[發明專利]用于泄漏電流屏蔽和接地故障檢測的系統、方法和設備

有效

• 申請號: 201110427022.2
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102565609A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: C·小里弗斯;T·F·小帕帕羅
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;盧江

技術領域

本文描述的實施例大體上涉及電路故障檢測，并且更具體地涉及檢測電路中的接地故障。

背景技術

在常規的電氣系統中，正弦AC電流和電壓性能的分析通過使用正弦曲線的相量表征而簡化。這樣的相量表征一般使用復數，其具有與電阻元件關聯的“實”部分量和與無功元件關聯的“虛”部分量。例如，電路中的接地故障電流的相量表征包括流過電氣系統的電容元件的無功虛電流分量，和電阻實電流分量。該無功電流分量純粹是無功的并且既不引起加熱也不出現電擊事故。因此，接地故障電流的無功電流分量不需要保護裝置跳閘。相比之下，電阻分量可以引起加熱并且出現電擊事故。因此，僅接地故障電流的電阻分量需要保護裝置跳閘。

至少一些已知的用于在對電裝置充電中使用的系統和裝置(例如電動車輛或混合動力車輛)不能區分電容產生的泄漏電流和電阻接地電流。因此，至少一些已知的系統和裝置容易誤跳閘，這中斷電流流到電裝置。例如，充電系統或裝置一般通過家用壁裝電源插座(例如在車庫或車棚中提供的插座)連接到配電網絡。大多數消防規范和規章要求這些插座包括接地故障電路中斷(GFCI)斷路器或使用自包含的接地故障中斷壁裝插座，其檢測電阻電流。然而，許多車載電動車輛電池充電器產生高的泄漏電流，其可以由于電容電流而引起例如GFCI斷路器或GFI壁裝插座等GFCI裝置跳閘并且這時真正的電阻接地故障實際上沒有出現。可在實際或電阻接地故障狀況不存在時通過通向接地的電容電流而使至少一些GFCI裝置誤跳閘。例如，電容電流可以超出至少一些已知的GFCI裝置的預定電流閾值并且導致GFCI裝置的誤跳閘。

發明內容

在一個方面，提供用于與電路一起使用的泄漏電流屏蔽裝置。該泄漏電流屏蔽裝置包括：至少一個電感負載裝置，其耦合于該電路并且配置成向該電路供應電感負載；和處理器，其通信上耦合于該電感負載裝置。該處理器配置成接收代表通過該電路的電流的信號、計算該電流的電容泄漏電流分量，以及使該電感負載裝置調整向該電路供應的電感負載以減小電容泄漏電流分量。

在另一個方面，充電系統包括：接地故障電路中斷器GFCI，其配置成檢測電路(其將源和負載耦合)中的電阻接地故障；和泄漏電流屏蔽裝置，其電耦合于GFCI。該泄漏電流屏蔽裝置包括：至少一個電感負載裝置，其耦合于該電路并且配置成向該電路供應電感負載；和處理器，其通信上耦合于該電感負載裝置。該處理器配置成接收代表通過該電路的電流的信號、計算該電流的電容泄漏電流分量和使該電感負載裝置調整向該電路供應的電感負載以減小電容泄漏電流分量。

在另一個方面，提供用于檢測電路中的電阻接地故障的方法。該方法包括在處理器處接收代表通過電路的電流的信號以及計算該電流的電容泄漏電流分量和接地故障電流分量。該方法還包括使至少一個電感負載裝置調整向該電路供應的電感負載以減小電容泄漏電流分量，并且該基于接地故障電流分量檢測電路中的電阻接地故障。

附圖說明

圖1是示范性充電系統的示意框圖。

圖2是可與在圖1中示出的充電系統一起使用的示范性泄漏電流屏蔽裝置的示意框圖。

圖3是圖示用于使用在圖1中示出的充電系統檢測電路中的電阻接地故障的示范性方法的流程圖。

具體實施方式

用于在屏蔽泄漏電流(例如電容泄漏電流)和/或檢測接地故障中使用的系統、方法和設備的示范性實施例在本文描述。這些實施例便于區分電容產生的泄漏電流和電阻接地故障，由此減少電路中斷裝置(例如接地故障電路中斷器)的誤跳閘。

術語“電裝置”一般指能夠從電插座接收電力并且將該電力的至少一部分存儲在電池或其他電力存儲裝置中的任何裝置。示范性電裝置可包括但不限于只包括電動車輛和混合電動車輛。上文的實施例僅僅是示范性的，并且從而不意在以任何方式限制術語“電裝置”的定義和/或含義。

圖1是用于在對電裝置102充電中使用的示范性充電系統100的示意框圖。在示范性實施例中，電裝置102包括充電裝置104和一個或多個電池106，其電耦合于充電裝置104。如本文描述的，電裝置102、充電裝置104和/或電池106可稱為負載。

在示范性實施例中，充電系統100包括電源108、接地故障電路中斷器(GFCI)110和泄漏電流屏蔽裝置200。屏蔽裝置200配置成可移除地耦合在GFCI?110和充電裝置104之間。在備選實施例中，屏蔽裝置200是電裝置102的部件。例如，屏蔽裝置200可以是充電裝置104的部件或可電耦合于充電裝置104。