一种用于电力负载的电保护装置，具有外部导电表面，两个输入端与有效导线和中性导线电连接；两个输出端与负载13电连接；所述负载引出负载电流；第一监测单元对有效导线和中性导线中流动的负载电流进行响应以产生第一故障信号；第二监测单元对来自导电表面的电流，和所述导电表面和所述中线导线和/或地间的电压中的一个或两个进行响应，以产生第二故障信号，以及保护单元，所述保护单元在正常状态下分别将所述输入端与所述输出端进行连接，从而允许所述负载电流从所述电源通过所述保护装置进行加载，且对所述第一故障信号和所述第二故障信号任一进行响应，从而在受保护状态运行时将所述输入端与所述输出端进行电隔离，并阻止所述负载电流流动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电保护装置，及一种包括所述装置的电保护系统。本专利技术的实施 例特别适用于低压电气配电系统（EDS)，特别是住宅、商业楼宇和工业用的电源电压的应 用。然而本文说明的特别提及这些应用的一些实施例，并不用于限制本专利技术的适用领域，本 专利技术具有广阔的应用范围。
技术介绍
贯穿全文的关于
技术介绍
的任何讨论不应被认为是众所周知的，或被认为是本领 域公知常识的一部分。 低压电气配电系统在世界上有许多变换形式。例如，在澳大利亚的标准是完全接 地（如TN-C-S配置）。相应地，在一些特定的应用中和世界其他地区，则更喜欢完全隔离的 接地系统，这种类型的接地系统被称为IT系统，在没有任何伤害直接威胁或服务丢失的情 况下，可用于支持电导体和地之间的单一故障。第二故障必须要在对生命的伤害或危险产 生以前产生。 在世界其他地区使用不同的接地系统，如日本，使用的是TT系统。此配置的故障 电流接地路径采用真实地面传导故障电流，这些接地地面的阻抗在它们的生命周期内可从 高度导电变化至几乎绝缘，因而这种配置是部分接地或是不安全接地。 EDS不仅需要在电源和负载之间设置电力保护，而且还需包括至少两个可以使负 载从电源获得负载电流的导体。这两个必要的导体通常被称为有效导线（或简称"有效"） 和中性导线（或简称"中性"），他们分别用于从电源流通至负载的负载电流及从负载流回 电源的返回电流，这两种电流都会流经位于电源和负载之间的电力保护。 在接地EDS的传统电源电压设置中，电力保护通常由剩余电流装置（称为RCD)提 供。作为为EDS提供二级保护的方法，这种技术在上世纪中后期发展起来。这种保护形式 是基于输入或负载电流（指有效导线中流动的电流）和返回电流（中性导线中动的电流） 的差值测量进行的。通常与EDS相连的电力负载具有防护金属-通常为防护箱。在接地 EDS中，如TN-C-S系统，防护箱与单独设置的接地连接，该地也与电源相关。如果允许故障 电流经过防护金属流至地面的电路或负载中出现故障时，所述故障电流将不再通过RCD返 回，作为不平衡的故障电流会在RCD负载和返回电流中被检测到，一旦这种不平衡超出阈 值，RCD就会启动保护动作。 作为二级安全保护的主要形式，RCD保护在许多国家都被普遍利用。即便如此，依 然存在有效导线和中性导线间电流不平衡安全指标低的配电系统配置和情况，包括：与绝 缘或高阻抗地面接地的电力系统，直到第二故障出现时只有很少或没有电流流过（从而将 用户暴露于不必要的伤害风险中）；同等故障电流流至有效导体和中性导体的发电故障； 故障电流矢量在RCD点取消但在故障点流动的配置。 只有在接地系统中才能有效的利用RCD，但并不是所有的EDS都会接地，在这些没 有接地的EDS中使用了其他的保护系统。例如，被称为"iFS技术"的一种独立保护技术在 过去二十年被发展起来，并由国际申请PCT/AU2009/001679、PCT/AU2009/001678公开，上 述两篇申请的内容都通过交叉引用的方式包含于本文中。概括来说，iFS技术就是通过电 子负载直接监测防护金属部件，从而感应从金属部件流至相应导体的任何故障电流。任何 由所述防护金属部件电势升高引起的电流都是负载和防护金属部件间电绝缘故障的结果。 如果从负载流至防护金属部件的故障电流达到一定的阈值级别，那么iFS技术将会启动保 护动作。 如上文所述，RCD技术只在适当的接地环境（具有有效接地配置的配电系统，如澳 洲普遍利用的TN-C-S系统）中提供有效保护。通过依靠接地配置的电连接，RCD在故障期 间允许充分的电流流动从而引起可测量的电流不平衡。相比而言，iFS技术不依靠有效的 接地配置和任何绝缘故障来引出保护响应。但是在接地条件好的环境中iFS技术是不利和 /或不敏感的，所述故障不会显著影响防护金属部件的电势，因此显著的电流将不会流经相 应的导线引起保护响应。 所有现存的系统都存在一定的限制，因而本领域依然需要一种改进的电保护装置 来提高安全性并减少电力故障引起的财产损失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服或改善在先技术中的至少一个缺点，或者提供有用的替代 方式。 至少一个实施例的目的是为了提供一种改进的电保护装置，从而更好的促进公共 安全、减少电力故障引起的财产损失。 根据本专利技术第一特征提出的一种用于具有外部导电表面的电力负载的电保护装 置，所述装置包括： 至少两个输入端，与所述保护装置上游的电源的有效导线和中性导线电连接； 至少两个输出端，与所述负载电连接；所述负载与所述保护装置电连接，并位于所 述保护装置的下游，且在使用中引出负载电流； 第一监测单元，用于选择性产生第一故障信号对有效导线和中性导线中流动的负 载电流进行响应； 第二监测单元，用于选择性产生第二故障信号对下列任一或两个都进行响应：来 自所述导电表面的电流、导电表面和中性导线和/或地之间的电压； 保护单元，用于正常状态运行时将所述输入端与所述输出端进行电连接，从而允 许所述负载电流从所述电源通过所述保护装置流至负载；所述保护单元对所述第一故障信 号和所述第二故障信号任一进行响应，从而在受保护状态运行时将所述输入端与所述输出 端进行电隔离，并阻止所述负载电流流动。 在实施例中，所述导电表面是防护金属部件。 在实施例中，所述防护金属部件确定了所述负载的外部壳体。 在实施例中，所述第一监测单元对所述有效导线和所述中性导线中的负载电流的 不平衡进行响应，以选择性产生第一故障信号。 在实施例中，所述第一监测单元产生第一故障信号对超出第一预设阈值的电流不 平衡进行响应。 在实施例中，所述第二监控单元产生所述第二故障信号对导电表面和中性导线之 间的电流进行响应。 在实施例中，所述第二监测信号产生第二故障信号对从导电表面流至中性导线的 超出第二预设阈值的电流进行响应。 在实施例中，所述第二监测单元产生第二故障信号对从导电表面流至地的电流进 行响应。 在实施例中，所述第二监测单元产生第二故障信号以对从导电表面流至地的超出 第三预设阈值的电流进行响应。 在实施例中，所述第二监测单元产生第二故障信号对导电表面和中性导线之间的 电压进行响应。 在实施例中，所述第二监测信号产生第二故障信号以对导电表面和中性导线之间 流动的超出第四预设阈值的电压进行响应。 在实施例中，所述第二监测单元产生第二故障信号以对导电表面和地之间的电压 进行响应。 在实施例中，所述第二监测信号产生第二故障信号以对导电表面和地之间流动的 超出第五预设阈值的电压进行响应。 在实施例中，所述电保护装置包括位于所述导电表面和电气地之间的限流器单 元，所述限流器单元选择性地将所述导电表面与地进行电隔离以响应从所述导电表面流至 地的电流。也就是说，限流器阻止电流从导电表面流至地。 在实施例中，所述保护单元在保护状态运行将输入端与输出端电绝缘并阻止负载 电流的流动，从而对导电表面流至地的电流进行响应。 在实施例中，所述第一监测单元包括第一电路，第二监测单元包括第二电路，所述 第二电路与所述第一电路具有至少一个公共电气元件。 在实施例中，所述第一电路和所述第二电路具有多个公共电气元件。 在实施例中，至少一个所述电气元件是处理器。 在实施例中，至少本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于具有外部导电表面的电力负载的电保护装置，所述装置包括：至少两个输入端，与所述保护装置上游的电源的有效导线和中性导线电连接；至少两个输出端，与所述负载电连接；其特征在于，所述负载与所述保护装置电连接，并位于所述保护装置的下游，且在使用中引出负载电流；第一监测单元，用于选择性产生第一故障信号对有效导线和中性导线中流动的负载电流进行响应；第二监测单元，用于选择性产生第二故障信号对下列任一或两个都进行响应：来自所述导电表面的电流、导电表面和中性导线和/或地之间的电压；保护单元，用于正常状态运行时将所述输入端与所述输出端进行电连接，从而允许所述负载电流从所述电源通过所述保护装置流至负载；所述保护单元对任一所述第一故障信号和所述第二故障信号进行响应，从而在受保护状态运行时将所述输入端与所述输出端进行电隔离，并阻止所述负载电流流动。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·卢比松，理查德·哈里斯，
申请(专利权)人：iep二研究有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU
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