处理器20的单项输出驱动(在图2 中被称为部件U2上的GP5)。通过将这两种能力集成到一个决策制定系统/算法中，并且因为 泄漏电流与升高的保护接地电压关联(并且反之亦然)而在泄漏电流方面考虑电路性能，装 置1的这个实施例能够研究受保护的电气系统并且对电气状态和不安全事件的可能性做出 精确得多且敏锐的决策。产生的装置针对它们遇到的现有技术尚未解决的问题中的许多问 题，并且提供一种涵盖整个电气电力布线配置范围和现代电气金属制品的实际复杂性的保 护解决方案。
[0109] 以下是图2的初步部件值的表格：
[0110] 应强调的是，以上表格中提供的这些部件值仅是指示性实例并且在实践中将不 同。
[0111] 图2具有五个主要的电路分段：闸流晶体管保护动作电路201;电源(Vdd)KK与图1 中的电源相对应）；微处理器20;R⑶输入接口 202;以及底架电压输入接口 203。
[0112] 闸流晶体管保护电路201由闸流晶体管T2和多个周围的部件制成。闸流晶体管T2 由微处理器20的输出GP5触发。当T2触发时，其将接触器螺线管Ll的输出连接连接至中性导 线5上。大电流通过螺线管Ll的市电电压驱动，该螺线管引起断路器接触器Sl和S2使市电电 压与电路和负载开断和断开，这是保护动作。电阻器R18、电容器C14、电阻器R7和电容器C8 的T2周围的周围部件是要确保闸流晶体管的安全运行。RVl是为整个电路提供一定程度的 过电压保护的非线性电阻器。
[0113] 电阻器R10、齐纳二极管Z4和Z3、电阻器R38和二极管D4组成电路的有效部件的简 单的直流电源。直流电源由通过螺线管LI的市电（切换成有效)直接驱动。
[0114] 微处理器20、部件U2(PIC12F617)是具有模数转换器输入GP0、GP1和GP2的PIC微处 理器。该微处理器从RCD和底架电压感测电路接收电压，使这些电压数字化并且在适当的处 理（以下进一步讨论的)之后通过GP5驱动闸流晶体管保护动作电路。
[0115] R⑶输入接口 202由对运算放大器Opl供电的泄漏互感器Tl组成。互感器的任何泄 漏信号（其在其初级绕组中携带有效电流和中心电流)被Opl放大以便输入到微处理器20 中。二极管Dl和D2提供过电压保护。电阻器R4和电容器C9提供一定程度的滤波以减少泄漏 信号噪声。Op 1驱动模数输入GP2通过附加滤波电阻器Rl 1和电容器C5。R⑶测试输入是RCD电 路的可选测试输入。
[0116] 底架电压输入接口 203提供驱动微处理器20的GPl的光隔离器2来提供感测。通过 电阻器R35和R36建立至底架电压的连接(虽然传感器电线16连接可能是保护接地）。电阻器 R36是可熔电阻器。可变电阻器RV4和电阻器R36提供一定水平的过电压保护。电容器C13与 电阻器R35相组合提供噪声滤波。二极管DlOO提供全波整流桥，从而感测电压的正周期和负 周期两者驱动电流通过光隔离器2主要二极管。光隔离器2的输出被输入到GPl。开关SW-SPST (测试)为底架电压输入接口 203提供测试输入。
[0117]现在参照图3,装置1的这个实施例包括底架电感测电路泄漏（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上的电流感 测功能(本文中被称为电流感测子系统）。每种感测功能的输出被置于微处理器20的单独输 入上。与图2中的实施例一样，图3中的实施例的微处理器20包括集成模数转换。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 微处理器20的单项输出驱动(在图3中被称为部件"U2"上的"GP5"）。通过将这两种能力集成 到一个决策制定系统/算法中，并且因为泄漏电流与底架上的任何电流关联(并且反之亦 然)而在泄漏电流方面考虑电路性能，装置1的这个实施例能够研究受保护的电气系统并且 对电气状态和不安全事件的可能性做出精确得多且敏锐的决策。产生的装置针对现有技术 它们存在的突出问题中的许多问题，并且提供一种涵盖整个电气电力布线配置范围和现代 电气金属制品的实际复杂性的保护解决方案。
[0118]以下是图3的初步部件值的表格：
[0119]应强调的是，以上表格中提供的这些部件值仅是指示性实例并且在实践中将不 同。
[0120]图3具有五个主要的电路分段：闸流晶体管保护动作电路301;电源(Vdd)KK与图1 和图2中的电源相对应）；微处理器20;R⑶输入接口 302;以及底架电流输入接口 303。
[0121] 图3中的闸流晶体管保护动作电路301、电源10和RCD输入接口 302以与图2中的闸 流晶体管保护动作电路201、电源10和R⑶输入接口 202完全相同的方式操作。
[0122] 底架电流输入接口 303通过从运算放大器0p2和T2提供感测。T2是响应于底架接地 连接(或感测线）中的电流的电流互感器。二极管D41和D42提供过电压保护。电阻器R41和电 容器Cl 0提供输入滤波以减少噪声。0p2的输出驱动微处理器的GPO。
[0123] 现在参照图4,装置1的这个实施例包括电路泄漏(剩余电流)技术(本文中被称为 RCD子系统）、底架电压感测(本文中被称为电压感测子系统)和底架电流感测(本文中被称 为电流感测子系统）。更确切来讲，集成了 RCD的泄漏电流功能、负载底架15上的电压感测功 能和负载底架15上的电流感测功能。每种感测功能的输出被置于微处理器20的单独输入 上。与图2和图3中的实施例类似，图4中的实施例中的微处理器20包括集成模数转换。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。通过将这 两种能力集成到一个决策制定系统/算法中（并且因为泄漏电流与升高的保护接地电压关 联(并且反之亦然)而在泄漏电流方面考虑电路性能并且考虑任何升高的保护接地电压驱 动电流至保护接地电流汇的能力），创造了进一步能够"观察"受保护的电气系统并且对电 气状态和不安全事件的可能性做出精确且敏锐的决策的实施例。产生的装置进一步针对它 们遇到的现有技术尚未解决的问题，并且提供一种涵盖整个电气电力布线配置范围和现代 电气制品的实际复杂性的保护解决方案。
[0124]以下是图4的初步部件值的表格。
[0125] 应强调的是，以上表格中提供的这些部件值仅是指示性实例并且在实践中将不 同。
[0126] 图4具有六个主要的电路分段：闸流晶体管保护动作电路401;电源(包括电源10、 市电电压）；微处理器20; R⑶输入接口 402;底架电压输入接口 403。以及底架电流输入接口 404 〇
[0127] 图4中的闸流晶体管保护动作电路401、电源10和R⑶输入接口 402以分别与图2和 图3中的闸流晶体管保护动作电路201和301、电源10和RCD输入接口 202和302完全相同的方 式操作。此外，底架电压输入接口 403以与底架电压输入接口 203完全相同的方式操作，并且 底架电流输入接口 404以与底架电流输入接口 303完全相同的方式操作。
[0128] 图4与图2完全相同，具有由0p2和T2形成的附加底架电流感测能力。图4还与图3完 全相同，具有从光隔离器2形成的附加底架电压感测能力和二极管DlOO和DlOl提供的全波 整流桥。
[0129] 在这些实施例中，所有电路泄漏（剩余电流）的数字故障信号、底架电压和底架电 流中的任一项、或在图4的实施例中的底架电压和电流感测都组合在微处理器20内。微处理 器20内存在一种算法，从而使用定性(规则驱动)和纯定量(数学或理论上导出）决策过程来 评估所关注的所有故障信号。定性和定量决策过程涉及到时间关联、快速傅里叶变换(FFT) 和脉冲分析，这将会在下文中进一步详细解释。应认识到的是，在其他实施例中，使用其他 形式的定量和定性分析。
[0130]在上述情形下，如果微处理器20同时接收到来自泄漏电流和底架感测的小于阈值 的故障信号、并且微处理器确认两个信号指示来自常见故障（当频率、相位和脉冲行为是支 持这种结论的适当特点时），则微处理器可以做出适当动作来生成保护动作。
[0131 ]如根据以上公开内容明显的是，图4中的实施例相较于图2和图3中的实施例包括 附加特征，因为其考虑了底架电压和底架电压驱动电流的能力两者（与图2和图3中的考虑 一者或另一者的实施例截然不同）。因此，图4中的实施例还考虑了故障的阻抗。然而，图2和 图3的实施例相较于现有技术提供了显著改进并且适合于任何用途同时是图4中的装置的 成本更小的替代。
[0132] 以类似的方式预期泄漏电流、底架电压感测或底架电流感测的任意两个组合(如 图2和图3中的实施例中的那些)可以用于较现有技术提供改进并且适合于许多用途同时是 图4中的装置的成本更小的替代选择。
[0133] 因此，图2、图3和图4中的实施例能够实现集成决策制定过程、就量级、时间和相位 方面对来自多个传感器的电压和电流故障信号进行匹配以生成保护功能。而且，这些信号 的所选择的不同的特点可以与决策制定算法关联，该决策制定算法： 通过考虑来自电压和电流感测子系统的信号在RCD模式下来提供改进的泄漏电流决 策。 通过考虑来自电流感测和RCD子系统的信号在电压感测模式下提供改进的接地或保护 金属制品电压决策。 通过考虑来自电压感测和RCD子系统的信号在电流感测模式下提供改进的接地或保护 金属制品电压决策。 在组合模式下提供使泄漏电流感测信号与接地和保护金属制品相关联的联合决策，该 组合模式： i)以改进的敏感性和准确度并且在较早时间预期安全情况。 Π )识别干扰和噪声水平较高的安全情况。 Iii)识别干扰信号（从接地环路、第三方故障、和电气瞬变等)并且因此减少妨扰激活 的数量。
[0134] 例如： (1) 在当漏电电流信号有限但低于触发电路泄漏(剩余电流)响应的阈值（由于故障特 点）、但与升高的但同样低于阈值电压感测信号(如上所述)耦合时的情况下，开始保护动作 的决策在给定的情况下仍然将会是谨慎的。 (2) 在阈值底架电流信号明显但电路泄漏(剩余电流)信号显示电流的电流没有损失的 情况下，可以产生成保护动作。在底架感测信号明显不是由于由保护控制的故障引起的情 况下，所以引起保护动作将仅会产生服务中断而不扫清故障。相反，在这种情况下，装置1可 以为技术人员进行的进一步研究提供警报，而不引起像现有技术引起的不必要的服务中 断。 (3) 在当信号的频率、脉冲行为、相位和幅度调制不关联（即，信号没有被噪声损坏)时 的情况下，任一阈值可以取决于设备供电不足的临界和信号的特点以及缺乏关联而上下变 化。
[0135] 图5提供了可能通常部署在图4中的实施例内的逻辑的流程图。应强调的是，图2和 图3中的实施例功能类似。然而，图2中的实施例不包括底架电流ADC输入，并且图3中的实施 例不包括底架电压ADC输入。如在图5中的流程图内所指示的，感测输入(针对电路泄