[發(fā)明專利]故障檢測系統(tǒng)和電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610896208.5
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN107037302B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 察希·格羅文斯基;伊蘭·約瑟考維奇
• 申請（專利權(quán)）人: 太陽能安吉科技有限公司
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G01R19/25;H02S50/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 于小寧

一種故障檢測系統(tǒng)和電路。公開了一種用于改善電力系統(tǒng)的安全性的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。例如，可通過暫時(shí)啟用對流過一個或多個導(dǎo)體的電流進(jìn)行采樣來利用至少一個傳感器檢測差動電流。此外，可暫時(shí)改變電流流動，以便采樣系統(tǒng)中的電流。測量可本地和/或遠(yuǎn)程地處理，并且可采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣碓鰪?qiáng)系統(tǒng)的整體安全性。

相關(guān)專利申請的交叉引用

本申請要求提交于2015年10月14日的標(biāo)題為“Fault Detection System andCircuits(故障檢測系統(tǒng)和電路)”的美國臨時(shí)專利申請No.62/241,417的優(yōu)先權(quán)。本段中所列出的專利和專利申請據(jù)此全文以引用方式并入。

背景技術(shù)

也可稱為接地故障檢測器斷路器(GFDI)的電流設(shè)備諸如殘余電流檢測器(RCD)可不同地配置。在某些實(shí)施例中，電流設(shè)備可以是可用于通過檢測狀況和/或在檢測到電路中的異常狀況諸如泄漏(殘余)電流時(shí)斷開該電路來針對某些電氣狀況提供保護(hù)的電氣安全設(shè)備。RCD可包括任意數(shù)量的部件和功能，但常常包括測量兩條或多條線之間的差動電流的差動電流感測設(shè)備。如果這些線正在承載直流電流(DC)，則一條線可為通電(即“帶電”)線，一條線可為回流線。在某些RCD中，能夠檢測是否有某個電流可能正從電路“泄漏”出，這可能是潛在安全隱患的指示。

常規(guī)RCD通常大且昂貴，并且一些使用笨重的互感器。常規(guī)地，電流越大，RCD就越大且越貴。此外，常規(guī)RCD不能在高電流應(yīng)用中充分地檢測DC泄漏電流并提供保護(hù)。例如在互感器中，在次級繞組中感應(yīng)的電流通常與差動芯磁通成比例，而差動芯磁通對于DC電流可能為恒定的。

需要一種低成本的RCD，其既能夠檢測交流(AC)差動電流又能夠檢測直流(DC)差動電流，即使對于大電流也能夠有成本效率地運(yùn)行，能夠快速運(yùn)行以提高安全性，并能提供簡單可靠的機(jī)制來提高整體安全性。在光伏(PV)系統(tǒng)中對差動DC電流檢測的需求尤其強(qiáng)烈，光伏系統(tǒng)常常有以下特征：高DC電流、裸露的環(huán)境、住宅客戶以及可能缺乏經(jīng)驗(yàn)的用戶。

發(fā)明內(nèi)容

以下是為了進(jìn)行示意性說明的目的對一些發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行的簡要概述，其并非意圖限制或約束本發(fā)明和具體實(shí)施方式部分中的實(shí)例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)具體實(shí)施方式部分將想到其他新穎的組合和特征。

本文的實(shí)施例可使用具有專門電流引導(dǎo)系統(tǒng)的RCD，所述專門電流引導(dǎo)系統(tǒng)使低成本的RCD能夠檢測AC和DC電流二者。

在示例性的RCD中，電路(例如切換電路)可用于降低成本以及提高系統(tǒng)可靠性。例如，如果需要確定兩條線之間的差動電流，則一示例性電流引導(dǎo)系統(tǒng)可生成高頻電流分量，該高頻電流分量可被適當(dāng)?shù)碾娐凡考T如傳感器檢測到。在一些實(shí)施例中，能夠檢測高頻電流的電流互感器的成本可顯著低于用于檢測低頻電流的電流互感器的成本。在一些實(shí)施例中，RCD可包括合適的電路(例如開關(guān)，諸如MOSFET開關(guān))。這些電路可在操作中不同地配置。在其中電路包括開關(guān)的示例性實(shí)施例中，所述開關(guān)可被切換，使得它們交錯操作，從而開關(guān)(例如MOSFET開關(guān))的接通和關(guān)斷可以合適的頻率(例如以比電網(wǎng)頻率高的頻率)進(jìn)行并且可利用合適的定時(shí)來定時(shí)(例如，可暫時(shí)允許電流流過合適的電路諸如電流互感器的初級繞組和/或次級繞組)。在一些實(shí)施例中，可允許電流流過電流互感器，但電流感測可被啟用一預(yù)先確定的時(shí)間段(例如一個短的時(shí)間，諸如短于0.5秒、或短于0.1秒、或甚至短于0.001秒)。在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，電流感測可被啟用甚至更短的時(shí)間，例如10μ秒(即0.000001秒)。

在示例性RCD中，對于傳感器測量的使用存在若干選項(xiàng)。在一些實(shí)施例中，在檢測到差動電流時(shí)，安全繼電器可斷開，從而切斷帶電線。在其它實(shí)施例中，用戶界面可被更新以反映當(dāng)前操作狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)可被傳輸給計(jì)算系統(tǒng)，數(shù)據(jù)在那里被收集和處理以供進(jìn)一步分析。

示例性RCD可應(yīng)用于各種電氣系統(tǒng)。例如，其可用于檢測住宅、商用或高壓AC系統(tǒng)中的差動電流。其也可用于檢測DC系統(tǒng)諸如光伏系統(tǒng)或其他生成或消耗DC電力的系統(tǒng)中的差動電流。