接地故障檢測(cè)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電氣接地，特別涉及用于確定設(shè)備是否電氣接地的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 接地連接，有時(shí)被稱為地線連接，是在諸如短路的情況下，使電流從電氣設(shè)備安全 返回至地而不產(chǎn)生危險(xiǎn)的附加路徑。沒有接地連接，電氣設(shè)備（例如電子設(shè)備、電路、電氣 柜、裝置、電動(dòng)工具或使用電力的其它設(shè)備）可能會(huì)對(duì)人造成危險(xiǎn)，因?yàn)樵诙搪返那闆r下， 人體可以作為到地的路徑。然而，在一些示例中，電氣設(shè)備可能不自動(dòng)檢測(cè)是否缺少接地連 接。因此，在一些示例中，可能沒有證據(jù)表明電氣設(shè)備缺乏接地連接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 總的來說，本公開所描述的技術(shù)涉及確定電氣系統(tǒng)是否連接到地。例如，包括在系 統(tǒng)中的分壓器的輸出端可以連接到計(jì)數(shù)器的重置輸入，使得如果在計(jì)數(shù)器達(dá)到值之前輸出 沒有超過閾值（以及使計(jì)數(shù)器重置），可以確定系統(tǒng)沒有連接到地。
[0004] 在一個(gè)示例中，方法包括在系統(tǒng)輸入處接收AC信號(hào)，將AC信號(hào)整流為DC信號(hào)，以 及基于檢測(cè)邏輯中的一個(gè)或多個(gè)計(jì)數(shù)器的值確定輸入是否連接到地。
[0005] 在另一個(gè)示例中，系統(tǒng)包括被配置為接收AC信號(hào)的輸入，被P配置為將接收到的 AC信號(hào)整流為DC信號(hào)的整流器，以及被配置為基于包括在接地故障檢測(cè)器中的一個(gè)或多 個(gè)計(jì)數(shù)器的值確定輸入是否連接到地的接地故障檢測(cè)器。
[0006] 在另一個(gè)示例中，系統(tǒng)包括用于在系統(tǒng)輸入處接收AC信號(hào)的裝置，用于將AC信號(hào) 轉(zhuǎn)換為DC信號(hào)的裝置，以及用于確定輸入是否連接到地的裝置。在該示例中，用于確定的 裝置包括用于計(jì)數(shù)的裝置。
[0007] 本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)示例具體結(jié)合下面的附圖和描述闡述。根據(jù)描述、附圖和權(quán) 利要求，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0008] 圖IA至IB是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面示出具有電氣供電線路的系統(tǒng)的示例 的模塊圖。
[0009] 圖2A至2B是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面示出用于確定系統(tǒng)是否連接到地的電 路的示例電路原理圖。
[0010] 圖3是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面示出包括用于確定系統(tǒng)是否連接到地的示 例電路的示例設(shè)備的電路原理圖。
[0011] 圖4是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面示出包括被配置為確定系統(tǒng)是否連接到地 的接地故障檢測(cè)器的示例性設(shè)備的電路原理圖。
[0012] 圖5A至5B是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面示出用于確定設(shè)備是否連接到地的電 路的示例性操作的流程圖。
[0013] 圖6A至6D是根據(jù)本公開的一種或多種技術(shù)示出用于確定系統(tǒng)是否連接到地的示 例性電路的多個(gè)信號(hào)的圖。
[0014] 圖7A至7D是根據(jù)本公開的一種或多種技術(shù)示出用于確定系統(tǒng)是否連接到地的示 例性電路的多個(gè)信號(hào)的圖。
[0015] 圖8A至8D是根據(jù)本公開的一種或多種技術(shù)示出用于確定系統(tǒng)是否連接到地的示 例性電路的多個(gè)信號(hào)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 可能期望確定電氣系統(tǒng)是否連接到地。例如，為了能夠確定電氣連接，電氣系統(tǒng)可 以包括被配置為確定電氣系統(tǒng)是否連接到地的接地故障檢測(cè)器。
[0017] 在典型的AC供電電氣系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)接地連接器是連接到地的，系統(tǒng)接地連接 器和系統(tǒng)中性連接器之間的壓降大約為零。然而，在這種系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)接地連接器沒有 連接到地，系統(tǒng)接地連接器和系統(tǒng)中性連接器之間的壓降可能不是零。
[0018] 根據(jù)本公開的的一種或多種技術(shù)，接地故障檢測(cè)器可以通過比較系統(tǒng)接地連接器 的電壓值和系統(tǒng)中性供電連接器和/或系統(tǒng)相位供電連接器的電壓值確定電氣系統(tǒng)是否 連接到地。
[0019] 圖IA至IB是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面示出具有電氣供電線路的系統(tǒng)2的示 例的模塊圖。如圖IA至IB所示，電氣系統(tǒng)2可以包括設(shè)備4、AC電源14和地16。
[0020] 在一些示例中，系統(tǒng)2可以包括AC源14。AC電源14可以被配置為以交流（AC) 的形式將電力提供至設(shè)備4。AC電源14的示例包括但不限于電力配電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)、功率逆 變器和能夠提供AC功率的任何其它設(shè)備。在一些示例中，AC電源14可以提供單相功率。 在一些示例中，AC電源14可以提供多相功率。
[0021] 在一些示例中，系統(tǒng)2可以包括設(shè)備4。設(shè)備4可以被配置為接收來自AC電源14 的電力并使用接收到的電力來執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)功能。設(shè)備4的一些示例可以包括但不限于 電動(dòng)汽車供電裝置（EVSE)、電池充電器、焊機(jī)、洗衣機(jī)、衣物烘干機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、洗碗機(jī)、冰箱/ 冷凍機(jī)、烤箱、電動(dòng)工具、摩托車或任何其它AC供電的設(shè)備。如圖IA至IB所示，設(shè)備4可 以包括接地故障檢測(cè)器6、火線AC連接器8、中性AC連接器10和接地連接器12?；鹁€AC 連接器8可以通過火線AC線9連接到AC電源的火線輸出端，中性AC連接器10可以經(jīng)由 中性AC線11連接到AC電源14的中性輸出，并且接地連接器12可以通過接地線13連接 到地16。
[0022] 在一些示例中，火線AC連接器8、中性AC連接器10和接地連接器12(統(tǒng)稱為"電 力連接器"）可以通過標(biāo)準(zhǔn)主連接器（例如，符合NEM的接地連接器和/或國(guó)際等價(jià)物） 連接到他們各自的電線。在一些實(shí)施例中，例如設(shè)備4是硬連線的，每個(gè)電力連接器可以分 別連接到它們各自的電線。
[0023] 在一些示例中，設(shè)備4可以包括接地故障檢測(cè)器6。接地故障檢測(cè)器6可以被配置 為確定設(shè)備4是否連接到地。具體地，接地故障檢測(cè)器6可以被配置為確定接地連接器12 是否連接到地16。
[0024] 根據(jù)本公開的一種或多種技術(shù)，接地故障檢測(cè)器6可以通過比較接地連接器12的 電壓電平和中性AC連接器10的電壓電平確定接地連接器12是否連接到地16。在一些示例 中，響應(yīng)于確定接地連接器12的電壓電平和中性AC連接器10的電壓電平之間的差值大于 閾值，接地故障檢測(cè)器6可以確定設(shè)備4沒有接地（即，接地連接器12沒有連接到地16)。 在一些示例中，響應(yīng)于確定接地連接器12的電壓電平和中性交流連接器10的電壓電平之 間的差值小于閾值，接地故障檢測(cè)器6可以確定設(shè)備4是接地的（即，接地連接器12是連 接到地16)。
[0025] 如圖IB的示例所示出的，設(shè)備4還可以包括整流器20和調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)21。在一些示 例中，整流器20可以被配置為將AC信號(hào)變換為DC信號(hào)。例如，整流器20可以被配置為將 跨火線AC連接器8和中性AC連接器10接收到的AC信號(hào)變換為DC信號(hào)。在一些示例中， 整流器20可以是半波整流器。在一些示例中，整流器20可以是全波整流器。在一些示例 中，調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)21可以被配置為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)操作以調(diào)節(jié)DC信號(hào)。
[0026] 圖2A至2B是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面示出的包括用于確定設(shè)備4是否連接 到地的示例性電路的設(shè)備4的示例電路原理圖。如圖2A至2B所示出的,設(shè)備4可以包括 火線AC連接器8、中性AC連接器10、接地連接器12 (統(tǒng)稱為"電力連接器"）、接地故障檢 測(cè)器6、整流器20和調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)21。
[0027] 在一些示例中，設(shè)備4可以包括整流器20。整流器20可以被配置為將AC信號(hào)變 換為DC信號(hào)。例如，整流器20可以將跨火線AC連接器8和中性AC連接器10接收到的AC 信號(hào)變換為跨正向DC節(jié)點(diǎn)40和反向DC節(jié)點(diǎn)42輸出的DC信號(hào)。如圖2A的示例所示出的， 整流器20可以是包括多個(gè)二極管的橋式整流器。
[0028] 在一些實(shí)施例中，設(shè)備4可以包括被配置為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)操作以調(diào)節(jié)信號(hào)的調(diào) 節(jié)網(wǎng)絡(luò)21。在一些示例中，調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)21可以包括分壓器22。在一些示例中，調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)21 可以包括分壓器22和一個(gè)或多個(gè)其它元件。
[0029] 分壓器22可以被配置為J基于第一阻抗值和第二阻抗值之間的比例縮放電壓信 號(hào)。如圖2A所示出的，分壓器22可以包括電氣連接在正向DC節(jié)點(diǎn)40和接地連接器12之 間的第一電阻器24,電氣連接在接地連接器12和節(jié)點(diǎn)44之間的第二電阻器26,以及電氣 連接在節(jié)點(diǎn)44和反向DC節(jié)點(diǎn)42之間的第三電阻器28。在一些示例中，分壓器22可以根 據(jù)如下公式（1)縮放電壓信號(hào)，其中乂^是在節(jié)點(diǎn)44處輸出的電壓信號(hào)，V in是在正向DC節(jié) 點(diǎn)40上的電壓信號(hào)，Z2是節(jié)點(diǎn)44和反向DC節(jié)點(diǎn)42之間的阻抗，以及Z i是節(jié)點(diǎn)44和正向 DC節(jié)點(diǎn)40之間的阻抗。
[0030] Kut = zZl z ( I )
[0031] 在一些示例中，分壓器22可以被配置為具有所選擇的比例，使得在對(duì)應(yīng)于AC信號(hào) 的反向半波的時(shí)間段期間，如果輸入是連接到地的，分壓器22的輸出超出閾值。例如，比例 可以被選擇，使得在對(duì)應(yīng)于AC信號(hào)的反向半波的時(shí)間段內(nèi)，如果接地連接器12是連接到 地，節(jié)點(diǎn)44處的電壓是邏輯高的。作為示例，如果AC信號(hào)具有230V的RMS電壓并且邏輯高 閾值是2. 5V，電阻器24和電阻器26可能具有IM Ω的阻抗，以及電阻器28可能具有IOk Ω 的阻抗。
[0032] 在一些示例中，設(shè)備4可以包括接地故障檢測(cè)器6。接地故障檢測(cè)器6可以被配置 為確定設(shè)備4是否連接到地。具體地，接地故障檢測(cè)器6可以被配置為確定接地連接器12 是否連接到地16。如圖2A所示出的，接地故障檢測(cè)器6可以包括振蕩器30和計(jì)數(shù)器32。