电气保护装置和提供电气保护的方法_3

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在优选实施例中,所述处理单元直接和间接响应于所述第一和第二信号,以选择 性地生成所述故障信号。
[0072] 在优选实施例中,所述处理单元包括处理器,所述处理器执行预定算法,所述预定 算法响应于所述第一和第二信号,以选择性地生成所述故障信号。
[0073]在优选实施例中,所述处理单元包括存储器并且所述处理器选择性地将数据存储 在所述存储器中,以便稍后用于计算一个或多个辅助指示。
[0074] 在优选实施例中,所述第一信号是根据负载泄漏电流导出的。
[0075] 在优选实施例中,所述第二信号指示从所述底架流到电流汇的电流。在进一步优 选实施例中,所述电流汇是所述中性导线。在另一个优选实施例中,所述电流汇是接地。
[0076] 在优选实施例中,处理单元响应于所述第一信号达到第一阈值以评估所述第二信 号的一个或多个特点,然后选择性地生成所述故障信号。
[0077] 在优选实施例中,所述处理单元响应于所述第二信号达到第二阈值以评估所述第 一的一个或多个特点,然后选择性地生成所述故障信号。
[0078] 在优选实施例中,所述处理单元响应于所述第一和第二信号的组合,并且其中所 述处理单元使用定性决策过程,来确定是否将会生成所述故障信号。
[0079] 在优选实施例中,所述处理单元响应于所述第一与第二信号的组合,并且其中所 述处理单元使用纯定量决策过程,来确定是否将会生成所述故障信号。
[0080] 在优选实施例中,所述处理单元响应于所述第一与第二信号的组合,并且其中所 述处理单元使用定性和定量决策过程的组合,来确定是否将会生成所述故障信号。
[0081 ]根据本发明的第九方面,提供了一种电气保护装置,其包括: 至少两个输入端子,所述输入端子用于分别电连接至所述保护装置上游的电气电源的 有效导线和中性导线上; 至少两个输出端子,所述输出端子用于电连接至具有导电底架的负载上,所述负载位 于所述保护装置下游,并且在负载电压下吸引负载电流; 第一传感器,所述第一传感器用于提供根据所述负载电流导出的第一信号; 第二传感器,所述第二传感器用于提供根据所述导电底架中的电压导出的第二信号; 处理单元,所述处理单元响应于所述第一和第二信号以选择性地生成故障信号;以及 切换单元,所述切换单元响应于所述故障信号以从第一状态发展到第二状态,其中:在 所述第一状态下,所述输入端子电连接至所述输出端子上,以允许将所述负载电流从所述 电源被吸到所述负载;并且在所述第二状态下,所述输入端子与所述输出端子电隔离,并且 阻止所述负载电流从所述电源被吸到所述负载。
[0082] 在优选实施例中,所述处理单元直接响应于所述第一和第二信号,以选择性地生 成所述故障信号。
[0083] 在优选实施例中,所述处理单元间接响应于所述第一和第二信号,以选择性地生 成所述故障信号。
[0084] 在优选实施例中,所述处理单元直接和间接响应于所述第一和第二信号,以选择 性地生成所述故障信号。
[0085] 在优选实施例中,所述处理单元包括处理器,所述处理器执行预定算法,所述预定 算法响应于所述第一和第二信号,以选择性地生成所述故障信号。
[0086]在优选实施例中,所述处理单元包括存储器,并且所述处理器选择性地将数据存 储在所述存储器中,以便稍后用于计算一个或多个辅助指示。
[0087] 在优选实施例中,所述第一信号是根据负载泄漏电流导出的。
[0088] 在优选实施例中,所述第二信号是根据所述底架与基准电压之间的电压差导出 的。在进一步优选实施例中,所述电压基准是所述中性导线。在进一步优选实施例中,所述 电压基准是接地。
[0089] 在优选实施例中,处理单元响应于所述第一信号达到第一阈值以评估所述第二信 号的一个或多个特点,然后选择性地生成所述故障信号。
[0090] 在优选实施例中,所述处理单元响应于所述第二信号达到第二阈值以评估所述第 一的一个或多个特点,然后选择性地生成所述故障信号。
[0091]在优选实施例中,所述处理单元响应于所述第一和第二信号的组合,并且其中所 述处理单元使用定性决策过程,来确定是否将会生成所述故障信号。
[0092] 在优选实施例中,所述处理单元响应于所述第一与第二信号的组合,并且其中所 述处理单元使用纯定量决策过程,来确定是否将会生成所述故障信号。
[0093] 在优选实施例中,所述处理单元响应于所述第一与第二信号的组合,并且其中所 述处理单元使用定性和定量决策过程的组合,来确定是否将会生成所述故障信号。
[0094]根据本发明的第十一方面,提供了一种向具有导电底架的负载提供电气保护的方 法,所述负载从具有有效导线和中心导线的电气电源吸引负载电流,所述方法包括以下步 骤: 将两个输入端子电连接至所述有效导线和中性导线上; 将至少两个输出端子电连接至所述负载上; 提供根据所述负载电流导出的第一模拟信号; 提供根据所述底架上的电压导出的第二模拟信号; 响应于所述第一和第二信号以生成数字信号,并且响应于所述数字信号以选择性地生 成故障信号;并且 响应于所述故障信号以使切换单元从第一状态发展到第二状态,其中:在所述第一状 态下,所述输入端子电连接至所述输出端子上,以允许将所述负载电流从所述电源被吸到 所述负载;并且在所述第二状态下,所述输入端子与所述输出端子电隔离,并且阻止所述负 载电流从所述电源被吸到所述负载。
[0095] 根据本发明的第十二方面,提供了一种向具有导电底架的负载提供电气保护的方 法,所述负载从具有有效导线和中心导线的电气电源吸引负载电流,所述方法包括以下步 骤: 将两个输入端子电连接至所述有效导线和中性导线上; 将至少两个输出端子电连接至所述负载上; 提供根据所述负载电流导出的第一模拟信号; 提供根据所述底架上的电压导出的第二模拟信号; 提供根据所述底架中的电流导出的第三模拟信号; 响应于所述第一、第二和第三信号以生成数字信号,并且响应于所述数字信号以选择 性地生成故障信号;并且 响应于所述故障信号以使切换单元从第一状态发展到第二状态,其中:在所述第一状 态下,所述输入端子电连接至所述输出端子上,以允许将所述负载电流从所述电源被吸到 所述负载;并且在所述第二状态下,所述输入端子与所述输出端子电隔离,并且阻止所述负 载电流从所述电源被吸到所述负载。
[0096] 贯穿本说明书提及"一个实施例"或"一些实施例"或"实施例"时,意味着在本发明 的至少一个实施例中包括了结合该实施例所描述的具体特征、结构或特点。因此,贯穿本说 明书各处出现短语"在一个实施例中"、"在一些实施例中"或"在实施例中"时,不一定都(但 是可以)指同一个实施例。此外,根据本公开,本领域的技术人员将明白,在一个或多个实施 例中,这些具体的特征、结构或特性可以用任何合适的方式相结合。
[0097]如在此所使用的,除非另有说明,使用序数形容词"第一"、"第二"、"第三"等来描 述一个共同的对象,仅表明提到了同样对象的不同实例,并不是旨在暗示如此描述的对象 必须在时间上、空间上、排序上、或者以任何其他方式遵循给定的顺序。
[0098] 如本文中使用的,术语"示例性"在提供实例的意义上使用,而不是指示质量。即, "示例性实施例"是作为实例而提供的实施例,而不是必须作为具有示例性质量的实施例。
【附图说明】 通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术 人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限 制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0099] 现在将仅通过举例并且参考附图描述本发明的实施例,在附图中:
[0100]图1是根据本发明的一个实施例的电气保护装置的框图,该电气保护装置监测具 有电源和负载的电路。
[0101] 图2是根据本发明的一个实施例的示意性电路图。
[0102] 图3是根据本发明的另一个实施例的示意性电路图。
[0103] 图4是根据本发明的又另一个实施例的示意性电路图。
[0104] 图5是展示了部署在图2、图3和图4中所示的微处理器内的逻辑过程的流程图简 图。
【具体实施方式】
[0105] 首先参照图I,电气保护装置1包括两个输入端子2和3,这些输入端子用于分别电 连接至位于装置1上游的电气电源10的有效导线4和中性导线5上。装置1进一步包括两个输 出端子12和13,这些输出端子用于电连接至具有导电金属底架15(或电动金属制品或外 壳)、位于装置1下游的负载14上。负载14在负载电压下吸引负载电流。装置1包括第一传感 器,该第一传感器用于提供根据负载电流、尤其根据负载的泄漏电流导出的第一信号。此 外,装置1包括第二传感器,该第二传感器用于提供根据底架15上的电压、尤其是底架15中 的电流和底架15上的电压导出的第二信号。此外,装置1包括微处理器20形式的处理单元, 该处理单元响应于第一和第二信号以选择性地生成故障信号。装置1包括切换单元21,该切 换单元响应于故障信号以从第一状态发展到第二状态,其中:在第一状态下,输入端子2和3 电连接至输出端子12和13上以允许将负载电流从电源10被吸到负载14;并且在第二状态 下,输入端子2和3与输出端子12和13电隔离并且阻止负载电流从电源10被吸到负载14。
[0106] 进一步包括与底架15电通信的接地传感器线16。装置1包括第一传感器输入端17 和第二传感器输入端18,用于分别感测从底架15流到电流汇的电流和底架15与中性导线5 形式的基准电压之间的电压。在一些实施例中,电流汇是接地,并且在其他实施例中,电流 汇是中性导线5。在其他实施例中,基准电压不同于中性导线5,例如,在一个其他实施例中, 基准电压是接地。
[0107] 图1中的电阻器是指示电路中的相应部件之间的电阻的建模电阻器。确切是:Rgl 是来自MEN点和负载的接地电线的电阻。由于安装或维护实践不良,此电阻可能是巨大的。 Rgdp是中性接地棒25与配电板23内的接地捧26之间的电阻。Rg(cust)是客户接地电阻,其 一般是至接地粧的电线连接的电阻和实际接地的接地粧电阻。Rg(sup)是电源与实际接地 之间的电阻。由于例如维护不良、安装实践不良或在接地情况下、接地本身的特点,所有这 些电阻(Rgl,Rgdp,Rg(cust)和Rg(sup))可能相对较大。
[0108] 现在参照图2,装置1的这个实施例包括底架电压感测电路泄漏(剩余电流)技术。 更确切来讲,集成了 RCD的泄漏电流功能(本文中被称为RCD子系统)和负载底架15上的电压 感测功能(本文中被称为电压感测子系统)。每种感测功能的输出被置于微处理器20的单独 输入上。微处理器20包括完整的模数转换。信号被数字化并且被微处理器20处理并且当评 估采取保护动作的需要时被一致考虑。保护动作功能由微
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