Способ, система и устройство для активации системы защиты и динамического маркирования Российский патент 2017 года по МПК H02H5/12 

[0001] Варианты, описанные в настоящем документе, относятся в общем к системам защиты и в частности к способам, системам и аппаратуре для активирования одной или более систем защиты и обеспечения динамического маркирования.

[0002] Известные электрические цепи питания и распределительная аппаратура содержат проводники, которые разделены изоляцией, такой как воздух, или газ, или твердые диэлектрики. Однако если проводники расположены слишком близко друг к другу или если напряжение между проводниками выходит за пределы изоляционных свойств изоляции между проводниками, может возникнуть дуга. Изоляция между проводниками может стать ионизированной, что сделает изоляцию проводящей и вызовет формирование дуги.

[0003] Дуговой разряд вызывается быстрым высвобождением энергии из-за короткого замыкания между двумя фазовыми проводами, между фазовым проводом и нейтральным проводом или между фазовым проводом и точкой заземления. Температура дугового разряда может достичь или превысить 20000°C, что может привести к испарению проводов и прилегающего оборудования. Кроме того, дуговой разряд может высвободить значительную энергию в форме тепла, интенсивного света, волны давления и/или звуковых волн, достаточную для повреждения проводов и прилегающего оборудования. Более того, высвобожденная энергия может стать причиной существенных травм людей в непосредственной близости от события дугового разряда.

[0004] Хотя существуют приборы для обнаружения и уменьшения событий дугового разряда, а также существуют агентства и стандарты по регулированию проблем, связанных с дуговыми разрядами, которые обязывают использовать индивидуальную защитную одежду и средства индивидуальной защиты, человеческие ошибки могут по-прежнему приводить к воздействию потенциально опасных условий дугового разряда. В частности, некоторые известные системы для уменьшения проблем, связанных с дуговыми разрядами, требуют, чтобы человек-оператор использовал определенную систему. Поскольку система уменьшения дугового разряда часто размещается в одном корпусе с аппаратурой, которую она защищает, оператор должен приблизиться к корпусу для включения защитного устройства для уменьшения дугового разряда. Кроме того, индивидуальная защитная одежда защищает оператора, только если он носит эту одежду. Соответственно, оператору необходимо знать, когда следует носить защитную одежду.

Краткое описание сущности изобретения

[0005] В одном аспекте система защиты с множеством устройств защиты цепи, соединенных с распределительным устройством, содержит первый датчик для обнаружения тела, находящегося в пределах первой зоны, ассоциированной с пороговым расстоянием от распределительного устройства, и контроллер, соединенный с первым датчиком. Контроллер выполнен с возможностью выборочного активирования множества устройств защиты цепи. Контроллер выполнен с возможностью выборочного активирования первого устройства защиты цепи из множества устройств защиты цепи в ответ на обнаружение тела в пределах первой зоны с помощью первого датчика.

[0006] В другом аспекте система защиты содержит первый датчик для обнаружения тела в первой зоне, ассоциированной с первым пороговым расстоянием от распределительного устройства, второй датчик для обнаружения тела во второй зоне, ассоциированной со вторым пороговым расстоянием от распределительного устройства, дисплейное устройство и контроллер, соединенный с первым датчиком, вторым датчиком и дисплейным устройством. Контроллер выполнен с возможностью побуждения дисплейного устройства отображать первую информацию в ответ на обнаружение тела в первой зоне и отображать вторую информацию в ответ на обнаружение тела во второй зоне.

[0007] В еще одном аспекте способ включает определение уровня опасности для тела на основе, по меньшей мере частично, местоположения этого тела относительно распределительного устройства и отображение информации для тела на основе, по меньшей мере частично, выявленного уровня опасности.

Краткое описание чертежей

[0008] Фиг.1 представляет структурную схему иллюстративной энергетической системы.

[0009] Фиг.2 представляет структурную схему иллюстративной системы распределения энергии, которая может использоваться с энергетической системой, изображенной на фиг.1.

[0010] Фиг.3 представляет структурную схему иллюстративной системы защиты, которая может использоваться с энергетической системой, изображенной на фиг.1.

[0011] Фиг.4 представляет структурную схему, показывающую параллельное соединение двух датчиков иллюстративной системы защиты, изображенной на фиг.3.

[0012] Фиг.5 представляет структурную схему, показывающую другое параллельное соединение двух датчиков иллюстративной системы защиты, изображенной на фиг.3.

[0013] Фиг.6 представляет блок-схему иллюстративного способа для использования с системой защиты.

[0014] Фиг.7 представляет блок-схему другого иллюстративного способа для использования с системой защиты.

Подробное описание изобретения

[0015] В настоящем документе описаны иллюстративные варианты осуществления способа, устройства и системы для активации системы защиты и динамического маркирования. Эти варианты содействуют улучшению защиты людей от опасностей, исходящих от электрического оборудования. Иллюстративные варианты обнаруживают близость человека к электрическому оборудованию, такому как распределительное устройство, и автоматически активируют одно или более защитных устройств в зависимости от выявленной близости человека к распределительному устройству. Таким образом, защитные устройства автоматически активируются без участия человека, которому необходимо помнить о включении защитного устройства. Более того, в системах, содержащих более одного уровня защитного устройства, таких как система, содержащая автоматический выключатель, система локализации дугового разряда и сквозная система с уменьшенным энергопотреблением (reduced energy let through) (RELT), уровень защиты может изменяться в зависимости от уровня опасности для человека, который определяется близостью человека к электрическому оборудованию. Кроме того, иллюстративные варианты осуществления изобретения предлагают динамическое маркирование, выполненное с возможностью отображения предупреждающей информации для человека в зависимости от уровня опасности для человека, который определяется, например, близостью человека к электрическому оборудованию. Таким образом, человека может быть информирован об уровне опасности, которой он подвергается в данное время, защитных мерах, которые следует предпринять или должны быть предприняты, статусе защитных устройств и/или правилах/требованиях/нормах, применимых к текущему уровню опасности для человека.

[0016] Фиг.1 представляет структурную схему иллюстративной энергетической системы 100, которая содержит систему 102 защиты оборудования и систему 104 распределения. В иллюстративном варианте система 104 распределения содержит множество распределительных устройств 106. Система 102 защиты содержит центральный процессор 108, который включает в себя процессор 110 и запоминающее устройство 112, связанное с процессором 110. Процессор управляет работой и/или контролирует работу распределительных устройств 106. В частности, процессор 110 управляет работой и/или контролирует работу множества автоматических выключателей и разъединителей (не показаны на фиг.1) в распределительных устройствах 106. Процессор 110 сообщается с распределительными устройствами 106 через сеть 114. Например, центральный контроллер 108 содержит центральный коммуникационный блок 116, который позволяет передавать и получать данные и/или команды между процессором 110 и распределительными устройствами 106 через сеть 114.

[0017] Следует понимать, что термин «процессор» относится в общем к любой программируемой системе, включая системы и микроконтроллеры, схемы с сокращенным набором команд (reduced instruction set circuits) (RISC), интегральные схемы прикладной ориентации (application specific integrated circuits) (ASIC), программируемые логические схемы, а также любую схему или процессор, способные выполнять функции, описанные в настоящем документе. Вышеуказанные примеры являются только иллюстративными и таким образом не предназначены для ограничения каким бы то ни было образом определения и/или значения термина «процессор».

[0018] Запоминающее устройство 112 хранит программный код и команды, исполняемые процессором 110, для управления распределительными устройствами 106 и/или контроля за ними. Запоминающее устройство 112 может представлять собой, но не ограничено только этим, энергонезависимое ОЗУ (non-volatile RAM) (NVRAM), магнитное ОЗУ (magnetic RAM) (MRAM), ферроэлектрическое ОЗУ (ferroelectric RAM) (FeRAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), флэш-память и/или электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) (EEPROM). Любое другое подходящее магнитное, оптическое и/или полупроводниковое запоминающее устройство, само по себе или в комбинации с другими видами памяти, могут быть включены в состав запоминающего устройства 112. Запоминающее устройство 112 может также быть съемным или отделяемым запоминающим устройством или содержать такое устройство, включая, но не ограничиваясь этим, подходящее устройство памяти на картридже, диске, CD ROM, DVD или USB.

[0019] В иллюстративном варианте система 102 защиты содержит дисплейное устройство 118 и устройство 120 ввода пользователя, которые создают пользовательский интерфейс для контроля и управления системой 104 распределения с использованием системы 102 защиты. Дисплейное устройство может представлять собой, без ограничений, монитор, телевизионный дисплей, плазменный дисплей, жидкокристаллический дисплей (LCD), дисплей на основе светоизлучающих диодов (LED), дисплей на основе множества органических светоизлучающих диодов (OLED), дисплей на основе полимерных светоизлучающих диодов (PLED), дисплей на основе множества электронных эмиттеров с поверхностной проводимостью (SED), дисплей, включающий проецируемое и/или отраженное изображение, или любое другое подходящее электронное устройство или дисплейный механизм. В одном варианте дисплейное устройство 118 содержит сенсорный экран с соответствующим контроллером сенсорного экрана. Дисплейное устройство 118 может быть любой подходящей формы, такой как квадрат, прямоугольник или удлиненный прямоугольник. Устройство 120 ввода пользователя содержит, без ограничений, клавиатуру, малую клавиатуру, сенсорный экран, мышь, колесо прокрутки, указательное устройство, входное аудиоустройство, использующее программное обеспечение для распознавания речи, и/или любое подходящее устройство, которое позволяет пользователю вводить данные в систему 104 распределения энергии.

[0020] Фиг.2 представляет структурную схему системы 104 распределения энергии, содержащую множество устройств 122 защиты цепи. Каждое устройство 122 защиты цепи съемным образом подсоединено внутри распределительного устройства 106 и выполнено с возможностью управления мощностью для одной или более нагрузок 124. В иллюстративном варианте устройством 122 защиты цепи является электронный разъединитель (electronic trip unit) (ETU) 122.

[0021] Нагрузки 124 могут представлять собой, но не отграничиваются только этим, машины, двигатели, освещение и/или другое электрическое или механическое оборудование промышленного предприятия, или энергогенерирующего или энергораспределяющего предприятия. Питание подается на распределительное устройство 106 от главного источника 126 питания, который также соединен с устройством 122 защиты цепи. Затем питание разделяется на множество ответвлений 127 с использованием устройств 122 защиты цепи для подачи питания на нагрузки 124.

[0022] Каждое устройство 122 защиты цепи содержит процессор 128, а также по меньшей мере один датчик 130 и по меньшей мере один разъединяющий механизм 132, такой как один или более автоматических выключателей или устройств локализации дуги, соединенных с процессором 128. Примерами автоматических выключателей являются, например, коммутаторы линий и/или прерыватели цепей, которые прерывают протекание электрического тока через автоматический выключатель к нагрузке, подключенной к автоматическому выключателю. Иллюстративное устройство локализации дуги представляет собой, например, узел локализации, множество электродов, плазменную пушку и триггерную цепь, которая побуждает плазменную пушку испускать абляционную плазму в зазор между электродами для отвода энергии в узел локализации дуги или другой электрической неисправности, которая обнаруживается в цепи.

[0023] Датчик 130 измеряет по меньшей мере одно рабочее условие разъединяющего механизма 132 и/или устройства 122 защиты цепи. В иллюстративном варианте датчиком 130 является температурный датчик 130, который измеряет температуру разъединяющего механизма 132 и/или устройства 122 защиты цепи, или температуру окружающего воздуха в непосредственной близости от разъединяющего механизма 132 и/или устройства 122 защиты цепи. Альтернативно, датчиком 130 является датчик 130 давления, который измеряет влажность или влагосодержание наружного воздуха, окружающего или в непосредственной близости от разъединяющего механизма 132, и/или устройства 122 защиты цепи, и/или датчика тока, такого как трансформатор тока, пояс Роговского, датчик Холла, и/или шунта, который измеряет ток, протекающий через разъединяющий механизм 132 и/или устройство 122 защиты цепи. В некоторых вариантах датчиком 130 является датчик 130 напряжения. В других вариантах датчик 130 может представлять собой комбинацию датчиков температуры, влажности, напряжения и/или тока и/или любой другой тип датчика, который дает возможность системе 104 распределения энергии функционировать, как описано в настоящем документе. В иллюстративном варианте каждый датчик 130 формирует данные, представляющие измеренную температуру (далее называемые «данными о температуре»), и/или данные, представляющие измеренную влажность (далее называемые «данные о влажности») у соответствующего разъединяющего механизма 132 или в непосредственной близости от него. Кроме того, каждый датчик 130 передает сигнал, содержащий или представляющий данные о температуре и/или данные о влажности, процессору 128, связанному или соединенному с разъединяющим механизмом 132. Каждый процессор 128 запрограммирован для активации разъединяющего механизма 132 с целью прерывания тока, подаваемого на нагрузку 124, если данные о температуре, данные о давлении и/или данные о любом другом рабочем условии превысят программируемый порог расцепления.

[0024] В иллюстративной варианте процессоры 128 также коммуникативно связаны с центральным контроллером 108. Например, процессоры 128 могут быть напрямую соединены для коммуникации с центральным контроллером 108 или могут быть соединены для коммуникации с центральным контроллером 108 через коммуникационный блок 134. Связь между процессорами 128 и центральным контроллером 108 может быть осуществлена посредством проводной линии связи или посредством беспроводной линии связи. Процессоры 128 собирают измеренные данные о рабочих условиях, относящиеся к соответствующему разъединяющему механизму 132. Например, каждый процессор 128 собирает измеренные данные о рабочих условиях, такие как измеренные данные о температуре и/или измеренные данные о влажности, от датчика 130, связанного с разъединяющим механизмом 132, который соединен с процессором 128. В некоторых вариантах процессор 128 периодически получает измеренные данные о рабочих условиях с заранее заданной периодичностью. Например, процессор 128 получает данные о температуре и/или давлении с периодичностью примерно каждую минуту, каждый час, каждый день или любой другой периодичностью. Процессор 128 хранит значения, представляющие данные о температуре и/или давлении в запоминающем устройстве 136, соединенном с процессором 128, и/или передает данные о температуре и/или давлении центральному контроллеру 128. В альтернативном варианте устройства 122 защиты цепи не содержат процессоры 128, и функции процессоров 128 выполняет центральный процессор 108.

[0025] Запоминающее устройство 136 хранит программный код и команды, исполняемые процессором 128 для управления и/или контроля устройства 122 защиты цепи и/или разъединяющего устройства 132. В иллюстративном варианте запоминающее устройство 136 представляет собой энергонезависимое ОЗУ, чтобы иметь возможность сохранять данные, занесенные в запоминающее устройство 136, после потери питания. Альтернативно или дополнительно, запоминающее устройство 136 может представлять собой магнитное ОЗУ (MRAM), ферроэлектрическое ОЗУ (FeRAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), флэш-память и/или электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM). Любое другое подходящее магнитное, оптическое и/или полупроводниковое запоминающее устройство, само по себе или в сочетании с другими формами памяти, может быть включено в состав запоминающего устройства 136. Запоминающее устройство 136 может также представлять собой или содержать съемное или сменное запоминающее устройство, включая, но не ограничиваясь этим, подходящее устройства памяти на картридже, диске, CD ROM, DVD или USB.

[0026] Устройство 122 защиты цепи также содержит дисплейное устройство 138, соединенное с процессором 128. В иллюстративном варианте дисплейное устройство 138 содержит один или более светоизлучающих диодов (LED), которые указывают на состояние устройства 122 защиты цепи. Например, процессор 128 может активировать один или более компонентов (например, LED) дисплейного устройства 138 для указания на то, что текущее устройство 122 защиты является активным и/или работает нормально, что произошел сбой или возникла неисправность, что срок службы разъединяющего механизма 132 и/или другого компонента устройства 122 защиты цепи находится ниже порогового значения и/или на любой другой статус разъединяющего механизма 132 и/или устройства 122 защиты цепи.

[0027] Хотя устройство 122 защиты цепи было описано на фиг.2 со ссылкой на распределительные устройства 106 системы 104 распределения энергии, следует признать, что устройство 122 защиты цепи или любой его компонент могут использоваться с любым устройством или системой. Дополнительно или альтернативно, датчик 130 и процессор 128 могут контролировать или измерять рабочие условия, такие как температура и/или влажность, у или в непосредственной близости от любого другого устройства или системы, отличного от разъединяющего механизма 132.

[0028] Фиг.3 представляет структурную схему системы 200 защиты для использования с энергетической системой 100. Система 200 защиты содержит устройство 122 защиты цепи, контроллер 202 и множество датчиков 204-210. Хотя на фиг.3 представлено всего одно устройство 122 защиты цепи, система 200 защиты цепи может содержать любое количество устройств 122 защиты цепи.

[0029] Датчики 204-210 в общем прямо или косвенно выявляют уровень опасности от распределительного устройства 106, которой может быть подвержен человек, или тело. Опасностями, которым может быть подвержен человек, являются, например, поражение электрическим током, пожарная опасность, волны давления, чрезмерные уровни звука и т.д. Уровень опасности для человека, также называемый в настоящем документе уровнем опасности, в общем прямо связан с близостью человека к источнику опасности, например, распределительному устройству 106. Датчики 204-210 могут определять уровень опасности путем измерения близости человека, или тела (не показано), к устройству 122 защиты цепи и распределительному устройству 106. Например, датчик 204 обнаруживает, открыта или закрыта дверца (не показана) корпуса распределительного устройства 106. Человек может подвергаться большей опасности от распределительного устройства 106, когда дверца открыта, чем когда она закрыта. В частности, некоторые устройства защиты цепи, такие как некоторые устройства локализации дуги, не могут работать эффективно, если дверца корпуса открыта. Датчики 206 и 208, которые могут быть названы первым датчиком 206 и вторым датчиком 208, определяют, расположен ли человек в пределах первой зоны 212 или второй зоны 214. Первая зона 212 ассоциируется с первым порогом 216, а вторая зона 214 ассоциируется со вторым порогом 218. Первый порог 216 является первым пороговым расстоянием от распределительного устройства 106, в то время как второй порог 218 является вторым пороговым расстоянием от распределительного устройства 106. В иллюстративном варианте датчики 206 и 208 обнаруживают, когда человек пересекает первый порог 216 и второй порог 218, соответственно, для того, чтобы установить, что человек вступил в первую зону 212 и/или вторую зону 214. В других вариантах датчики 206 и 208 могут быть датчиками движения или датчиками близости, выполненными для обнаружения присутствия человека в пределах первой зоны 212 и второй зоны 214. Подобным образом датчик 210 выполнен для обнаружения, вступил ли человек в третью зону 220. В иллюстративном варианте датчик 210 соединен с дверью комнаты, в которой находится распределительное устройство 106, и выполнен с возможностью обнаружения, когда человек вступает в комнату и третью зону 220. Датчик 210 может быть, например, лазерным датчиком, обнаруживающим, когда человек пересекает порог 222 для того, чтобы попасть в комнату и третью зону 220. В других вариантах датчик 210 может быть датчиком открывания двери для обнаружения, когда дверь в комнату, где размещается распределительное устройство, открыта. Хотя в иллюстративном варианте описаны четыре датчика, система 200 защиты может содержать большее или меньшее количество датчиков и соответственно большее или меньшее количество зон и/или порогов. Более того, система 200 защиты может содержать один тип датчика или множество типов датчиков. Датчиками 204-210 может быть любой тип датчика, годный для обнаружения близости человека к устройству 122 защиты цепи и распределительному устройству 106. Например, датчики 204-210 могут представлять собой датчики движения, лазерные датчики, датчики открытия дверей, датчики близости и т.д.

[0030] Зоны 212, 214 и 220, связанные и/или ассоциированные с датчиками 204-210, в общем указывают на возрастающие уровни опасности, которым человек может подвергаться. Вне комнаты, в которой размещается распределительное устройство 106, человек находится дальше всего от распределительного устройства 106 и, соответственно, подвергается наименьшей опасности от распределительного устройства 106. В третьей зоне 220 человек находится ближе к распределительному устройству 106, чем когда он находится за пределами комнаты, но все еще относительно далеко от распределительного устройства 106. Во второй зоне 214 человек находится ближе к распределительному устройству 106, и тем самым уровень потенциальной опасности для данного человека возрастает по сравнению с третьей зоной. В пределах первой зоны 212 человек находится ближе всего к распределительному устройству 106 и подвергается самым большим уровням потенциальной опасности. В частности, пороги 216, 218 и 222 и зоны 212, 214 и 220 определяются в некоторых вариантах в соответствии с одной (одним) или более нормами, правилами и/или стандартами агентств безопасности. В одном варианте пороги и зоны устанавливаются в соответствии с границами приближения, определенными Национальной противопожарной ассоциацией (National Fire Prevention Association). В одном иллюстративном варианте первая зона 212 является запретной зоной, в которой человек должен использовать те же средства индивидуальной защиты, что и те, которые использовались бы при планировании прямого контакта с проводами под напряжением, вторая зона 214 является зоной для служебного пользования, в которую допускается только квалифицированный персонал с соответствующей защитой, и третья зона 220 является зоной ограниченного доступа, в которую неквалифицированный персонал может заходить только в сопровождении квалифицированного руководителя или сопровождающего. В других вариантах зоны 212, 214 и 220 могут быть зонами других типов с другими ограничениями или определениями. В некоторых вариантах одна или более из зон 212, 214 и 220 могут дополнительно или альтернативно определяться по виду опасности или травмы, с которыми можно столкнуться в каждой зоне. Например, в некоторых вариантах зоны 212 и 214 могут быть зонами, в которых человек может получить ожоги второй степени и выше в случае возникновения дугового разряда в распределительном устройстве 106.

[0031] Контроллер 202 коммуникативно соединен с датчиками 204-210. В иллюстративном варианте контроллер 202 также коммуникативно соединен с центральным контроллером 108 и процессорами 128. Связь между контроллером 202, процессорами 128 и центральным контроллером 108 может быть осуществлена посредством проводной линии связи или посредством беспроводной линии связи. Контроллер 224 отслеживает датчики 204-210 для определения близости человека к распределительному устройству 106 и/или уровня опасности, которой человек может подвергаться. Более того, контроллер 224 выполнен с возможностью выборочного активирования устройства 122 защиты цепи. В иллюстративном варианте контроллер 202 является цифровым контроллером, содержащим процессор и запоминающее устройство (ни то, ни другое не показано). Запоминающее устройство содержит команды, которые, при их выполнении процессором, побуждают процессор, а значит, и контроллер 202, работать, как описано в настоящем документе. В других вариантах контроллер 202 является аналоговым контроллером. В иллюстративных вариантах контроллер 202 отделен от других контроллеров, таких как центральный контроллер 108. В других вариантах центральный контроллер 108 и/или процессоры 128 могут выполнять функции, предписанные контроллеру 202.

[0032] Датчики 202-210 могут быть коммуникативно соединены с контроллером 202, независимо друг от друга (например, каждый подключен к отдельному входу контроллера 202, соединен с контроллером 202 через мультиплексор и т.д.), или могут быть соединены с контроллером 202 параллельно. Фиг.4 и 5 являются структурными схемами, демонстрирующими параллельное соединение датчиков 206 и 207 с контроллером 202. Промежуточное реле устанавливается между датчиками 206 и 207 и контроллером 202 для уменьшения чувствительности к шуму и обеспечения параллельных входов. В иллюстративном варианте датчики 208 и 210 соединены с контроллером независимо друг от друга и независимо от датчиков 206 и 207. В вариантах как на фиг.4, так и на фиг.5, датчики 206 и 207 соединены с контроллером 202 параллельно через промежуточное реле 224. Электрическая энергия для работы датчиков 206 и 207 создается источниками 226 питания. Оба датчики 206 и 207 ассоциируются с зоной 212 и выполнены с возможностью обнаружения тела в зоне 212. Сигналы от датчиков 206 и 207 могут быть использованы контроллером 202 любым подходящим образом, как описано в настоящем документе. Более того, при использовании двух датчиков для одной зоны точность может быть повышена за счет снижения ложных срабатываний и/или ошибкоустойчивость и надежность системы могут быть увеличены. Например, на фиг.5 сигналы от датчиков 206 и 207 подвергаются операции И с помощью вентиля И 228, что требует, чтобы оба датчика 206 и 207 обнаружили тело в зоне 212 до того, как контроллер 202 определит, что тело находится в зоне 212, и будет выполнять действия, как описано в настоящем документе. Таким образом, активации помех, т.е. ложных тревог, могут быть сокращены. В варианте на фиг.4, датчики 206 и 207 подвергаются операции ИЛИ. В этом варианте контроллер 202 определяет, что тело находится в зоне 212, если либо датчик 206, либо датчик 207 обнаруживает тело в зоне 212. Эта схема может продолжать обеспечивать защиту для человека, даже если один из параллельно соединенных датчиков 206 и 207 даст сбой или выйдет из строя. Датчики 206 и 207 могут дополнительно или альтернативно быть соединены с промежуточным реле 224 через вентиль ИЛИ в схеме, подобной той, которая изображена на фиг.5 (на которой вентиль И 228 становится вентилем ИЛИ). В других вариантах два или более датчиков 204-210 могут быть подсоединены к контроллеру 202 отдельно, либо через промежуточные реле, либо без них, и контроллер может посредством соответствующего программирования подвергнуть полученные сигналы логическим операциям, как описано выше. Хотя изобретение описано выше со ссылкой только на два датчика, любое подходящее количество датчиков может быть подсоединено к контроллеру 202 параллельно. Более того, параллельно подсоединенные датчики могут использоваться различными способами и в разных комбинациях. Например, сигналы от датчиков 206 и 207 могут быть объединены в логической операции И, когда датчик 204 указывает на то, что дверца распределительного устройства 106 закрыта, или могут быть объединены с помощью операции ИЛИ, если датчик 204 указывает на то, что дверца распределительного устройства 106 открыта.

[0033] Со ссылкой вновь на фиг.3, контроллер 202 выполнен с возможностью с помощью команд, хранимых в запоминающем устройстве управлять устройством 122 защиты цепи на основе, по меньшей мере частично, входных данных от датчиков 204-210. В частности, контроллер 202 активирует и/или повышает защиту, предоставленную устройством 122 защиты цепи, как только человек приближается к распределительному устройству 106. В некоторых вариантах контроллер 202 выполнен с возможностью дезактивирования и/или уменьшения защиты, предоставленной устройством 122 защиты цепи, как только расстояние между человеком и распределительным устройством 106 возрастает. В других вариантах защита, предоставляемая устройством 122 защиты цепи, может быть, дополнительно или альтернативно, дезактивирована и/или уменьшена вручную человеком. Более того, в некоторых таких вариантах контроллер 202 выполнен с возможностью запрещения человеку вручную дезактивировать и/или уменьшать защиту, когда тело обнаруживается в одной или более зонах 212, 214 и 220. В том виде, в каком это используется в настоящем документе, «активирование» защиты или «активирование» устройства защиты цепи относится к запитыванию, включению и/или приведению в действие обесточенного, выключенного и/или бездействующего устройства защиты цепи. Например, когда датчики 204-210 не обнаруживают какого-либо человека в пределах зон 212, 214 и 220, котроллер 202 может установить устройство 122 защиты цепи в выключенное состояние или состояние минимальной защиты. Как только человек пересекает пороги 222, 218 и 216, тем самым вступая в зоны 220, 214 и 212, соответственно, уровень защиты, предоставленный устройством 122 защиты, увеличивается контроллером 202. Повышенная защита может быть осуществлена активированием, или включением, одного или более устройств защиты (например, устройства локализации дуги), которое в настоящий момент выключено, и/или активированием сквозной защиты с уменьшенным энергопотреблением (reduced energy let through) (RELT). Более того, «активирование» устройства защиты цепи представляет собой активирование другого уровня защиты устройства защиты цепи. Таким образом, повышенная защита может быть осуществлена путем уменьшения порога срабатывания в автоматическом выключателе (например, активированием другой схемы защиты или порога в автоматическом выключателе). Соответственно, как только человек вступает в зоны, в которых он потенциально подвергается большей опасности, уровень защиты для этого человека автоматически и постепенно увеличивается. В том виде, в каком это используется в настоящем документе, «активирование» устройства защиты цепи не подразумевает приведение в действие фактической защиты, предоставленной устройством защиты цепи. Например, контроллер 202 может активировать устройство локализации дуги путем включения устройства, и с этого момента устройство локализации дуги осуществляет контроль и готово к защите от электрической дуги. За исключением ситуаций тестирования устройства, устройство локализации дуги не осуществляет защиту до тех пор и пока устройство локализации дуги не обнаружит электрической дуги.

[0034] Контроллер 202 обеспечивает отображение динамичной информации для человека посредством дисплейного устройства 224, которое коммуникативно соединено с контроллером 202. Дисплейное устройство 224 может представлять собой, без ограничений, монитор, телевизионный дисплей, плазменный дисплей, жидкокристаллический дисплей (LCD), дисплей на основе множества светоизлучающих диодов (LED), дисплей на основе множества органических светоизлучающих диодов (OLED), дисплей на основе полимерных светоизлучающих диодах (PLED), дисплей на основе множества электронных эмиттеров с поверхностной проводимостью (SED), дисплей, включающий проецируемое и/или отраженное изображение или любой другое подходящее электронное устройство или дисплейный механизм. Контроллер 202 выполнен с возможностью побуждения дисплейного устройства 224 отображать информацию, относящуюся к состоянию устройства 122 защиты, и/или потенциальному уровню опасности, которой человек может быть в настоящий момент времени подвергнут. Соответственно, когда в пределах зон 212, 214 или 220 нет людей, контроллер 202 может побудить дисплейное устройство 224 указать, что защита в настоящий момент времени отключена. Как только человек вступает в зоны 220, 214 и 212, контроллер обновляет изображение на дисплейном устройстве 224 и указывает на активированный уровень защиты (например, активированное устройство локализации дуги, уменьшенные пороги автоматического выключателя, задействованная RELT и т.д.). Более того, в иллюстративном варианте контроллер 202 побуждает дисплейное устройство 224 отображать предупредительную информацию, информацию об опасности и/или управляющую информацию. Информация, отображаемая на дисплейном устройстве, базируется, по меньшей мере частично, на местоположении тела относительно распределительного устройства 106. Таким образом, контроллер 202 побуждает дисплейное устройство 224 отображать первую информацию в ответ на обнаружение тела в первой зоне, такой как зона 214, и отображать вторую информацию в ответ на обнаружении тела во второй зоне, такой как зона 212. Например, в некоторых вариантах контроллер 202 представляет, посредством дисплейного устройства 224, информацию по контролю, сертификации и защите распределительного устройства на дисплейном устройстве как функции местоположения тела. Таким образом, требуемый уровень контроля/сертификации может быть отображен, когда тело обнаруживается в зоне 214. Когда тело обнаруживается в зоне 214, в котором требуются защитное снаряжение, контроллер 202 побуждает дисплейное устройство 224 выдавать человеку предупреждение о необходимости иметь защитную одежду.

[0035] В некоторых вариантах система 200 защиты содержит одно или более устройств для представления информации человеку в дополнение к дисплейному устройству 224 или альтернативно ему. Например, система 200 может включать в себя громкоговоритель. Контроллер может обеспечивать звуковые сигналы состояния и предупреждения человеку, подобные тем, которые отображаются на дисплейном устройстве 202. Звуковые сигналы состояние и/или предупреждения могут включать в себя подробную информацию, такую как вербальное воспроизведение текста, отображенного на дисплейном устройстве 202, или могут представлять собой невербальные сигналы, такие как сигналы тревоги, для указания на то, что уровень опасности повысился, и/или для привлечения внимания человека к дисплейному устройству 224. Дополнительные устройства могут представлять собой визуальные индикаторы, такие как проблесковые огни.

[0036] На фиг.6 представлена блок-схема иллюстративного способа 200 для использования с системой защиты, такой как система 200 защиты. Способ 200 включает определение 302 уровня опасности для тела на основе, по меньшей мере частично, местоположения тела относительно распределительного устройства. Местоположение тела обнаруживается посредством по меньшей мере одного датчика. Контроллер побуждает дисплейное устройство отображать 304 предупредительную информацию для тела на основе, по меньшей мере частично, выявленного уровня опасности. Способ 300, по меньшей мере частично, выполняется процессором. Например, множество исполняемых компьютером команд записывается на машиночитаемой носителе. Команды при исполнении их компьютером побуждают процессор выполнять шаги способа 300 и/или действовать, как описано в настоящем документе.

[0037] На фиг.7 представлена блок-схема иллюстративного способа 400 для использования с системой защиты, такой как система 200 защиты. Способ 400 включает обнаружение 402 тела в одном из: первая зона, ассоциированная с первым пороговым расстоянием от какого-либо устройства, защищаемого множеством устройств защиты цепи, и вторая зона, ассоциированная со вторым пороговым расстоянием от данного устройства. Обнаружение тела в пределах первой зоны или второй зоны осуществляется посредством по меньшей мере одного датчика. Контроллер активирует 404 по меньшей мере одно из множества устройств защиты цепи в ответ на обнаружение тела в пределах первой зоны или второй зоны. Способ 400 по меньшей мере частично выполняется процессором. Например, множество исполняемых компьютером команд записывается на машиночитаемом носителе. Команды при исполнении их компьютером побуждают процессор выполнять шаги способа 400 и/или действовать, как описано в настоящем документе

[0038] Технический эффект способа, устройства и системы, описанных в настоящем документе, может представлять собой одно или более из следующего: (a) определение уровня опасности для тела на основе, по меньшей мере частично, местоположения тела относительно распределительного устройства; и (b) отображение предупредительной информации для тела на основе, по меньшей мере частично, выявленного уровня опасности.

[0039] Выше подробно описаны иллюстративные варианты осуществления способа, устройства и системы активации системы защиты и динамического маркирования. Способ, устройство и система не ограничены конкретными вариантами, описанными в настоящем документе, но, напротив, операции способа и/или компоненты системы и/или устройства могут быть использованы независимо и отдельно от других операций и/или компонентов, описанных в настоящем документе. Более того, описанные операции и/или компоненты могут также быть определены или использованы в комбинации с другими системами, способами и/или устройствами и не ограничены на практике только теми системой, способом и устройством, которые описаны в настоящем документе.

[0040] Хотя настоящее изобретение описано в связи с примером системы защиты цепи, варианты осуществления изобретения могут работать с многочисленными другими системами защиты цепи или другими системами или устройствами. Система защиты цепи, описанная в настоящем документе, не предназначена для введения каких-либо ограничений как на объем использования, так и на функциональные возможности любого аспекта изобретения. Кроме того, систему защиты цепи, описанную в настоящем документе, не следует интерпретировать как имеющую зависимость или предъявляющую требование в отношении к любому компоненту или комбинации компонентов, представленных в иллюстративной рабочей среде.

[0041] Порядок исполнения или выполнения операций в вариантах осуществления изобретения, проиллюстрированных и описанных в настоящем документе, не является существенным, если не установлено иное. То есть операции могут быть выполнены в любом порядке, если не установлено иное, и варианты осуществления изобретения могут включать в себя дополнительные операции или меньшее количество операций, чем описанные в настоящем документе. Например, предполагается, что исполнение или выполнение конкретной операции до другой операции, одновременно с ней или после нее находится в пределах объема аспектов изобретения.

[0042] Хотя конкретные признаки различных вариантов осуществления изобретения могут быть показаны на некоторых чертежах и не показаны на других, это делается только ради удобства. В соответствии с принципами изобретения, на любой признак какого-либо чертежа может быть сделана ссылка или он может использоваться в сочетании с любым признаком любого другого чертежа.

[0043] Настоящее описание использует примеры для раскрытия изобретения, в том числе лучшего варианта его осуществления, а также для того, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области осуществить изобретение на практике, включая изготовление и использование любых устройств и систем и выполнение любых инкорпорируемых способов. Объем изобретения определяется формулой изобретения и может содержать другие примеры, которые могут быть предложены специалистами в данной области. Такие другие примеры находятся в рамках формулы изобретения, если они имеют структурные элементы, которые не отличаются от буквального изложения формулы изобретения, или если они содержат эквивалентные структурные элементы с несущественными отличиями от буквального изложения формулы.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности защиты от дуговых разрядов. Система защиты для использования с множеством устройств защиты цепи, соединенных с распределительным устройством, содержит первый датчик для обнаружения тела, находящегося в пределах первой зоны, ассоциированной с пороговым расстоянием от распределительного устройства, второй датчик для обнаружения тела в пределах второй зоны, ассоциированной со вторым пороговым расстоянием от распределительного устройства; и котроллер, соединенный с первым и вторым датчиками. Контроллер выполнен с возможностью избирательного активирования множества устройств защиты цепи. Контроллер выполнен с возможностью выборочного активирования множества устройств защиты цепи и активирования первого устройства защиты цепи в ответ на обнаружение, посредством упомянутого первого датчика, тела в пределах первой зоны, а также активирования второго устройства защиты цепи в ответ на обнаружение, посредством упомянутого второго датчика, тела в пределах второй зоны. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система защиты для использования с множеством устройств защиты цепи, соединенных с распределительным устройством, причем упомянутая система защиты содержит:

первый датчик для обнаружения тела, находящегося в пределах первой зоны, ассоциированной с пороговым расстоянием от распределительного устройства;

второй датчик для обнаружения тела в пределах второй зоны, ассоциированной со вторым пороговым расстоянием от распределительного устройства; и

контроллер, соединенный с упомянутым первым датчиком и упомянутым вторым датчиком, при этом упомянутый контроллер выполнен с возможностью:

выборочного активирования множества устройств защиты цепи, и упомянутый контроллер выполнен с возможностью активирования первого устройства защиты цепи из множества устройств защиты цепи в ответ на обнаружение, посредством упомянутого первого датчика, тела в пределах первой зоны, а также с возможностью активирования второго устройства защиты цепи из множества устройств защиты цепи в ответ на обнаружение, посредством упомянутого второго датчика, тела в пределах второй зоны.

2. Система защиты по п. 1, в которой упомянутый первый датчик является датчиком открытия дверей, выполненным с возможностью обнаружения того, что дверца распределительного устройства открыта.

3. Система защиты по п. 1, в которой упомянутый первый датчик является датчиком открытия дверей, выполненным с возможностью обнаружения того, что дверь в помещение, в котором расположено распределительное устройство, открыта.

4. Система защиты по п. 1, в которой упомянутый первый датчик является датчиком движения, выполненным с возможностью обнаружения движения тела в пределах первой зоны.

5. Система защиты по п. 1, в которой упомянутый первый датчик является лазерным датчиком, выполненным с возможностью обнаружения того, что тело пересекает пороговое расстояние от распределительного устройства.

6. Система защиты по п. 1, также содержащая промежуточное реле, при этом упомянутый первый датчик и упомянутый второй датчик соединены с упомянутым контроллером через упомянутое промежуточное реле.

7. Система защиты по п. 6, в которой упомянутый первый датчик и упомянутый второй датчик подключены параллельно упомянутому промежуточному реле.

8. Система защиты по п. 6, также содержащая логический вентиль, при этом упомянутый первый датчик и упомянутый второй датчик соединены с упомянутым логическим вентилем, и упомянутый логический вентиль соединен с упомянутым промежуточным реле.

9. Система защиты, содержащая:

первый датчик для обнаружения тела в первой зоне, ассоциированной с первым пороговым расстоянием от распределительного устройства;

второй датчик для обнаружения тела во второй зоне, ассоциированной со вторым пороговым расстоянием от распределительного устройства;

дисплейное устройство; и

контроллер, соединенный с упомянутым первым датчиком, упомянутым вторым датчиком и упомянутым дисплейным устройством для отображения первой информации в ответ на обнаружение тела в первой зоне и для отображения второй информации в ответ на обнаружение тела во второй зоне.

10. Система защиты по п. 9, в которой упомянутый первый датчик выполнен с возможностью обнаружения местоположения тела относительно распределительного устройства и первая информация базируется, по меньшей мере частично, на расстоянии от тела до распределительного устройства.

11. Система защиты по п. 9, в которой первый датчик выполнен с возможностью обнаружения, находится ли дверь в первом положении или во втором положении, и первая информация базируется, по меньшей мере частично, на том, находится ли дверь в первом положении или во втором положении.

12. Система защиты по п. 9, в которой упомянутый контроллер соединен с устройством защиты цепи, связанным с распределительным устройством, и упомянутый контроллер также выполнен с возможностью обеспечивать отображение упомянутым дисплейным устройством третьей информации на основе, по меньшей мере, частично, состояния устройства защиты цепи.

13. Система защиты по п. 12, в которой упомянутый контроллер выполнен с возможностью активирования устройства защиты цепи в ответ на обнаружение тела в одной из первой и второй зон.

14. Способ, включающий:

определение уровня опасности для тела на основе, по меньшей мере частично, местоположения тела относительно распределительного устройства; и

отображение информации для тела на основе, по меньшей мере частично, выявленного уровня опасности.

15. Способ по п. 14, в котором определение уровня опасности для тела включает в себя обнаружение местоположения тела относительно распределительного устройства с использованием по меньшей мере одного датчика.

16. Способ по п. 14, также включающий активирование устройства защиты цепи, соединенного с распределительным устройством, на основе, по меньшей мере частично, местоположения тела относительно распределительного устройства.

17. Способ по п. 16, в котором определение уровня опасности включает определение, в какой зоне из множества зон относительно распределительного устройства находится тело, а активирование устройства защиты цепи включает в себя активирование другого из множества видов устройств защиты на основе одной из множества зон, в которой находится тело.

18. Способ по п. 14, в котором определение уровня опасности для тела включает определение того, в какой зоне из множества зон относительно распределительного устройства находится тело, и отображение предупредительной информации включает отображение информации относительно одной из множества зон, в которой находится тело.

19. Способ, включающий:

обнаружение тела посредством первого датчика в пределах первой зоны, ассоциированной с первым пороговым расстоянием от устройства, защищаемого множеством устройств защиты цепи, или обнаружение тела посредством второго датчика в пределах второй зоны, ассоциированной со вторым пороговым расстоянием от упомянутого устройства;

активирование первого устройства защиты цепи из множества устройств защиты цепи в ответ на обнаружение тела в пределах первой зоны; и

активирование второго устройства защиты цепи из множества устройств защиты цепи в ответ на обнаружение тела в пределах второй зоны.