用于自适应AC/DC浪涌保护的方法和设备技术

本公开提供用于提供浪涌保护的实施例，其中在检测到接线故障、过电压和/或欠电压之后，电负载可与其电力供应隔离。

Method and equipment for adaptive AC/DC surge protection

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自适应AC/DC浪涌保护的方法和设备相关申请本国际申请主张2017年2月14日申请的名为“用于自适应AC/DC浪涌保护的方法和设备(MethodsandApparatusforAdaptiveAC/DCSurgeProtection)”的第15/432,348号美国专利申请的优先权。第15/432,348号美国专利申请的全部内容以引用方式并入本文中。
技术介绍
本公开涉及提供电力，并且更明确地说，本公开涉及用于自适应AC/DC浪涌保护的方法和设备。通过比较AC/DC电力浪涌保护的常规做法与本公开的剩余部分中参照附图所阐述的本专利技术的方法和系统的一些方面，这些做法的局限性和缺点对于本领域的技术人员来说将变得明显。
技术实现思路
提供用于自适应AC/DC浪涌保护的方法和设备的方法和系统，实质上如附图中的至少一幅所图示并且结合附图中的至少一幅所描述，如权利要求书中更全面地阐述。附图说明从下文中结合附图对实例实施例的描述来看，这些和/或其它方面将变得明显并且更容易理解。图1示出根据本公开的一些方面的浪涌保护电路的简要框图。图2示出根据本公开的实例实施例的浪涌保护装置的框图。图3示出根据本公开的实例实施例的与负载串联的浪涌保护装置的框图。图4示出根据本公开的实例实施例的与负载并联的浪涌保护装置的框图。图5示出可由根据本公开的实例实施例的浪涌保护装置保护的各种实例电流分配电路。图6示出根据本公开的实施例的浪涌保护系统的框图。图7示出根据本公开的实施例的浪涌保护系统的输入/输出电路的框图。图8示出根据本公开的实施例的使用浪涌保护系统的实例方法的流程图。具体实施方式通常，稳定的电力供应对于许多类型的设备的正常功能来说是需要的。显著地比标称操作电压高的电压可导致设备的损坏，而显著地比标称操作电压低的电压可导致设备运转失常。在一个地点的过电压状况(也被称为浪涌或高涨)可例如由于闪电、电力公司运转失常和/或接通或断开所述地点处的许多装置而发生。在一个地点的欠电压(也被称为骤降)可例如由于电力公司消费者对电力的过多需求、电力公司运转失常和/或接通或断开所述地点处的许多装置而发生。本公开的各种实施例描述免于一个或更多个电负载的电压波动的浪涌保护以及在在检测到接线故障或其它故障的情况下在适当的时候将电负载从电力隔断。在本公开中，“过电压”被定义为高于高压阈值的电压，并且“欠电压”被定义为低于低压阈值的电压。实施例公开用于保护电负载的方法，其中所述方法包含通过用浪涌保护装置调节源电压而将负载电压提供到电负载。实施例可监视来自电源的源电压以及至少为电负载提供电力的电源的接线故障。实施例可还在检测到以下至少一种情况之后中断(切断)电路连接以停止将负载电压提供到电负载：接线故障以及源电压的过电压和/或欠电压中的一个。虽然过电压和欠电压可出于不同目的而设定为不同值，但AC系统的过电压的实例可以是大于标称RMSAC电压的110％的电压，并且AC系统的欠电压的实例可以是小于标称RMSAC电压的90％的电压。另一实施例公开电负载的浪涌保护装置(SPD)。SPD包含被配置成监视浪涌保护装置的源电压的电压检测电路。SPD可还包括被配置成检测至少电源的接线故障的接线诊断电路。SPD可还包括切断电路，所述切断电路被配置成作出(接通)电路连接以将负载电压提供到电负载以及中断(切断)电路连接以停止将负载电压提供到电负载。切断电路被配置成在检测到以下至少一种情况之后中断电路连接：接线故障以及源电压的过电压或欠电压中的一个。SPD可还包括被配置成调节负载电压以将负载电压保持在最小过电压之下的浪涌保护电路。本公开的各种实施例可针对电压的类型(AC或DC)、电压电平(例如，从12VDC到大致1500VDC，从100VAC到大致600VAC)、不同电流电平等而用于不同位置和辖区。针对DC系统，本公开的各种实施例可用于具有正导线和负导线的电路，其中该电路可以是负接地电路或正接地电路。本公开的各种实施例可检测接线故障、源电压的过电压和源电压的欠电压中的至少一个。过电压、欠电压和至少一些接线故障可例如通过电压测量来检测。取决于接线配置，可跨越以下所述的至少一者来进行电压测量：第一火线到第二火线、火线到中性线、火线到接地线、中性线到接地线、第一相线到第二相线、第一相线到中性线、第一相线到接地线、中性线到接地线等。接线故障可在发生以下情形时存在：中性线与接地线之间的电压高于高电压阈值；火线、中性线和接地线中的至少一个断开；火线和中性线相互颠倒；火线电压存在于中性线上；以及火线电压存在于火线、中性线和接地线中的两个或更多个上。虽然断开的导线可在技术上不同于缺失(未接线)的导线，但出于本公开的目的，术语“断开”在应用到导线时将也表示缺失的导线，除非另有具体陈述。图1示出根据本公开的一些方面的浪涌保护装置的简要框图。参照图1，示出电源100、浪涌保护系统(SPS)102和电负载104。电源100可取决于正由SPS102保护的电负载104而变化。例如，如果电负载104是个人计算机和相关物品(例如，监视器)，那么电源100可以是家用电路，并且更明确地说，是SPS102可插入到其中的电插座。如果电负载104是针对一个家庭的，那么电源100可以是将家庭连接到电力公司电网的电力公司电力线路。电负载104可包含商业大楼、工厂、大楼、工厂或家庭的一些区域等。因此，可以明白，作为本公开的实施例，SPS102可针对各种电负载而被定标。SPS102的范围可从插入到壁装插座中并且其它装置可插入到其中的装置到可硬接线(或以其它方式连接)到电输入点的较大装置(例如，电熔丝盒)。当房屋/大楼/工厂等的一些区域受到保护时，SPS102可经由熔丝盒中的一个或更多个断路器或断路器和熔丝盒的等同物而连接。通常，电源100将源电压提供到SPS102，并且SPS102将负载电压提供到电负载104。当初次投入使用时，在将负载电压提供到电负载104之前，SPS102可监视源电压是否因高于下限阈值并低于上限阈值而处于容限内。下限阈值可例如比标称电压低10％，并且上限阈值可例如比标称电压高10％。上限阈值和下限阈值对于不同实施方案、电负载和/或辖区可以是不同的。然而，因为存在电压抑制，所以取决于抑制电路的规格，过电压的容限水平可较高。此外，如上所述，不同实施例可具有到电路的不同附接点，但为了便于解释，SPS102将被描述为便携式SPD，其插入到电插座中并且一个或更多个电气装置插入到该SPD中。也就是说，SPS102与电气装置串联。因此，“一个或更多个电气装置”将被称为电负载104，并且120VAC家用电接线将被称为电源100。电负载104可具有两根导线(火线和中性线)或三根导线(火线、中性线和接地线)。SPS102可还监视电源100的电接线以确定不存在接线故障(电气故障)。在一些情况下，例如，当负载104接收负载电压时，可在监视电源100的电接线时也监视电负载104的电接线。本公开的一些实施例可具有独立监视电路以在电负载104不被提供以负载电压时相互独立地实现电源100和电负载104的电接线的监视。一旦SPS102确定源电压处于容限内，负载电压将被提供到电负载104。各种实施例可使用一个或更多个继电器或开关以将负载电压提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于保护电负载的方法，包括：通过用浪涌保护装置调节源电压而将负载电压提供到所述电负载；监视来自电源的所述源电压以及监视至少为所述电负载提供电力的所述电源的接线故障；在检测到以下至少一种情况之后中断电路连接以停止将所述负载电压提供到所述电负载：所述接线故障，以及所述源电压的过电压和/或欠电压中的一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.14 US 15/432,3481.一种用于保护电负载的方法，包括：通过用浪涌保护装置调节源电压而将负载电压提供到所述电负载；监视来自电源的所述源电压以及监视至少为所述电负载提供电力的所述电源的接线故障；在检测到以下至少一种情况之后中断电路连接以停止将所述负载电压提供到所述电负载：所述接线故障，以及所述源电压的过电压和/或欠电压中的一个。2.根据权利要求1所述的方法，包括当不存在来自所述电源的源电压时，中断所述电路连接。3.根据权利要求1所述的方法，其中中断所述电路连接包括中断所有热线和所述中性线的连接。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述源电压对于正导线和负导在大致12VDC到大致1500VDC的范围内变化。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述源电压在大致100VAC到大致600VAC的范围内变化。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述过电压是大于标称RMSAC电压的110％的电压，并且所述欠电压是小于所述标称RMSAC电压的90％的电压。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述接线故障包括以下各者中的至少一个：在中性线与接地线之间，电压高于高电压阈值，火线、所述中性线和所述接地线中的至少一个断开，所述火线和所述中性线相互颠倒，火线电压存在于所述中性线上，以及所述火线电压存在于所述火线、所述中性线和所述接地线中的两个或更多个上。8.根据权利要求1所述的方法，其中监视所述负载电压包括监视跨越火线、中性线和接地线中的两个的电压差。9.根据权利要求1所述的方法，包括在中断所述电路连接之后，在进行所述电路连接以将所述负载电压提供到所述电负载之前等待预定时间段。10.根据权利要求9所述的方法，包括在等待所述预定时间段之后，在进行所述电路连接以将所述负载电压提供到所述电负载之前，验证所述源电压并非过电压，并非欠电压，并且不存在接线故障。11.根据权利要求9所述的方法，其中所述预定时间段是可调整的。12.根据权利要求1所述的方法，包括经由有线传输器和无线传输器中的至少一个而传输所述电源、所述电负载的状态以及所述浪涌保护装置的状态中的至少一个。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述状态被传输到监视站和所述电负载中的至少一个。14.根据权利要求12所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪米特里斯·吉姆·佩勒格里斯，理查德·约瑟夫·厄本，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US