	318	增益元件
				322	输出	324	比较器
326	LED	400	电子跳闸装置
				402	多位置开关	404	第一触点
406	第二触点	500	电子跳闸装置
				502	第四点	504	信号调节器
506	分压器和滤波器	508	控制器
				510	NX线圈	512	DX线圈
600	电子跳闸装置	602	电流源
				604	调节电路	700	电子跳闸装置
702	反馈和增益电路	704	控制器
				800	方法	900	电子跳闸装置
902	测试开关	1000	电子跳闸装置
				1100	方法

Claims (10)

1.一种电子跳闸装置（100），包括：

测试电流发生器（102），其耦合于导体并且配置成响应于测试所述电子跳闸装置（100）的选择而向所述导体提供具有一定幅度的测试电流，其中所述导体包括第一导体和第二导体中的一个；以及

泄漏电流检测电路（104），其配置成检测所述第一导体与所述第二导体之间的电流差，所述泄漏电流检测电路（104）配置成如果检测的电流差的绝对差小于第一阈值则响应于测试所述电子跳闸装置（100）的选择而提供无跳闸错误指示。

2.如权利要求1所述的电子跳闸装置（100），其中，所述第一阈值与所述测试电流的幅度成比例。

3.如权利要求2所述的电子跳闸装置（100），其中，所述泄漏电流检测电路（104）配置成如果检测的电流差超过第二阈值则响应于测试所述电子跳闸装置（100）的选择而提供用于使所述电子跳闸装置（100）跳闸的跳闸信号，所述第二阈值大于所述第一阈值。

4.如权利要求3所述的电子跳闸装置（100），其中，所述泄漏电流检测电路（104）配置成如果检测的电流差在由所述第一阈值和所述第二阈值界定的范围内则响应于测试所述电子跳闸装置（100）的选择而提供成功指示。

5.如权利要求3所述的电子跳闸装置（100），进一步包括跳闸电路（106），所述跳闸电路（106）配置成使断路器跳闸来中断通过所述电子跳闸装置（100）的电流以使所述电子跳闸装置（100）跳闸，其中所述泄漏电流检测电路（104）耦合于所述电子跳闸装置（100）并且进一步配置成如果检测的电流差超过跳闸阈值则向所述跳闸电路（106）提供跳闸信号，所述跳闸阈值大于所述第二阈值。

6.如权利要求1所述的电子跳闸装置（100），进一步包括能闭合开关，其用于提供测试所述电子跳闸装置（100）的选择，其中所述泄漏电流检测电路（104）进一步配置成响应于所述能闭合开关持续比预定时段更长地闭合而使所述电子跳闸装置（100）跳闸。

7.一种用于操作耦合于线路导体、中性导体和地的电子跳闸装置（100）的方法，所述方法包括：

响应于测试所述电子跳闸装置（100）的选择而向所述线路导体和所述中性导体中的一个提供具有一定幅度的测试电流；

检测所述中性导体与所述线路导体之间的电流差；以及

如果检测的电流差的绝对值小于第一阈值则响应于测试所述电子跳闸装置的选择而提供无跳闸错误指示。

8.如权利要求7所述的方法，其中，如果检测的电流差的绝对值小于第一阈值则提供无跳闸错误指示包括如果检测的电流差的绝对值小于第一阈值则响应于测试所述电子跳闸装置（100）的选择而提供无跳闸错误指示，所述第一阈值与所述测试电流的幅度成比例。

9.如权利要求8所述的方法，进一步包括：

将检测的电流差与第二阈值比较，其中所述第二阈值大于所述第一阈值；以及

如果检测的电流差超过所述第二阈值则响应于测试所述电子跳闸装置（100）的选择而提供跳闸信号来使所述电子跳闸装置（100）跳闸。

10.如权利要求9所述的方法，其中，提供跳闸信号来使所述电子跳闸装置（100）跳闸包括向跳闸电路（106）提供所述跳闸信号，所述跳闸电路（106）配置成使断路器跳闸来中断通过所述电子跳闸装置（100）的电流。

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