用于自适应AC/DC浪涌保护的方法和设备技术

公开用于自适应浪涌保护的方法和设备。实例方法包括：通过用浪涌保护装置(102)调节源电压而将负载电压提供到电负载；经由电压检测电路(206)而监视来自电源(100)的源电压；以及经由接线诊断电路(202)而确定是否检测到接线故障；经由闪电检测电路(203)而监视浪涌保护装置的阈值距离内有无闪电的存在；以及响应于检测到以下各者中的至少一个而用开关装置(208)中断电路连接以停止将负载电压提供到电负载：接线故障的存在、阈值距离内的闪电的存在、源电压处的过电压；或电源处的电压不足。

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10月20日申请的名为“用于自适应AC/DC浪涌保护的方法和设备(METHODANDAPPARATUSFORADAPTIVEAC/DCSURGEPROTECTION)”的第62/574,948号美国临时专利申请和2018年10月18日申请的名为“用于自适应AC/DC浪涌保护的方法和设备(METHODANDAPPARATUSFORADAPTIVEAC/DCSURGEPROTECTION)”的第16/164,685号美国专利申请的优先权。第62/574,948号美国临时专利申请和第16/164,685号美国专利申请的全部内容以引用方式并入本文中。
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电力浪涌保护的传统方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，这些传统方法的局限性和缺点对于本领域的技术人员来说将变得清楚。
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。附图说明这些和/或其它方面将结合附图从下面对具体实施方式的描述中变得清楚并且更容易理解。图1示出根据本公开的一些方面的浪涌保护系统的高层框图。图2示出根据本公开的一些方面的包含闪电检测模块的实例浪涌保护装置的框图。图3示出根据本公开的一些方面的与负载串联的浪涌保护装置的框图。图4示出根据本公开的一些方面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一些方面的浪涌保护装置保护的各种实例电流分配电路。图6示出根据本公开的一些方面的浪涌保护系统的框图。图7示出根据本公开的一些方面的浪涌保护系统的输入/输出电路的框图。图8示出根据本公开的一些方面的使用浪涌保护系统的实例方法的流程图。图9示出图1的闪电检测模块的实例实施方案的框图。附图未必按比例绘制。适当时，类似或相同附图标记用于表示类似或相同部件。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合需的。比名义操作电压高很多的电压可导致设备的损坏，而比名义操作电压低很多的电压可导致设备运转失常。一个地点的过电压状况(也被称为浪涌或涌浪)可例如由于闪电、电力公司运转失常和/或开启或关断地点处的许多装置而发生。一个地点处的电压不足(也被称为骤降)可例如由于电力公司客户对电力的过多需求、电力公司运转失常和/或开启或关断所述地点处的许多装置而发生。所公开的实例提供浪涌保护以防止对于一个或更多个电负载的电压波动以及在检测到接线故障或其它故障的情况下在可适用时将电负载与电力隔离开。在本公开中，“过电压”被定义为高于高电压阈值的电压，并且“电压不足”被定义为低于低电压阈值的电压。过电压和/或电压不足状况可以是基于名义或预期电压来确定的。虽然过电压和/或电压不足可出于不同目的而设置为不同值，但AC系统的过电压的实例可以是大于名义RMSAC电压的110％的电压，并且AC系统的电压不足的实例可以是小于名义RMSAC电压的90％的电压。接线故障可在发生以下情形时存在：a)中性线与接地线之间的电压高于高电压阈值；b)火线、中性线或接地线中的至少一个浮空；c)火线和中性线相互颠倒；d)火线电压存在于中性线上；或e)火线电压存在于火线、中性线或接地线中的两个或更多个上。虽然处于浮空状况下的导线可在技术上不同于导线缺失(未接线)，但出于本公开的目的，术语“浮空”在应用到导线时也表示缺失导线，除非另有具体陈述。在雷击期间，接近闪电击中的区域的大地(地面)有可能被闪电所产生的流动到地面的电流渗透。即使采用最好的常规浪涌保护装置，连接到电力线路的电气设备也可能因闪电而受损，这是因为常规浪涌保护装置基本上被设计成将能量排放到地面。在雷击期间，将能量排放到地面可由于地电位升高而变得不可能。因此，在检测到闪电活动时事先将设备从电力线路切断具有在雷击期间提高设备的保护的优点。所公开的用于保护电负载的方法包含：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；经由电压检测电路而监视来自电源的源电压；经由接线诊断电路而确定是否检测到接线故障；经由闪电检测电路而监视浪涌保护装置的阈值距离内有无闪电的存在；以及响应于检测到以下各者中的至少一个而用开关装置中断电路连接以停止将负载电压提供到电负载：接线故障的存在、阈值距离内的闪电的存在、源电压处的过电压；或电源处的电压不足。在一些所公开的方法中，阈值距离是可调整的。在一些所公开的方法中，阈值距离在5公里内。在一些所公开的方法中，中断电路连接包含中断电源与电负载之间的所有火线和所有中性线的连接。一些所公开的方法包含：在第一时间段内经由闪电检测电路而监视阈值距离内有无闪电活动；以及响应于在第一时间段期间确定在阈值距离内未检测到闪电，重新建立电路连接以将负载电压提供到电负载。在一些所公开的方法中，第一时间段是可调整的。一些所公开的方法包含向用户指示在预定距离内何时已检测到闪电。一些所公开的方法包含收集并存储闪电检测数据。一些所公开的方法还包含经由有线传输器或无线传输器中的至少一个而传输电源、电负载的状态、阈值距离内的闪电的存在以及浪涌保护装置的状态中的至少一个。在一些所公开的方法中，状态被传输到监视站和电负载中的至少一个。所公开的浪涌保护装置包含：电压检测电路，被配置成监视将由电源提供到电负载的源电压；接线诊断电路，被配置成确定是否检测到接线故障；闪电检测模块，被配置成检测相对于浪涌保护装置的阈值距离内的闪电的存在；以及切断电路，被配置成：选择性地进行电源与电负载之间的电路连接；以及响应于检测到以下各者中的至少一个而中断电路连接：检测到接线故障；阈值距离内的闪电的存在；源电压处的过电压状况；或源电压处的电压不足状况。在一些所公开的浪涌保护装置中，闪电检测模块被配置成区分闪电活动和非闪电噪声。在一些所公开的浪涌保护装置中，源电压包含以下各者中的至少一个：范围是大约12VDC到大约1500VDC的DC电压或范围是大约100VAC到大约600VAC的AC电压。在一些所公开的浪涌保护装置中，闪电检测模块由浪涌保护装置供电。在一些所公开的浪涌保护装置中，闪电检测电路被配置成在第一时间段内监视阈值距离内有无闪电活动，并且切断电路被配置成响应于确定在第一时间段期间在阈值距离内未检测到闪电，重新建立电路连接以将负载电压提供到电负载。在一些所公开的浪涌保护装置中，第一时间段或阈值距离中的至少一个是可调整的。一些所公开的浪涌保护装置包含通信装置，所述通信装置被配置成经由有线传输器和无线传输器中的至少一个而传输以下各者中的至少一个：电负载的状态或浪涌保护装置的状态。在一些所公开的浪涌保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于保护电负载的方法，包括：/n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；/n经由电压检测电路而监视来自电源的所述源电压；/n经由接线诊断电路而确定是否检测到接线故障；/n经由闪电检测电路而监视所述浪涌保护装置的阈值距离内有无闪电的存在；/n以及响应于检测到以下各者中的至少一个而用开关装置中断电路连接以停止将所述负载电压提供到所述电负载：/n所述接线故障的存在、/n所述阈值距离内的闪电的存在、/n所述源电压处的过电压；或/n所述电源处的电压不足。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171020 US 62/574,948;20181018 US 16/164,6851.一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；
经由电压检测电路而监视来自电源的所述源电压；
经由接线诊断电路而确定是否检测到接线故障；
经由闪电检测电路而监视所述浪涌保护装置的阈值距离内有无闪电的存在；
以及响应于检测到以下各者中的至少一个而用开关装置中断电路连接以停止将所述负载电压提供到所述电负载：
所述接线故障的存在、
所述阈值距离内的闪电的存在、
所述源电压处的过电压；或
所述电源处的电压不足。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述阈值距离是可调整的。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述阈值距离在5公里内。


4.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述电源与所述电负载之间的所有火线和所有中性线的连接。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括：经由所述闪电检测电路而监视在第一时间段内在所述阈值距离内有无闪电活动；以及
响应于确定在所述第一时间段期间在所述阈值距离内尚未检测到闪电，重新建立所述电路连接以将所述负载电压提供到所述电负载。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一时间段是可调整的。


7.根据权利要求1所述的方法，还包括向用户指示在所述阈值距离内何时已检测到闪电。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括收集并存储闪电检测数据。


9.根据权利要求1所述的方法，还包括经由有线传输器或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、所述阈值距离内的闪电的存在以及所述浪涌保护装置的状态中的至少一个。


10.根据权利要求9所述的方法，其中所述状态被传输到监视站或所述电负载中的至少一个。


11.一种浪涌保护装置，包括：
电压检测电路，被配置成监视将由电源提供到电负载的源电压；
接线诊断电路，被配置成确定是否...

【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