专利名称：用于具有浮动的参考导体的it配电系统的识别指示器单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及识别指示器(sentinel)单元，并且特别是涉及用于具有浮动的参考导体的IT配电系统的识别指示器单元。本发明的实施方式特别为电源电压部署而开发，并且在本文中将参考该应用来描述。然而应当认识到，本发明不限于这样的一种使用领域，并且可适用于更广的背景下。本发明的这些其他的部署和应用的例子见于以本申请人的名义的并且于2008年12月19日在澳大利亚专利局提交的澳大利亚专利申请(律师档案号61076AUV00)中。本文通过交叉引用全部并入该较早申请的主题。背景贯穿本说明书对背景技术的任何讨论绝不应被视为承认该技术是广泛已知的，或者形成了本领域中公知常识的一部分。已知的保护设备主要被开发用于TN配电系统，并且需要得到确认的并且普通的接地以正确且安全地运行。大多数市售的保护设备并不适合于用在IT配电系统中。可用在IT配电系统中的保护设备通常是实现起来复杂且昂贵的，并且仅对高端部署中的使用是经济的。发明概述本发明的目的是克服或改善现有技术的缺点中的至少一个，或者提供有用的备选方案。根据本发明的第一方面，提供了一种用于具有浮动的参考导体和至少两个电导体的IT配电系统的识别指示器单元，IT配电系统用于将来自源的电力经由电保护设备提供到负载，其中保护设备响应于故障信号，用于将负载与源电隔离；并且识别指示器单元响应于在参考导体中的大于预定的电流阈值的电流来有选择地生成故障信号。在一个实施方式中，预定的电流阈值小于大约10mA。在一个实施方式中，预定的电流阈值小于大约5mA。在一个实施方式中，识别指示器单元包括用于限制参考导体中的电流的限制电路。在一个实施方式中，限制电路将参考导体中的电流限制为不大于预定的电流阈值。在一个实施方式中，识别指示器单元响应于在参考导体中的大于预定的电流阈值的电流和在参考导体中的大于预定的电压阈值的电压来有选择地生成故障信号。在一个实施方式中，预定的电压阈值小于大约40伏特。在一个实施方式中，预定的电压阈值小于大约35伏特。在一个实施方式中，预定的电压阈值小于大约30伏特。在一个实施方式中，预定的电压阈值小于接触电势。根据本发明的第二方面，提供了一种用于具有浮动的参考导体和至少两个电导体的IT配电系统的识别指示器单元，IT配电系统用于将来自源的电力提供到负载，其中识别指示器单元将在参考导体中流动的电流限制为小于第一预定的电流阈值。在一个实施方式中，IT配电系统将来自源的电力经由电保护设备提供到负载，并且保护设备响应于故障信号，用于将负载与源电隔离。在一个实施方式中，识别指示器单元响应于在参考导体中的大于第二预定的电流阈值的电流来有选择地生成故障信号。在一个实施方式中，第一预定的电流阈值和第二预定的电流阈值是不同的。在一个实施方式中，第一预定的电流阈值和第二预定的电流阈值小于大约35mA。在一个实施方式中，第一预定的电流阈值和第二预定的电流阈值小于大约20mA。在一个实施方式中，第一预定的电流阈值和第二预定的电流阈值小于大约10mA。在一个实施方式中，第一预定的电流阈值和第二预定的电流阈值分别是大约IOmA 禾口 8mA。在一个实施方式中，第一预定的电流阈值和第二预定的电流阈值分别是大约8mA 禾口 5mA ο在一个实施方式中，识别指示器单元在故障信号生成之后将在参考导体中流动的电流限制为小于第一预定的电流阈值。根据本发明的第三方面，提供了一种用于具有浮动的参考导体和至少两个电导体的IT配电系统的识别指示器单元，IT配电系统用于将来自源的电力提供到负载，其中识别指示器单元提供可变阻抗以对在参考导体中流动的电流进行整形。在一个实施方式中，可变阻抗实质上维持电流的峰值，同时降低电流的平均值。根据本发明的第四方面，提供了一种用于具有浮动的参考导体和至少两个电导体的IT配电系统的识别指示器单元，IT配电系统用于将来自源的电力提供到负载，其中识别指示器单元包括监控电路，其用于响应于配电系统中的故障状态有选择地生成故障信号；以及管辖电路(policing circuit)，其响应于监控电路的一个或多个特征，用于有选择地生成故障信号。在一个实施方式中，管辖电路未能正确地、有选择地生成故障信号不阻止监控电路生成故障信号。在一个实施方式中，监控电路从以下一个或多个特征检测故障状态在浮动的参考导体中流动的电流；和/或浮动的参考导体相对于电导体中的一个或多个的电压。在一个实施方式中，电力被提供为具有交替的正半周期和负半周期的AC电压波形，并且监控电路包括两个子电路，其分别实质上响应于在正半周期和负半周期中的故障状态。在一个实施方式中，电力被提供为具有交替的正半周期和负半周期的AC电压波形，并且管辖电路包括两个子电路，其为监控电路的一个或多个特征，用于有选择地生成分别在正半周期和负半周期中的故障信号。在一个实施方式中，监控单元限制在参考导体中的电流。在一个实施方式中，监控单元将参考导体中的电流限制为预定的电流峰值。在一个实施方式中，监控单元对在参考导体中的电流进行整形，使得平均电流小于具有预定的峰值的正弦波电流的平均电流。根据本发明的第五方面，提供了一种用于监控具有浮动的参考导体和至少两个电导体的IT配电系统的方法，IT配电系统用于将来自源的电力经由电保护设备提供至负载， 其中保护设备响应于故障信号，用于将负载与源电隔离；并且所述方法包括响应于在参考导体中的大于预定的电流阈值的电流来有选择地生成故障信号的步骤。根据本发明的第六方面，提供了一种用于监控具有浮动的参考导体和至少两个电导体的IT配电系统的方法，IT配电系统用于将来自源的电力提供至负载，其中所述方法包括将参考导体中流动的电流限制为小于第一预定的电流阈值的步骤。根据本发明的第七方面，提供了一种用于监控具有浮动的参考导体和至少两个电导体的IT配电系统的方法，IT配电系统用于将来自源的电力提供至负载，其中所述方法包括提供可变阻抗以对在参考导体中流动的电流进行整形的步骤。根据本发明的第八方面，提供了一种用于监控具有浮动的参考导体和至少两个电导体的IT配电系统的方法，IT配电系统用于将来自源的电力提供至负载，其中所述方法包括步骤提供用于响应于配电系统中的故障状态有选择地生成故障信号的监控电路；以及响应于监控电路的一个或多个特征，用于有选择地生成故障信号。贯穿本说明书对“一个实施方式”、“一些实施方式”或“一实施方式”的提及意味着关于实施方式描述的特定特性、结构、或者特征被包括在本发明的至少一个实施方式中。因此，贯穿本说明书在不同位置上出现的短语“在一个实施方式中”、“在一些实施方式中”或者“在一实施方式中”并不一定都指的是相同的实施方式，而是可以都指的是相同的实施方式。此外，正如从本公开中对本领域中的普通技术人员明显的，在一个或多个实施方式中， 特定的特性、结构或特征可以按任何适当的方式进行组合。正如此处所使用的，除非另有说明，为描述通用对象所使用的序数形容词“第一”、 “第二”、“第三”等仅指示相似对象的不同实例被提到，并且不是用来暗示这样描述的对象必须是按时间上的、空间上的、等级上的、或者以任何其他方式的给定顺序。在以下的权利要求和此处的描述中，措辞“包括”、“由…组成”、或者“其包括”中的任何一个是开放式的措辞，其意味着至少包括随后的元件/特征，而不排除其他的元件/特征。因此，当在权利要求中使用措辞“包括(comprising) ”时，其不应被解释为限于其后所列装置或元件或步骤。例如，表达“包括(Comprising)A和B的设备”的范围不应被限制到仅由元件A和B所组成的设备。如此处所使用的措辞“包括(including) ”或“其包括(which includes)”或“这包括(that includes) ”中的任何一个也是开放式的措辞，其也意味着至少包括在该措辞之后的元件/特征，但不排除其他的元件/特征。因此，包括(including) 与包括(comprising)同义,并且意思是包括(comprising)。附图的简要说明现在将作为例子参考附图来描述本发明的优选实施方式，其中
图1是根据本发明一实施方式的保护系统的示意图；图2是本发明的优选实施方式中的一个的识别指示器单元内的电子元件的详细示意图；图3是提供了包括在图2的电路中的微处理器的操作的概述的流程图4是本发明一实施方式和两个现有技术的设备的特征的比较表格；以及图5是与图2中的识别指示器单元一起使用的高电压保护电路的示意图。详细描述参考图1，其中示出了用于IT配电系统(EDS) 2的保护系统1。EDS2具有浮动的参考导体3和以有源导体5与中性导体6的形式的两个电导体。系统1包括两个输入端子 7和8，其用于电连接到在系统1上游的MEN电源10。两个输出端子11和12经由相应的导体5和6电连接到电负载，该电负载是以具有金属机柜16的立式冷藏展柜15的压缩机 (未显示)的电动机14的形式。将认识到，电动机14在系统1的下游。以MCB 17形式的保护设备将端子7和8电连接到相应的端子11和12以允许将来自源10的电力提供至电动机14。MCB 17响应于在端口 18处的故障信号，用于有选择地将端子7和8中的至少一个与相应的输出端子11和12断开电连接，以阻止提供电力。识别指示器单元19响应于在导体3中的大于预定的电流阈值的电流而在端口 18上有选择地生成故障信号。对系统1更详细的描述在以本申请人的名义的并且于2008年12月19日在澳大利亚专利局提交的澳大利亚专利申请(律师档案号61076AUV00)中有所提供。本文通过交叉引用全部并入该较早申请的主题。现在对图2作出参考，其中示出了本发明一实施方式的识别指示器单元中的电路 101的示意图。该图显示了在电路101内的电子元件的特定性质和布置。在所示出的配置中使用的实际元件在以下图表中阐明，并且通过图2中所使用的参考标记来识别。
权利要求
1.一种用于具有浮动的参考导体和至少两个电导体的IT配电系统的识别指示器单元，所述IT配电系统用于将来自源的电力经由电保护设备提供到负载，其中所述保护设备响应于故障信号，用于将所述负载与所述源电隔离；并且所述识别指示器单元响应于所述参考导体中的电流大于预定的电流阈值来有选择地生成所述故障信号。
2.如权利要求1所述的识别指示器单元，其中所述预定的电流阈值小于大约10mA。
3.如权利要求2所述的识别指示器单元，其中所述预定的电流阈值小于大约5mA。
4.如权利要求1所述的识别指示器单元，包括用于限制所述参考导体中的电流的限制电路。
5.如权利要求4所述的识别指示器单元，其中所述限制电路将所述参考导体中的电流限制为不大于所述预定的电流阈值。
6.如权利要求1所述的识别指示器单元，其响应于在所述参考导体中的电流大于所述预定的电流阈值以及在所述参考导体中的电压大于预定的电压阈值来有选择地生成所述故障信号。
7.如权利要求6所述的识别指示器单元，其中所述预定的电压阈值小于大约40伏特。
8.如权利要求6所述的识别指示器单元，其中所述预定的电压阈值小于大约35伏特。
9.如权利要求6所述的识别指示器单元，其中所述预定的电压阈值小于大约30伏特。
10.如权利要求6所述的识别指示器单元，其中所述预定的电压阈值小于接触电势。
11.一种用于具有浮动的参考导体和至少两个电导体的IT配电系统的识别指示器单元，所述IT配电系统用于将来自源的电力提供到负载，其中所述识别指示器单元将在所述参考导体中流动的电流限制为小于第一预定的电流阈值。
12.如权利要求11所述的识别指示器单元，其中所述IT配电系统将来自所述源的电力经由电保护设备提供到所述负载，并且所述保护设备响应于故障信号用于将所述负载与所述源电隔离。
13.如权利要求12所述的识别指示器单元，其响应于在所述参考导体中的电流大于第二预定的电流阈值有选择地生成所述故障信号。
14.如权利要求13所述的识别指示器单元，其中所述第一预定的电流阈值和所述第二预定的电流阈值是不同的。
15.如权利要求14所述的识别指示器单元，其中所述第一预定的电流阈值和所述第二预定的电流阈值小于大约35mA。
16.如权利要求15所述的识别指示器单元，其中所述第一预定的电流阈值和所述第二预定的电流阈值小于大约20mA。
17.如权利要求15所述的识别指示器单元，其中所述第一预定的电流阈值和所述第二预定的电流阈值小于大约10mA。
18.如权利要求15所述的识别指示器单元，其中所述第一预定的电流阈值和所述第二预定的电流阈值分别为大约IOmA和大约8mA。
19.如权利要求15所述的识别指示器单元，其中所述第一预定的电流阈值和所述第二预定的电流阈值分别为大约8mA和大约5mA。
20.如权利要求13至19中任一项所述的识别指示器单元，其中所述识别指示器单元在所述故障信号生成之后将在所述参考导体中流动的电流限制为小于第一预定的电流阈值。
21.一种用于具有浮动的参考导体和至少两个电导体的IT配电系统的识别指示器单元，所述IT配电系统用于将来自源的电力提供到负载，其中所述识别指示器单元提供可变阻抗以对所述参考导体中流动的电流进行整形。
22.如权利要求21所述的识别指示器单元，其中所述可变阻抗实质上维持所述电流的峰值，同时降低所述电流的平均值。
23.一种用于具有浮动的参考导体和至少两个电导体的IT配电系统的识别指示器单元，所述IT配电系统用于将来自源的电力提供到负载，其中所述识别指示器单元包括监控电路，其用于响应于所述配电系统中的故障状态有选择地生成故障信号；以及管辖电路，其响应于所述监控电路的一个或多个特征，用于有选择地生成所述故障信号。
24.如权利要求23所述的识别指示器单元，其中所述管辖电路未能正确地、有选择地生成所述故障信号不会阻止所述监控电路生成所述故障信号。
25.如权利要求23或权利要求M所述的识别指示器单元，其中所述监控电路从以下的一个或多个特征检测所述故障状态在所述浮动的参考导体中流动的电流；和/或所述浮动的参考导体相对于所述电导体中的一个或多个的电压。
26.如权利要求23所述的识别指示器单元，其中所述电力被提供为具有交替的正半周期和负半周期的AC电压波形，并且所述监控电路包括两个子电路，这两个子电路分别实质上响应于在所述正半周期和所述负半周期中的所述故障状态。
27.如权利要求23所述的识别指示器单元，其中所述电力被提供为具有交替的正半周期和负半周期的AC电压波形，并且所述管辖电路包括两个子电路，这两个子电路是所述监控电路的一个或多个特征，用于有选择地生成分别在所述正半周期和所述负半周期中的所述故障信号。
28.如权利要求23所述的识别指示器单元，其中所述监控单元限制所述参考导体中的电流。
29.如权利要求观所述的识别指示器单元，其中所述监控单元将所述参考导体中的电流限制为预定的电流峰值。
30.如权利要求观所述的识别指示器单元，其中所述监控单元对在所述参考导体中的电流进行整形，使得所述平均电流小于具有所述预定的峰值的正弦波电流的平均电流。
全文摘要
一种用于IT配电系统(EDS)(2)的保护系统(1)具有浮动的参考导体(3)和两个电导体，其中所述两个导体是以有源导体(5)和中性导体(6)的形式。系统(1)包括用于电连接到在系统(1)上游的MEN电源(10)的两个输入端子(7、8)。两个输出端子(11、12)经由相应的导体(5、6)电连接到电负载，该电负载是以具有金属机柜(16)的立式冷藏展柜(15)的压缩机(未显示)的电动机(14)的形式。电动机(14)在系统(1)的下游。以MCB(17)形式的保护设备将端子(7、8)电连接到相应的端子(11、12)以允许将来自源(10)的电力提供至电动机(14)。MCB(17)响应于在端口(18)处的故障信号，用于有选择地将端子(7、8)中的至少一个与相应的输出端子(11、12)断开电连接，以阻止提供电力。识别指示器单元(19)响应于在导体(3)中的、大于预定的电流阈值的电流而在端口(18)上有选择地生成故障信号。
文档编号H02H3/08GK102577003SQ200980157241
公开日2012年7月11日 申请日期2009年12月21日 优先权日2008年12月19日
发明者大卫·保罗·扬科夫斯基, 杰弗里·鲁比森, 沃尔特·亨利·贝里曼, 韦恩·卡伦 申请人:普罗泰克泰莱克有限公司