一种远供电源触电保护系统及其触电保护方法技术方案

本发明专利技术涉及一种远供电源触电保护系统及其保护方法，为解决现有技术中通过比较局端与远端电流差值来实现触电保护所存在的成本较高、容易引起误保护等问题，本发明专利技术中，针对远端：在远端负载的输入电源被接通达到预定的接通时长（Ｔ↓［ｏｎ］）后，将输入电源断开，在断开达到预定的断开时长（Ｔ↓［ｏｆｆ］）后，再将输入电源接通，如此反复；在输入电源被断开期间则由储能电路为远端负载提供临时电源。针对所述局端：检测从局端送到远端的输出电流，并判断在输入电源每一次被断开期间所述输出电流是否大于预定的基准电流，如果是则断开所述输出电源，否则保持所述输出电源的接通状态。本发明专利技术系统和方法具有触电保护的反应时间短、检测精度高、实现成本极低、简单可靠等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电信网络中的远距离供电技术，更具体地说，涉及一种用于电信网络的远供电源触电保护系统及其触电保护方法。
技术介绍
如图1所示，远供电源，就是利用电信网络从局端向远端传输供远端设备使用的工作电源，因为其传送距离较远，所以需要较高的电压才能传送足够的电源功率，通常是200～400V的直流电。这个电压的直流电对人体是有危险的，如果操作者同时触摸到电源正、负两极，则可能造成触电死亡等事故。因此需要采取适当的保护措施，现有技术中的保护方法是比较局端输出电流Iup与远端输入电流Idown之间的差值，正常情况下两者的差值应为零；如果两者的差值超过一定值(例如50mA)，则表示可能发生了人体触电事故(触电时的电流从正极直接经人身流向负极，未流经负载)，此时快速切断局端的输出电压，以保护触电者。这种保护方法存在以下几点不足(1)、通常情况下，局端输出的负载电流最大可达1安培甚至更大，而触电保护需要检测的电流差值只有几十毫安，相对于正常的负载电流来说几乎可以忽略不计，要在大部分负载条件下分辨出几十毫安的电流差值是很困难的，通常需要采用很高精度的传感器，成本较高，而且实际使用中也常因检测误差而产生误保护；(2)、局端和远端之间通常相距几公里，在比较局端与远端之间的电流差值时，需将远端采集到的电流值通过高速通信方式传送到局端，其传送时间应低于触电者能够承受高压的时间(几毫秒到几十毫秒)。在现有的技术，要实现这一目的需要很高的成本，同时存在很大的风险，例如在通信中断或者产生误码时，则可能无法实现正常保护、或者会产生误保护。(3)、在比较局端与远端之间的电流差值时，需要比较的是同一时刻的电流，如果不是同一时刻的电流，那么极可能因负载的变化而引起电流的随时变化，从而容易引起误保护。因此，需在局端和远端之间采取适当的同步措施，以确保所比较的是在同一时刻采集到的电流值。要实现这一目的也会使得设备复杂、成本增加。(4)、在局端接通电源启动的过程中，为了尽快达到预定的输出电压值，负载电流的上升率通常很大，这样可能出现来不及将远端电流采样上报局端而局端输出电流就已经发生了变化的情况，从而导致出现误保护。为了避免这种误保护，现有技术中通常是在电源启动阶段屏蔽触电保护功能，等到负载电流稳定之后再启动触电保护功能，这样一来，在启动阶段就存在不能保护的死区。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷，本专利技术要解决现有技术中通过比较局端与远端电流差值来实现触电保护所存在的成本较高、容易引起误保护等问题，以提供一种成本低而准确度高的触电保护方案。为解决上述技术问题，本专利技术首先提供一种远供电源触电保护方法，其中由局端向远端传输直流电，其中，针对所述远端在远端负载的输入电源被接通达到预定的接通时长(Ton)后，将所述输入电源断开，在断开达到预定的断开时长(Toff)后，再将所述输入电源接通，如此反复；在所述输入电源被断开期间则由储能电路为远端负载提供临时电源；针对所述局端检测从局端送到远端的输出电流，并判断在所述输入电源每一次被断开期间所述输出电流是否大于预定的基准电流，如果是则断开所述输出电源，否则保持所述输出电源的接通状态。在本专利技术所述的方法中，所述远端与局端之间可以独立运作，此时，针对所述局端可每隔一个预定的扫描间隔(Tscan)判断一次所述输出电流是否大于所述基准电流，并以所述接通时长(Ton)加上断开时长(Toff)之和作为一个周期，判断在每一个周期结束时所述输出电流大于所述基准电流的次数是否大于第一预定次数，如果是则断开所述输出电源，否则保持所述输出电源的接通状态。在本专利技术所述的方法中，所述远端与局端之间可通过同步信号关联运作，此时，针对所述远端在每一次断开所述输入电源的同时，还向所述局端发送一个同步信号；针对所述局端所述局端在收到所述同步信号之后的一段等于所述断开时长(Toff)的时间内，每隔一个预定的扫描间隔(Tscan)判断一次所述输出电流是否大于所述基准电流，如果在所述断开时长(Toff)的时间内所述输出电流大于基准电流的次数大于第二预定次数，则断开所述输出电源，否则保持所述输出电源的接通状态；其他时间则保持所述输出电源的接通状态。在本专利技术所述的方法中，以所述接通时长(Ton)加上断开时长(Toff)之和作为一个周期，所述接通时长(Ton)在一个周期的比值为50％～99.9％。另外，本专利技术还提供一种远供电源触电保护系统，其中由局端向远端传输直流电，在所述远端设有用于按预定的接通时长(Ton)和断开时长(Toff)周期性地接通/断开远端负载的输入电源的远端开关电路，以及连接于所述远端开关电路与远端负载之间的电源线上、用于在所述输入电源被断开时为远端负载提供临时电源的储能电路；在所述局端设有用于检测从局端送到远端的输出电流值的电流采样电路，以及局端开关电路，所述局端开关电路根据所述电流采样电路的输出结果在所述输入电源被断开期间是否大于预定的基准电流，来确定是否断开由局端送到远端的输出电源。在本专利技术所述的系统中，当所述远端与局端之间独立运作时，所述远端开关电路中包括串接于所述电源线上的远端电控开关，用于按预定的接通时长(Ton)和断开时长(Toff)周期性地控制所述远端电控开关的接通/断开的远端控制电路，以及连接于所述电控开关与局端之间的电源线上、用于为整个远端开关电路提供工作电源的辅助电源电路。所述局端开关电路中包括串接于所述电源线上的局端电控开关，以及用于控制所述局端电控开关的接通/断开的局端控制电路；所述局端控制电路每隔一个预定的扫描间隔(Tscan)判断一次所述输出电流是否大于所述基准电流，并以所述接通时长(Ton)加上断开时长(Toff)之和作为一个周期，判断每一个周期结束时所述输出电流大于所述基准电流的次数是否大于第一预定次数，如果是则断开所述局端电控开关，否则保持所述局端电控开关的接通状态。在本专利技术所述的系统中，当所述远端与局端之间关联运作时，所述远端开关电路中还包括与所述远端控制电路连接、用于在每一次断开所述远端电控开关的同时向所述局端开关电路发出一个同步信号的同步信号发送电路；所述局端开关电路中包括串接于所述电源线上的局端电控开关，以及用于根据所述局端电控开关的接通/断开的局端控制电路；所述局端控制电路在收到所述同步信号之后的一段等于所述断开时长(Toff)的时间内每隔一个预定的扫描间隔(Tscan)判断一次所述输出电流是否大于所述基准电流，如果在所述断开时长(Toff)的时间内所述输出电流大于基准电流的次数大于第二预定次数，则断开所述局端电控开关，否则保持其接通状态，其他时间则保持所述局端电控开关的接通状态。在本专利技术所述的系统中，所述局端开关电路中可以还包括用于设置模拟式基准电流的基准值设置电路以及，用于将所述电流采样电路检测所得的输出与所述基准值设置电路的输出进行比较的比较电路，所述比较电路的输出端连接到所述局端控制电路。在本专利技术所述的系统中，所述局端开关电路中可以还包括用于对所述电流采样电路的输出进行模-数转换的模-数转换器，以及用于存储数字式基准电流的基准电流存储器；所述模-数转换器和基准电流存储器的分别连接到所述局端控制电路。在本专利技术所述系统中的储能电路最好为接于所述电源线正、负极之间的储能电容。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种远供电源触电保护方法，其中由局端向远端传输直流电，其特征在于，针对所述远端：在远端负载的输入电源被接通达到预定的接通时长（Ｔ↓［ｏｎ］）后，将所述输入电源断开，在断开达到预定的断开时长（Ｔ↓［ｏｆｆ］）后，再将所述输入电源接通， 如此反复；在所述输入电源被断开期间则由储能电路为远端负载提供临时电源；针对所述局端：检测从局端送到远端的输出电流，并判断在所述输入电源每一次被断开期间所述输出电流是否大于预定的基准电流，如果是则断开所述输出电源，否则保持所述输出电源 的接通状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐建华，徐建生，周平森，郝建伟，
申请(专利权)人：艾默生网络能源有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]