專利名稱：用于電氣連接負(fù)載和電源的控制電路和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電氣連接負(fù)載和電源的控制電路和方法。
本發(fā)明主要在家用電源配線安裝方面進(jìn)行開發(fā)，并且下文將根據(jù)那些應(yīng)用來描述。然而，本發(fā)明不局限于使用的那些特殊領(lǐng)域，而是可適用于包括工業(yè)和商業(yè)設(shè)備、直流電源系統(tǒng)、汽車、海運(yùn)以及其它電壓饋送應(yīng)用的所有電氣電路，并且適用于諸如采礦、石油加工制造廠、加油站等等的危險(xiǎn)環(huán)境。
背景技術(shù)：
遍及本說明書的對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的任一描述決不應(yīng)該認(rèn)為是承認(rèn)這種現(xiàn)有技術(shù)被普遍認(rèn)識(shí)或者形成本領(lǐng)域的一種公知常識(shí)的一部分。
在電網(wǎng)中從發(fā)電場(chǎng)所到消耗場(chǎng)所的電力的分配通常通過高壓AC信號(hào)來產(chǎn)生，所述AC信號(hào)由多個(gè)共生的導(dǎo)體傳送，所述共生的導(dǎo)體懸掛在諸如電桿、塔等等的分配結(jié)構(gòu)上。使用中性導(dǎo)體也是已知的，所述中性導(dǎo)體與另一個(gè)導(dǎo)體共同延伸以便在電網(wǎng)中提供公用的基準(zhǔn)。每個(gè)或者大多數(shù)結(jié)構(gòu)通過地線電極為中性導(dǎo)體提供了地線鏈路，所述地線電極與所述中性導(dǎo)體電氣連接。這被稱為多點(diǎn)接地中性系統(tǒng)(MEN)，并且它提供適當(dāng)?shù)难b置來為電網(wǎng)提供故障保護(hù)，以及電網(wǎng)中的資產(chǎn)保護(hù)，以及接觸到那些結(jié)構(gòu)的那些人的保護(hù)。
在接近消耗場(chǎng)所的位置，將電壓轉(zhuǎn)換為較低的AC電壓，所述AC電壓通常在單相系統(tǒng)的兩條線路上(有源的以及中性的)、或者在三相系統(tǒng)的四條線路(三個(gè)有源的以及一個(gè)中性的)上被輸送到該場(chǎng)所。在消耗場(chǎng)所采用獨(dú)立的接地，其通常根據(jù)處于該場(chǎng)所的地線電極來參考。所述中性導(dǎo)體也連接至該接地。
為檢測(cè)和防止與用于諸如上面涉及的消耗場(chǎng)所的商業(yè)和家用場(chǎng)所的電源配線系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的故障條件，已經(jīng)開發(fā)了各種保護(hù)裝置。這些設(shè)備通常檢測(cè)過電流條件，在過電流條件中，有源導(dǎo)體中的電流超出預(yù)定閾值，或者以一比率增加，該比率認(rèn)為在有源導(dǎo)體與一個(gè)或者兩個(gè)中性的或者接地導(dǎo)體之間存在低電阻電流通路。
盡管有這些保護(hù)裝置，但是仍存在許多因?yàn)槁╇姸l(fā)生電擊和觸電的情況，不管那些故障是起因于在消耗場(chǎng)所使用的電線、電器、使用電器的條件還是這些因素的組合。當(dāng)關(guān)掉它時(shí)，最普通形式的電擊就是起因于人在有源導(dǎo)體和地之間建立導(dǎo)電通路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服或者改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)缺點(diǎn)，或者提供一種有用的替代方式。
依照本發(fā)明的第一方面，提供了一種控制電路，包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與干線電源(mains power source)的各個(gè)導(dǎo)體電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與干線負(fù)載(mains load)電氣連接；傳感器，用于響應(yīng)處于大約1伏特到50伏特范圍內(nèi)的基準(zhǔn)信號(hào)以便提供傳感器信號(hào)，所述基準(zhǔn)信號(hào)由一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體和基準(zhǔn)點(diǎn)之間的電壓差動(dòng)獲得，在使用中，所述基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)該與所述導(dǎo)體電氣絕緣；以及開關(guān)裝置，用于響應(yīng)傳感器信號(hào)以便在第一模式和第二模式之間切換，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自電源的電力；以及在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述負(fù)載是電氣設(shè)備，諸如泵；電鉆；電動(dòng)機(jī)；熨斗；干發(fā)器；諸如冷柜、洗衣機(jī)、干衣機(jī)等用戶的大型家用電器；諸如膝上型計(jì)算機(jī)或者臺(tái)式計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)；諸如打印機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、傳真機(jī)等等的計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備或者獨(dú)立設(shè)備；一臺(tái)家用高保真設(shè)備或者其組合；電視或者相關(guān)的聯(lián)硬件；熱水壺等等。即，所述負(fù)載是任意一種設(shè)備，其用于提取電力，并且在正常工作狀態(tài)下，其被額定在電流保護(hù)級(jí)別的范圍內(nèi)使用，電源為所述保護(hù)級(jí)別而被設(shè)計(jì)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制電路是用于一旦已經(jīng)檢測(cè)到故障條件、就電氣隔離負(fù)載和電源的保護(hù)裝置。
依照本發(fā)明的第二方面，提供了一種控制電路，包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與電源電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與負(fù)載電氣連接；傳感器，其響應(yīng)處于預(yù)定范圍中的基準(zhǔn)信號(hào)以便提供傳感器信號(hào)；以及開關(guān)裝置，其響應(yīng)傳感器信號(hào)以便從第一模式切換到第二模式，其中在第一模式中，所述輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自電源的電力；以及在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
在一個(gè)實(shí)施例中，如果所述基準(zhǔn)信號(hào)超出預(yù)定范圍，那么所述開關(guān)裝置保持在第二模式之內(nèi)。然而在其它實(shí)施例中，當(dāng)所述基準(zhǔn)信號(hào)超出預(yù)定的范圍時(shí)，所述開關(guān)裝置自動(dòng)地返回到第一模式。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，當(dāng)不提供傳感器信號(hào)時(shí)，所述傳感器不提供信號(hào)。然而，在其它實(shí)施例中，所述傳感器提供除所述傳感器信號(hào)以外的其它信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述基準(zhǔn)信號(hào)是電壓，而所述預(yù)定范圍是大于大約1伏特。在其它實(shí)施例中，所述預(yù)定范圍是大于大約2伏特，而在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述預(yù)定范圍大于大約3伏特。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述基準(zhǔn)信號(hào)是瞬時(shí)電壓。然而，在其它實(shí)施例中，所述基準(zhǔn)信號(hào)是在預(yù)定時(shí)間期間的平均電壓。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述基準(zhǔn)信號(hào)是直流電壓。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述電源提供標(biāo)稱的電源電壓，而所述預(yù)定范圍具有小于所述標(biāo)稱的電源電壓的下限。在一個(gè)實(shí)施例中，所述下限小于標(biāo)稱的電源電壓的50％。在其它實(shí)施例中，所述下限小于標(biāo)稱的電源電壓的10％。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述下限小于標(biāo)稱的電源電壓的5％。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)稱的電源電壓是110伏特AC，而所述下限大約為3.5伏特AC。即，所述下限只有標(biāo)稱的電源電壓的大約3.2％(3.5/110)。在另一實(shí)施例中，標(biāo)稱的源電壓是240伏特AC，而所述下限大約為3.5伏特AC。即，所述下限只有標(biāo)稱的電源電壓的大約1.5％(3.5/240)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述電源是干線電源，而所述負(fù)載是干線負(fù)載。然而在其它實(shí)施例中，所述負(fù)載是DC或者其它負(fù)載，而所述控制電路包括電壓調(diào)節(jié)電路，用于將電源電壓轉(zhuǎn)換為所要求的DC或者負(fù)載需要的其它電壓。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器包括低壓繼電器，用于響應(yīng)進(jìn)入預(yù)定范圍的基準(zhǔn)電壓而在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換。在此實(shí)施例中，在第二狀態(tài)中，所述繼電器將產(chǎn)生傳感器信號(hào)的供給。優(yōu)選的是，所述繼電器包括低壓DC線圈，并且基準(zhǔn)信號(hào)、或者由所述基準(zhǔn)信號(hào)獲得的信號(hào)被施加在該線圈兩端。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述基準(zhǔn)信號(hào)是與干線電源的中性導(dǎo)體有關(guān)的電壓。在其它實(shí)施例中，所述基準(zhǔn)信號(hào)是與另一導(dǎo)體，例如直流電源的負(fù)極供電干線(supply rail)有關(guān)的電壓。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述開關(guān)裝置包括干線繼電器(mains relay)，用于響應(yīng)所述傳感器信號(hào)以便在分別引起第一模式和第二模式的兩個(gè)狀態(tài)之間切換。優(yōu)選的是，所述干線繼電器包括由所述傳感器信號(hào)激勵(lì)的線圈。更優(yōu)選的是，在第二模式，所述線圈由所述電源激勵(lì)。即，當(dāng)進(jìn)行到第二模式時(shí)，所述保護(hù)電路—當(dāng)沒有被復(fù)位的時(shí)候—在干線電源有效的時(shí)間內(nèi)保持輸入端子與輸出端子電絕緣。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制電路是用于一旦已經(jīng)檢測(cè)到故障條件、就電氣隔離負(fù)載和電源的保護(hù)裝置。
依照本發(fā)明的第三方面，提供了一種控制電路，包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與電源電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與負(fù)載電氣連接；
傳感器，其響應(yīng)處于預(yù)定范圍中的基準(zhǔn)信號(hào)以便提供傳感器信號(hào)；以及開關(guān)裝置，其響應(yīng)傳感器信號(hào)以便從第一模式切換到第二模式，其中在第一模式中，所述輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自電源的電力；以及在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制電路是用于一旦已經(jīng)檢測(cè)到故障條件、就電氣連接負(fù)載和電源的保護(hù)裝置。
依照本發(fā)明的第四方面，提供了一種控制電路，包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與電源電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與負(fù)載電氣連接；傳感器，其響應(yīng)處于預(yù)定范圍中的基準(zhǔn)信號(hào)以便提供傳感器信號(hào)；以及開關(guān)裝置，其響應(yīng)傳感器信號(hào)以便在第一模式和第二模式之間切換，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自電源的電力；以及在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述電路包括復(fù)位裝置，用于使開關(guān)裝置從第二模式切換到第一模式。優(yōu)選的是，所述復(fù)位裝置是手動(dòng)地啟動(dòng)。然而在其它實(shí)施例中，所述復(fù)位裝置是自動(dòng)的。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，所述復(fù)位裝置響應(yīng)傳感器信號(hào)的不存在而使開關(guān)裝置從第二模式切換到第一模式。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器響應(yīng)預(yù)定范圍內(nèi)的基準(zhǔn)信號(hào)而從待用狀態(tài)改變到現(xiàn)用狀態(tài)。優(yōu)選的是，所述開關(guān)裝置響應(yīng)所述傳感器信號(hào)而在待用狀態(tài)和現(xiàn)用狀態(tài)之間改變。更優(yōu)選的是，在現(xiàn)用狀態(tài)中，所述開關(guān)裝置被電氣連接至電源。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述開關(guān)裝置是具有線圈的繼電器，在現(xiàn)用狀態(tài)中，該線圈由電源激勵(lì)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制電路是用于一旦已經(jīng)檢測(cè)到故障條件、就電氣隔離負(fù)載和電源的保護(hù)裝置。然而在其它實(shí)施例中，所述控制電路是一個(gè)致動(dòng)器，用于當(dāng)檢測(cè)到故障條件或者其它預(yù)定條件時(shí)電氣連接負(fù)載與電源。
依照本發(fā)明的第五方面，提供了一種用于電氣連接干線負(fù)載至干線電源的方法，所述方法包括提供至少兩個(gè)輸入端子，用于與干線電源的各個(gè)導(dǎo)體電氣連接；提供至少兩個(gè)輸出端子，用于與干線負(fù)載電氣連接；響應(yīng)處于大約1伏特到50伏特范圍內(nèi)的基準(zhǔn)信號(hào)以便提供傳感器信號(hào)，所述基準(zhǔn)信號(hào)由一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的電壓差動(dòng)獲得，在使用中，所述基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)該與所述導(dǎo)體電氣絕緣；以及響應(yīng)傳感器信號(hào)使開關(guān)裝置在第一模式和第二模式之間切換，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
依照本發(fā)明的第六方面，提供了一種用于電氣連接負(fù)載至電源的方法，所述方法包括提供至少兩個(gè)輸入端子，用于與所述電源電氣連接；提供至少兩個(gè)輸出端子，用于與所述負(fù)載電氣連接；響應(yīng)處于預(yù)定范圍中的基準(zhǔn)信號(hào)以便提供傳感器信號(hào)；以及響應(yīng)傳感器信號(hào)以便使開關(guān)裝置從第一模式切換為第二模式，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
依照本發(fā)明的第七方面，提供了一種用于電氣連接負(fù)載至電源的方法，所述方法包括提供至少兩個(gè)輸入端子，用于與所述電源電氣連接；提供至少兩個(gè)輸出端子，用于與所述負(fù)載電氣連接；響應(yīng)處于預(yù)定范圍中的基準(zhǔn)信號(hào)以便提供傳感器信號(hào)；以及響應(yīng)傳感器信號(hào)以便使開關(guān)裝置從第一模式切換到第二模式，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
依照本發(fā)明的第八方面，提供了一種用于電氣連接負(fù)載至電源的方法，所述方法包括提供至少兩個(gè)輸入端子，用于與所述電源電氣連接；提供至少兩個(gè)輸出端子，用于與所述負(fù)載電氣連接；響應(yīng)處于預(yù)定范圍中的基準(zhǔn)信號(hào)以便提供傳感器信號(hào)；并且響應(yīng)傳感器信號(hào)以便使開關(guān)裝置在第一模式和第二模式之間切換，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
依照本發(fā)明的第九方面，提供了一種配線系統(tǒng)，用于從具有至少兩個(gè)干線導(dǎo)體(mains conductor)的干線電源來運(yùn)送干線供電(mains supply)，所述系統(tǒng)被安裝在一場(chǎng)所并且包括變壓器，位于或者接近所述場(chǎng)所并且具有用于與干線導(dǎo)體連接的一個(gè)或多個(gè)初級(jí)繞組以及一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組，以便提供基本上等于干線供電的場(chǎng)所電壓；至少兩個(gè)場(chǎng)所導(dǎo)體，被安裝在所述場(chǎng)所，用于電氣連接一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組，以便將場(chǎng)所電壓分送至場(chǎng)所附近的預(yù)定位置；以及懸浮導(dǎo)體，被安裝在所述場(chǎng)所，用于提供關(guān)于一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)所導(dǎo)體的共用基準(zhǔn)電壓。
在一個(gè)實(shí)施例中，干線導(dǎo)體之一是被接地的干線中性導(dǎo)體，而場(chǎng)所導(dǎo)體之一是不接地的場(chǎng)所中性導(dǎo)體。優(yōu)選的是，所述配線系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)上述控制電路。更優(yōu)選的是，所述變壓器是隔離變壓器。
依照本發(fā)明的第十方面，提供了一種配線系統(tǒng)，用于從具有至少兩個(gè)干線導(dǎo)體的干線電源來運(yùn)送干線供電，所述系統(tǒng)被安裝在某一場(chǎng)所并且包括變壓器，位于或者接近所述場(chǎng)所并且具有用于與干線導(dǎo)體連接的一個(gè)或多個(gè)初級(jí)繞組以及一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組，以便提供基本上等于干線供電的場(chǎng)所電壓；至少兩個(gè)場(chǎng)所導(dǎo)體，被安裝在所述場(chǎng)所，用于電氣連接一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組，以便將場(chǎng)所電壓分送至所述場(chǎng)所附近的預(yù)定位置；以及懸浮導(dǎo)體，與安裝在所述場(chǎng)所的負(fù)載相關(guān)聯(lián)，用于提供關(guān)于一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)所導(dǎo)體的基準(zhǔn)電壓。
依照本發(fā)明的第十一方面，提供了一種用于在一場(chǎng)所安裝配線系統(tǒng)的方法，該方法用于從具有至少兩個(gè)干線導(dǎo)體的干線電源運(yùn)送干線供電，所述方法包括在位于或者接近所述場(chǎng)所處定位變壓器，該變壓器具有用于與干線導(dǎo)體連接的一個(gè)或多個(gè)初級(jí)繞組以及一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組，以便提供基本上等于干線供電的場(chǎng)所電壓；在所述場(chǎng)所安裝至少兩個(gè)場(chǎng)所導(dǎo)體，用于電氣連接一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組，以便將場(chǎng)所電壓分送至所述場(chǎng)所附近的預(yù)定位置；并且在所述場(chǎng)所安裝懸浮導(dǎo)體，用于提供關(guān)于一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)所導(dǎo)體的共用基準(zhǔn)電壓。
依照本發(fā)明的第十二方面，提供了一種用于在一場(chǎng)所安裝配線系統(tǒng)的方法，該方法用于從具有至少兩個(gè)干線導(dǎo)體的干線電源運(yùn)送干線供電，所述方法包括在位于或者接近所述場(chǎng)所處定位變壓器，該變壓器具有用于與干線導(dǎo)體連接的一個(gè)或多個(gè)初級(jí)繞組以及一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組，以便提供基本上等于干線供電的場(chǎng)所電壓；在所述場(chǎng)所安裝至少兩個(gè)場(chǎng)所導(dǎo)體，用于電氣連接一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組，以便將場(chǎng)所電壓分送至所述場(chǎng)所附近的預(yù)定位置；以及在所述場(chǎng)所安裝懸浮導(dǎo)體，所述懸浮導(dǎo)體與負(fù)載相關(guān)聯(lián)，用于提供關(guān)于一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)所導(dǎo)體的基準(zhǔn)電壓。
依照本發(fā)明的第十三方面，提供了一種控制電路，包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與電源電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與負(fù)載電氣連接；傳感器，具有傳感繼電器，該傳感繼電器響應(yīng)處于預(yù)定范圍中的基準(zhǔn)信號(hào)而提供傳感器信號(hào)；以及開關(guān)裝置，具有轉(zhuǎn)換繼電器，該轉(zhuǎn)換繼電器響應(yīng)傳感器信號(hào)而在第一模式和第二模式之間切換，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由轉(zhuǎn)換繼電器接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述轉(zhuǎn)換繼電器向負(fù)載提供電力。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感繼電器是低電壓直流繼電器。優(yōu)選的是，所述傳感繼電器包括小于50伏特的觸發(fā)電壓。更優(yōu)選的是，所述觸發(fā)電壓小于35伏特。在一個(gè)實(shí)施例中，所述觸發(fā)電壓小于12伏特，而在另一個(gè)實(shí)施例中，它小于5伏特。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換繼電器是干線繼電器。即，所述轉(zhuǎn)換繼電器額定為干線電壓(mains voltage)和電流。
依照本發(fā)明的第十四方面，提供了一種用于電氣連接負(fù)載至電源的方法，所述方法包括提供至少兩個(gè)輸入端子，用于與所述電源電氣連接；提供至少兩個(gè)輸出端子，用于與所述負(fù)載電氣連接；采用具有傳感繼電器的傳感器來響應(yīng)預(yù)定范圍內(nèi)的基準(zhǔn)信號(hào)，以便提供傳感器信號(hào)；以及采用具有轉(zhuǎn)換繼電器的開關(guān)裝置來響應(yīng)傳感器信號(hào)以便在第一模式和第二模式之間切換，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由轉(zhuǎn)換繼電器接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述轉(zhuǎn)換繼電器向負(fù)載提供電力。
依照本發(fā)明第十五方面，提供了一種用于干線負(fù)載的控制電路，所述干線負(fù)載在正常使用中具有與干線電源電氣絕緣的部件，所述電路包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與所述干線電源電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與所述負(fù)載電氣連接；傳感器，用于響應(yīng)在所述部件與一個(gè)或多個(gè)輸入端子之間的處于預(yù)定范圍內(nèi)的電壓來提供傳感器信號(hào)；以及開關(guān)裝置，用于響應(yīng)傳感器信號(hào)而在第一模式和第二模式之間切換，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述部件是負(fù)載外殼的導(dǎo)電性部分。然而在其它實(shí)施例中，所述部件是負(fù)載的功能部分。例如，在負(fù)載是電鉆的實(shí)施例中，所述部件是定子和轉(zhuǎn)子的組合，在正常使用中，此組合與干線電源電氣絕緣。即，所述鉆包括電動(dòng)機(jī)以及繞組，在正常情況下，其是與所述干線電源相連接的主要部件。然而，轉(zhuǎn)子和定子應(yīng)該與該電源電氣絕緣。
依照本發(fā)明的第十六方面，提供了一種用于電氣連接干線負(fù)載至干線電源的方法，其中所述負(fù)載具有在正常使用中與該電源電氣絕緣的部件，所述方法包括提供至少兩個(gè)輸入端子，用于與所述干線電源電氣連接；提供至少兩個(gè)輸出端子，用于與所述負(fù)載電氣連接；響應(yīng)在所述部件與一個(gè)或多個(gè)輸入端子之間的處于預(yù)定范圍內(nèi)的電壓來提供傳感器信號(hào)；以及采用開關(guān)裝置來響應(yīng)傳感器信號(hào)以便在第一模式和第二模式之間切換，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由開關(guān)裝置接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止經(jīng)由開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
依照本發(fā)明的第十七方面，提供了一種控制電路，包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與電源電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與負(fù)載電氣連接；
具有轉(zhuǎn)換線圈的轉(zhuǎn)換繼電器，用于有選擇地被激勵(lì)以便在兩種模式之間切換，其中在其一個(gè)模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由轉(zhuǎn)換繼電器接收來自于電源的電力；并且在另一個(gè)模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述轉(zhuǎn)換繼電器向負(fù)載提供電力；以及傳感繼電器，用于響應(yīng)預(yù)定的條件來激勵(lì)轉(zhuǎn)換繼電器的線圈。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感繼電器具有低壓線圈，用于響應(yīng)所述故障條件而被激勵(lì)。優(yōu)選的是，所述低壓線圈通過直流電壓來激勵(lì)。更優(yōu)選的是，所述低壓線圈通過大約1伏特的直流電壓來激勵(lì)。然而在其它實(shí)施例中，所述直流電壓通過不同的直流電壓來激勵(lì)。
依照本發(fā)明的第十八方面，提供了一種連接負(fù)載至電源的方法，所述方法包括提供至少兩個(gè)輸入端子，用于與所述電源電氣連接；提供至少兩個(gè)輸出端子，用于與所述負(fù)載電氣連接；有選擇地激勵(lì)轉(zhuǎn)換繼電器的轉(zhuǎn)換線圈，以便在兩個(gè)模式之間切換，其中在其一個(gè)模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由轉(zhuǎn)換繼電器接收來自于電源的電力；并且在另一個(gè)模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述轉(zhuǎn)換繼電器向負(fù)載提供電力；以及采用傳感繼電器來響應(yīng)預(yù)定的條件以便激勵(lì)轉(zhuǎn)換繼電器的線圈。
除非上下文另外明顯地要求，否則遍及說明書和權(quán)利要求書，詞語(yǔ)“包括”、“包含”等等都依照包括在內(nèi)的含義來解釋，但無排它或者窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限于”的含義。
附圖簡(jiǎn)述現(xiàn)在將通過舉例而非限制的目的來描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中，相同的參考標(biāo)記表示同一元件。應(yīng)該注意的是，在此說明書中，引用的“一”、“一個(gè)”實(shí)施例不必指相同的實(shí)施例，并且這種引用意思指至少一個(gè)。在所述附圖中


圖1是依照本發(fā)明的控制電路的示意圖，并且供雙線插頭的電氣設(shè)備和單相低電流家用干線電源使用，所述干線電源具有中性電源電壓大約為240伏特；圖2是與圖1相似的控制電路的示意圖，但是用于三線插頭的電氣設(shè)備；圖3是圖2的控制電路的示意圖；圖4是與圖3相似的控制電路的示意圖，但是應(yīng)用于其中相-中性電壓大約為110伏特的干線電源；圖5是依照本發(fā)明實(shí)施例供單相強(qiáng)電流家用電器使用的控制電路的示意圖，其中相-中性干線電壓大約為240伏特；圖6是場(chǎng)所的示意圖，所述場(chǎng)所被配線以便接收作為該場(chǎng)所的所有設(shè)備的保護(hù)裝置的圖5的電路；圖7是依照本發(fā)明實(shí)施例的供三相強(qiáng)電流家用電器使用的控制電路的示意圖，其中相間的干線電壓大約為415伏特；圖8是電力分配網(wǎng)的示意圖，所述電力分配網(wǎng)用于向遠(yuǎn)端場(chǎng)所提供電力，所述遠(yuǎn)端場(chǎng)所包括依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的配線系統(tǒng)，其中所述場(chǎng)所還包括圖6的控制電路；圖9是依照本發(fā)明另一實(shí)施例的供單相弱電流家用電器使用的控制電路的示意圖，其中相-中性干線供電電壓大約為240伏；圖10是依照本發(fā)明又一實(shí)施例的供單相低電流家用電器使用的控制電路的示意圖，其中相-中性干線供電電壓大約為240伏特；圖11是依照本發(fā)明實(shí)施例的供12伏特直流負(fù)載或者24伏特直流負(fù)載使用的控制電路的示意圖；以及圖12是依照本發(fā)明實(shí)施例的供24伏直流負(fù)載或者32伏直流負(fù)載或者48伏直流負(fù)載使用的控制電路的示意圖。
實(shí)施例的詳細(xì)描述參照?qǐng)D1，該圖舉例說明了以控制電路1的形式出現(xiàn)的本發(fā)明的實(shí)施例。電路1包括兩個(gè)輸入端子2和3，分別用于電氣連接干線電源6的有源和中性導(dǎo)體4和5。兩個(gè)輸出端子7和8與具有雙線插頭的家用電器9的形式的負(fù)載電氣連接。雖然沒有明確地示出，但是導(dǎo)體4和5在家用電源插座處終止，而端子7和8被并入雙線插頭以便插入該插座。即，端子7和8包括延長(zhǎng)的導(dǎo)線束，用于在電源插座和電路之間延伸。
電器9具有導(dǎo)電性部件，在這一情況下，殼體10在正常工作狀態(tài)下被電氣隔離、或相反與導(dǎo)體4和5電氣隔離。所述殼體為電路1提供基準(zhǔn)點(diǎn)，并且通過導(dǎo)體11電氣連接至該電路。將理解的是，依照此實(shí)施例，電路1是安裝在殼體10中的。然而，在其它實(shí)施例中，電路1還可以依照別的方式安裝。
參照?qǐng)D2，該圖舉例說明了供三線插頭家用電器14使用的本發(fā)明的另一實(shí)施例，并且其中相應(yīng)的特征通過相應(yīng)的參考標(biāo)記來表示。特別的是，控制電路15被類似地設(shè)置在殼體10內(nèi)，不過導(dǎo)體11與第三導(dǎo)體17相連，所述第三導(dǎo)體17連同其它兩個(gè)導(dǎo)體4和5一起捆扎。如果電器14包括金屬殼體或者主要導(dǎo)電性元件，那么將其通過導(dǎo)體11或其它電氣連接至導(dǎo)體17。
在具有干線配線系統(tǒng)的典型場(chǎng)所中，將導(dǎo)體17與該場(chǎng)所的地線電極或者其它接地點(diǎn)相連，依照此實(shí)施例，導(dǎo)體17被保留懸浮以便提供類似于圖1實(shí)施例的殼體10提供的基準(zhǔn)。另外，電路1和15的操作是相同的。
現(xiàn)在參考圖3，其中該圖舉例說明了電路15的更詳細(xì)的示意圖。將理解的是，除導(dǎo)體11的連接之外，電路1是等同的。
電路15包括具有低電壓小型繼電器19的傳感器，同時(shí)標(biāo)稱的5伏DC線圈響應(yīng)處于預(yù)定范圍內(nèi)的在導(dǎo)體11上提供的基準(zhǔn)信號(hào)，以便向繼電器19的端子21提供傳感器信號(hào)。包括干線額定繼電器22的開關(guān)裝置響應(yīng)端子21處的傳感器信號(hào)，而在如圖3所示的第一模式和第二模式之間切換在第一模式中，所述輸入端子2和3分別電氣連接至輸出端子7和8，以便允許電器14經(jīng)由繼電器22接收來自于電源6的電力；并且在第二模式中，端子2和3與各個(gè)端子7和8電氣隔離，以便防止電源6經(jīng)由繼電器22向電器14供給電力。
繼電器19包括線圈25，其一端經(jīng)由導(dǎo)體11與導(dǎo)體11相連，并且還包括IN4004二極管26和具有1％容許偏差的金屬薄膜型8.2kΩ電阻27。另一端經(jīng)由繼電器22與輸出端子8和中性導(dǎo)體3相連。線圈25是具有5伏DC的理論激勵(lì)電壓的低壓線圈。然而通常，一旦在線圈25兩端出現(xiàn)大約3伏的瞬時(shí)電壓，所述線圈就足以被激勵(lì)。此特定繼電器是一種高靈敏度的低壓繼電器，并且雖然其具有較低電壓額定，但是已經(jīng)示出了將能夠經(jīng)得住遭受高至干線電壓的苛刻條件。在此實(shí)施例中，其中所述干線電壓大約為240伏AC，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)繼電器19在電阻27沒有就位的情況下能夠進(jìn)行數(shù)以萬計(jì)的切換操作，并且當(dāng)所述電阻就位時(shí)，能夠進(jìn)行數(shù)十萬次的轉(zhuǎn)換操作。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在其它實(shí)施例中，使用具有不同于5伏DC的標(biāo)稱激勵(lì)電壓的低壓繼電器。
繼電器19包括觸頭28，其是常開型觸頭，當(dāng)線圈25沒有被激勵(lì)時(shí)，其在端子21和另一端子29之間延伸。在正常穩(wěn)態(tài)條件下，當(dāng)導(dǎo)體11懸浮時(shí)，不激勵(lì)線圈25，并且端子3被電氣連接至干線電源的中性導(dǎo)體。所以，觸頭28保持，如圖3中所示。
繼電器19還包括端子30，其電氣連接至端子7，并且在正常工作狀態(tài)下，經(jīng)由繼電器22電氣連接至電源6的端子2。當(dāng)線圈25因?yàn)槌霈F(xiàn)在導(dǎo)體17的電壓而被激勵(lì)時(shí)，觸頭28切換至閉合位置，如此使得它在端子21和30之間延伸。這樣做對(duì)端子21與端子2的連接有影響，其中端子21處的電壓信號(hào)基于定義傳感器信號(hào)的那些條件。
繼電器22包括兩個(gè)端子35和36，分別與導(dǎo)體2和3電氣連接。從這些端子延伸的是相應(yīng)的觸頭37和38，其示出了當(dāng)正常工作狀態(tài)占優(yōu)勢(shì)時(shí)的情況，其中它們與相應(yīng)的輸出端子39和40相嚙合，從而電氣連接端子2與端子7、以及端子3與端子8。
繼電器22還包括線圈44、電氣連接至線圈一端的端子45以及懸浮的端子46。線圈44的另一端經(jīng)由手動(dòng)啟動(dòng)常閉復(fù)位開關(guān)48電氣連接至端子3—由此連接至中性導(dǎo)體。
線圈44的額定是電源6提供的電壓，在此實(shí)施例中，電源6提供的電壓是220/240伏AC。在型號(hào)指定下，繼電器22被銷售。然而，其它等效的繼電器可用于其它實(shí)施例。
在正常工作狀態(tài)下，不激勵(lì)線圈44，并且觸頭37在端子35和39之間延伸，同時(shí)觸頭38在端子36和端子40之間延伸。然而，一旦所述傳感器信號(hào)出現(xiàn)在端子21，就激勵(lì)線圈44，并且觸頭37電氣連接端子35和45；并且觸頭38電氣連接觸點(diǎn)36和40。所以，端子7與端子2電氣斷開，并且端子8與端子3電氣斷開。因此，將電器14與電源6電氣斷開。此外，當(dāng)象將端子2和3電氣連接到來自電源6的干線供電電壓的時(shí)候，線圈6保持激勵(lì)并且由此使繼電器22保持在不同于圖3中舉例說明的狀態(tài)中。
電路15還包括與線圈44并聯(lián)的220/240伏小型故障燈51，用于表明故障條件。即，燈51將點(diǎn)亮以便提供電器14已經(jīng)承受潛在的不安全條件的可見指示。另外，電路15還包括與線圈44并聯(lián)的275伏AC聚酯型0.22μF電容器，以便短路可能出現(xiàn)在繼電器19和22轉(zhuǎn)換期間的任一高頻瞬態(tài)。
電路15包括小型常開的干線檢驗(yàn)開關(guān)55，其一側(cè)與端子7相連，而另一側(cè)與IN4004二極管56和金屬薄膜型8.2kΩ限流電阻器57串聯(lián)電連接，其中所述限流電阻器57具有1％的容許偏差。在電路15內(nèi)還包括220/240伏小型白熾燈58，燈58在端子7和8之間延伸，以便提供干線電壓可用于電器14的可見指示。
在其它實(shí)施例中，使用了不同的電器部件或者部件組合來提供相同的功能。
在使用中并且在正常工作狀態(tài)下，如圖3所示，端子2和端子3被經(jīng)由繼電器22分別電氣連接至端子7和8。燈58也因?yàn)槎俗?和8之間的勢(shì)差而點(diǎn)亮。
在存在故障條件的情況下，其中在導(dǎo)體11和中性導(dǎo)體5之間存在勢(shì)差，這將引起線圈25變成激勵(lì)的。這種故障條件的原因有許多而且是變化的，并且通常根據(jù)所討論的電器而定。作為例子，諸如干發(fā)器的電器可以包括經(jīng)受干線電壓的電動(dòng)機(jī)繞組和加熱絲繞組，以及導(dǎo)電性金屬殼或者與干線電壓絕緣的殼體，并且其被電氣連接至導(dǎo)體11。在潮濕的環(huán)境中，在一個(gè)或多個(gè)繞組或者加熱元件與殼體之間建立導(dǎo)電通路的風(fēng)險(xiǎn)被增加。通路應(yīng)該是要么因?yàn)槔淠赐ㄟ^電器被無意中浸于水中而建立，這樣將在中性導(dǎo)體(與線圈25的一側(cè)電氣連接)與殼體(經(jīng)由導(dǎo)體11電氣連接至線圈的另一側(cè))之間立即出現(xiàn)電壓差動(dòng)。如果所述導(dǎo)電通路具有相對(duì)低的電阻，并且因此在線圈25兩端出現(xiàn)高比例的干線電壓，那么它將立即從圖3所示的狀態(tài)切換到另一狀態(tài)。
雖然線圈25具有標(biāo)稱的大約5伏DC的激勵(lì)電壓，但是它通常以大約3伏DC來切換。據(jù)此，一旦在導(dǎo)體17上出現(xiàn)大約4伏的瞬時(shí)電壓，那么繼電器19將從一狀態(tài)切換到其它狀態(tài)。因此，它只有當(dāng)導(dǎo)電通路具有相對(duì)高的電阻時(shí)，依照此實(shí)施例是使導(dǎo)體17上的電壓小于大約4伏，電路15才保持正常操作。所述電路能夠通過去除電阻27而變得更加靈敏，不過這樣會(huì)減少繼電器19的使用年限。
用于減少線圈25被激勵(lì)的下限的另一替代方式是省略二極管26，而僅僅讓電阻27(如果包括的話)或者線圈25直接電氣連接至導(dǎo)體11。優(yōu)選的是，同時(shí)還省略測(cè)試開關(guān)55、二極管56、電阻57與二極管26。
用于減少線圈25被激勵(lì)的下限的另一替代方式是使用具有較低的標(biāo)稱的激勵(lì)電壓的線圈的繼電器。明顯的是，這種繼電器往往也必須嚴(yán)格地經(jīng)受干線電壓。
在此實(shí)施例中，包含二極管26會(huì)影響導(dǎo)體17上的任一AC電壓的半波整流。因此，如果干線電壓因?yàn)楣收蠗l件而在導(dǎo)體17上出現(xiàn)，那么它只能是激勵(lì)線圈25并且將繼電器25從一個(gè)狀態(tài)切換為另一個(gè)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行的AC信號(hào)的正半周期。在任何情況下，因?yàn)榧?lì)線圈25的較低閾值—即，當(dāng)?shù)湫凸收蠗l件接近導(dǎo)體17上的完全干線AC電壓時(shí)是5伏DC—它立即切換，使得在端子21處相應(yīng)迅速地提供傳感器信號(hào)。端子25處的完全干線電壓的出現(xiàn)將確保線圈44被迅速地激勵(lì)，并且觸頭37和38從圖3中所示的狀態(tài)切換到另一的狀態(tài)。一旦如此切換，燈51被點(diǎn)亮，并且線圈44維持激勵(lì)條件，同時(shí)將有源導(dǎo)體4與端子2相連。
發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于60赫茲的干線電源頻率來說，上述實(shí)施例允許故障條件持續(xù)小于大約30毫秒。所述時(shí)間包括大約6至14毫秒的用于檢測(cè)故障條件并且將觸頭28轉(zhuǎn)換為其它狀態(tài)的時(shí)間。當(dāng)繼電器22切換狀態(tài)時(shí)，存在8至16毫秒的另外的延遲時(shí)間。然而據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均延遲通常小于這個(gè)時(shí)間。由于以下原因，馬上就可以理解這一點(diǎn)，所述原因?yàn)?.具有這種低閾值切換的繼電器19可能與故障電壓有關(guān)。即，一旦大約30至40伏DC出現(xiàn)在導(dǎo)體17上時(shí)，繼電器19將切換。更典型地是，故障條件使導(dǎo)體17遭受到基本上完全的干線電壓，并且照此，線圈25迅速飽和。在電阻27具有低電阻、或者被省略的實(shí)施例中，將改善繼電器19的反應(yīng)時(shí)間。
2.繼電器22的線圈44被迅速地遭受到完全的干線電壓最初經(jīng)由端子21；并且隨后經(jīng)由端子45。即，維持線圈44與電源6并聯(lián)，同時(shí)最小串聯(lián)電阻限制激勵(lì)電流。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上述實(shí)施例比安裝在家用電器中具有代表性的固態(tài)保護(hù)設(shè)備操作更迅速。
由于即使當(dāng)最大線圈電流流過時(shí)，它也會(huì)在非常短的周期中這樣做的事實(shí)，故而可以理解繼電器19的耐久性。因此，在繼電器19內(nèi)出現(xiàn)不好的熱影響的時(shí)間很短。如果限流電阻器27就位，那么可以提供額外保護(hù)。
一旦繼電器22響應(yīng)傳感器信號(hào)而切換狀態(tài)，線圈25就不激勵(lì)并且觸頭28將返回到圖3中所示的常開的位置。此外，此刻當(dāng)將端子7和8與干線電壓隔離時(shí)，燈58將熄滅，由此向電器的用戶表明沒有向電器供電。另外，燈51將被點(diǎn)亮用于表明故障。
跟在故障條件之后，如果用戶希望復(fù)位電路15，那么通過手動(dòng)壓下開關(guān)48以便使其進(jìn)入斷開狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)。這樣做對(duì)允許線圈44通過電容器52和燈51放電有影響。一旦這樣，觸頭37和38返回到圖3中所示的狀態(tài)。如果端子2和3仍分別與導(dǎo)體4和5電氣連接，那么故障條件持續(xù)，繼電器19也將迅速地在端子21提供傳感器信號(hào)。所以繼電器22也將切換以便隔離端子7和8與電源6。然而，如果消除了故障條件，那么端子7和8將經(jīng)由繼電器22與電源6重新電氣連接，并且燈58將點(diǎn)亮以便表明正常工作狀態(tài)。
開關(guān)55向用戶提供用于校正操作的測(cè)試電路15的能力。通過手動(dòng)地壓下開關(guān)55并且將其置于閉合狀態(tài)，端子7處的干線電壓被傳遞至線圈19，由此模擬故障狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，燈58熄滅，并且燈51被點(diǎn)亮。
將理解的是，控制電路1的操作類似于上面描述的電路15。主要差別是，對(duì)于電路15，其基準(zhǔn)電壓從導(dǎo)體17中獲得，導(dǎo)體17與導(dǎo)體4和5共同延伸到大約所述場(chǎng)所處，并且作為在該場(chǎng)所使用的所有三線插頭電器的共享基準(zhǔn)。然而，電路1利用通常作為與所述電器相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)體的基準(zhǔn)，并且可以是由用戶使用或者說承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的—例如金屬殼體或者鉆頭卡—并且因此保持其與干線電壓隔離。
在圖4中舉例說明了以控制電路60的形式出現(xiàn)的本發(fā)明的又一實(shí)施例，其中相應(yīng)的特征通過相應(yīng)的參考標(biāo)記來表示。電路60包括與電路1和15類似的結(jié)構(gòu)和操作，不過多個(gè)部件不同，以便更好的適應(yīng)與圖3的220/240伏AC干線電壓相對(duì)的110/120伏AC的較低干線電壓。不同的部件包括額定值是110/120伏的具有線圈44的繼電器22；電阻27和57是4.7kΩ、1％容許偏差的金屬薄膜電阻器；以及額定值是110/120伏的燈51和58。因?yàn)樵诠收蠗l件期間繼電器19將具有的較低的最高電壓，故而電阻27和57能夠具有較低的值并且仍可以充分限制線圈25中的最大電流。
將理解的是，除了更低的干線電壓以外，電路60適用于圖1和圖2的結(jié)構(gòu)，并且分別類似于電路1和15進(jìn)行操作。
對(duì)于電器來說，諸如用于泵、絞車或者其它重型設(shè)備的電動(dòng)機(jī)，繼電器22不會(huì)具有足夠的載流容量。在這些環(huán)境中，并且如果使用作為一個(gè)例子的電路15的話，將電路15由相應(yīng)的電路61來替代，所述電路61在圖5中示出，其中相應(yīng)的特征由相應(yīng)的參考標(biāo)記來表示。電路61中的部件與電路15中的相似，并且以類似的方式設(shè)置。然而，繼電器22已經(jīng)由繼電器62代替，所述繼電器62包括四個(gè)觸頭的組，其中三個(gè)用于并聯(lián)地向電器或者其它負(fù)載傳送干線電壓以及電流。該并聯(lián)組合的觸頭在電路15的基礎(chǔ)上增加了電路61的電流額定。然而在其它實(shí)施例中，通過使用強(qiáng)電流額定的繼電器或者通過并聯(lián)設(shè)置兩個(gè)繼電器22來實(shí)現(xiàn)電流容量的增加。另外，在作為替代的實(shí)施例中，通過設(shè)置兩個(gè)或更多像繼電器62的器件來實(shí)現(xiàn)更高的電流容量。
圖6中示出了替代使用的電路61。特別的是，將電路61設(shè)置在隔離變壓器63和電路15之間。將理解的是，用于場(chǎng)所的所有饋路電流通過繼電器61提取，并且在該場(chǎng)所將多個(gè)電器14并聯(lián)連接，其中一些與相關(guān)聯(lián)的電路15連接，其它沒有。如果存在故障條件，那么它不僅確保受保護(hù)的電器—也就是具有專用電路15的電器—被隔離，而且確保所有電器都因?yàn)殡娐?1的觸發(fā)而被隔離。即，所述故障條件因?yàn)閷?dǎo)體17的共享屬性而為所有控制電路所共有。將理解的是，依照多點(diǎn)接地中性(MEN)配線系統(tǒng)，導(dǎo)體17沒有接地而是懸浮，而電源6—以及相關(guān)聯(lián)的傳輸線路和發(fā)電設(shè)施—以及變壓器63的初級(jí)是接地的。
雖然上述實(shí)施例集中在諸如家用或者商業(yè)設(shè)備的單相電氣負(fù)載，但是本發(fā)明也適用于三相負(fù)載，諸如電動(dòng)機(jī)、泵、空調(diào)以及加熱元件等等。參考圖7，其中舉例說明了控制電路71，并且其中相應(yīng)的特征通過相應(yīng)的參考標(biāo)記來表示。電路71與電路15相似，不過一些部件已經(jīng)因?yàn)樯婕暗母邏憾淖儭Ｋ龈淖優(yōu)閮蓚€(gè)繼電器的結(jié)構(gòu)—一個(gè)與中性導(dǎo)體相連的低壓繼電器以及負(fù)荷電流流經(jīng)的干線繼電器—被保留。因?yàn)榇嬖谌齻€(gè)有源相，因此繼電器22由繼電器72代替，所述繼電器72包括四個(gè)觸頭，其中三個(gè)適應(yīng)相應(yīng)的相。
在最壞的情況下，當(dāng)繼電器19的線圈25被遭受相-中性電壓時(shí)，電阻27以及57保持圖3的實(shí)施例不變。其它部件改變包括繼電器72額定為415/440伏AC；二極管29以及56被提高到具有600伏AC額定值的IN 4084類型；電容器52被提高到1000伏AC額定值；并且白熾燈51以及58被提高到415/440伏AC額定值。另外，電路71的操作與電路15的非常相似。
現(xiàn)在參照?qǐng)D8，其中示意性地舉例說明了本發(fā)明的又一實(shí)施例，并且其中相應(yīng)的特征通過相應(yīng)的參考標(biāo)記來表示。特別的是，圖8舉例說明了以發(fā)電場(chǎng)所的形式出現(xiàn)的電源6，以及遠(yuǎn)程電力消耗場(chǎng)所81，如相應(yīng)編號(hào)的虛線圍住的區(qū)域所示的那樣。電源6以及場(chǎng)所81通過配電系統(tǒng)82電氣互聯(lián)，所述配電系統(tǒng)82包括多個(gè)在空間上間隔的分配結(jié)構(gòu)83(為了清楚僅僅示出了一個(gè))，諸如塔、電桿及其它，用于懸掛或相反地支撐多個(gè)導(dǎo)體在發(fā)電場(chǎng)所和消耗場(chǎng)所之間傳導(dǎo)電力。每個(gè)或者大多數(shù)分配結(jié)構(gòu)包括地線電極或者其它接地的基準(zhǔn)，其被鏈接至由該結(jié)構(gòu)支持的中性導(dǎo)體。這樣提供了MEN系統(tǒng)。
然而，在場(chǎng)所81，電源6提供的電力被饋送到變壓器63，其中它出現(xiàn)在作為隔離源的次級(jí)繞組上。在現(xiàn)有技術(shù)的布線系統(tǒng)中，消耗場(chǎng)所的導(dǎo)體17往往是接地的。然而，在本實(shí)施例中，場(chǎng)所83包括懸浮導(dǎo)體17，并且可以將其與在該場(chǎng)所83的將供電的一個(gè)或多個(gè)電器的一個(gè)或多個(gè)元件電氣連接。在該場(chǎng)所的并位于多個(gè)設(shè)備之間的這種通用的懸浮基準(zhǔn)允許在該場(chǎng)所使用的優(yōu)選實(shí)施例的所有控制電路響應(yīng)故障并且由此提供更高級(jí)別的安全性。如上所述，優(yōu)選實(shí)施例的控制電路能夠適宜與特殊的電子電器集成或者安裝在配電盤等等中的總體受保護(hù)角色中。
將理解的是，在場(chǎng)所81存在多個(gè)電器，每個(gè)電器與端子2和3并聯(lián)連接。這些電器中的一些，諸如舉例說明的那樣，包括分級(jí)控制電路15等等，不過其它的設(shè)備不是這樣的。在任何情況下，面對(duì)故障條件，那些較后的設(shè)備仍將因?yàn)殡娐?3的操作而被隔離。
將理解的是，如同現(xiàn)有技術(shù)一樣，如果故障條件發(fā)生在于場(chǎng)所83使用的兩線插頭電器中，其中所述電器不具有依照本發(fā)明的獨(dú)立的控制電路，那么故障條件將保持直到中性的導(dǎo)電性返回通路被確立為止。
在圖9中舉例說明了本發(fā)明的又一實(shí)施例，其中相應(yīng)的特征由相應(yīng)的參考標(biāo)記來表示。具體地，取代圖1的電路1，將控制電路90設(shè)置在電源6和作為電器14形式出現(xiàn)的負(fù)載之間。在其它實(shí)施例中，電路90被配置以便安裝在電力消耗場(chǎng)所83的配電盤或其它中。然而，依照此實(shí)施例，將電路90設(shè)計(jì)成更低的電流應(yīng)用并且設(shè)計(jì)為易感受過壓或者欠壓狀態(tài)的特殊目的的電子電器。這種電器的例子包括專用計(jì)算機(jī)設(shè)備和外圍設(shè)備，各種通信設(shè)備，精確測(cè)量設(shè)備以及諸如高質(zhì)量視頻和聲音重放設(shè)備的其它電子設(shè)備。通常，數(shù)字地處理信號(hào)的設(shè)備具有準(zhǔn)確的處理，該處理對(duì)電源電壓變化敏感。然而，還有同樣敏感的許多模擬設(shè)備。
電路90包括275伏AC20安培的可變電阻91，其具有20毫米直徑并且與端子2和3并聯(lián)以便檢測(cè)那些端子處的嚴(yán)格的過電壓條件—約為275伏。面對(duì)這種過電壓條件，可變電阻91恢復(fù)成低阻狀態(tài)，該狀態(tài)產(chǎn)生流經(jīng)所述端子的較大電流并且觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)電流保護(hù)設(shè)備，其中所述標(biāo)準(zhǔn)電流保護(hù)設(shè)備沿電源鏈設(shè)置得更靠后。因此，過電壓不會(huì)流經(jīng)與端子7和8并聯(lián)的所述設(shè)備或者其它負(fù)載。
電路90還包括干線繼電器93，其具有線圈94，在正常工作狀態(tài)下，通過電源電壓激勵(lì)線圈94以便將三個(gè)觸頭95、96和97保持在圖中所示的位置。
將240伏原始中心抽頭的9/0/9伏AC 150毫安變壓器98與端子2和3并聯(lián)設(shè)置以便經(jīng)由以下方式提供0和6伏之間的AC電壓，所述方式為·橋式整流器，以WO4小型橋式整流器99的形式出現(xiàn)，額定為400伏(最大值)。
·RB電解電容器100，額定為25伏DC 100μF。
·IN4004二極管101。
·6Ω1瓦特電阻102，具有10％的容許偏差。
通過調(diào)節(jié)器103來調(diào)節(jié)此電壓，在此實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)器103是正類型的7805調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器103具有能夠通過相應(yīng)地調(diào)節(jié)10kΩ線性電位計(jì)104來調(diào)節(jié)的設(shè)定點(diǎn)，所述線性電位計(jì)104的額定為0.5瓦特。這種調(diào)節(jié)允許電路90更易于應(yīng)用于各種電器或者應(yīng)用于不同的干線電壓。
IN4004二極管110和RB電解220μF/25伏DC電容器111過濾調(diào)節(jié)器103提供的電壓，并且將作為結(jié)果產(chǎn)生的過濾電壓應(yīng)用于小型繼電器116的線圈115的一端。線圈115的另一端與電阻102串聯(lián)連接。繼電器116是像繼電器19一樣的繼電器。
對(duì)于端子2和3之間的預(yù)定電壓值，線圈115將保持不激勵(lì)。然而，一旦輸入電壓超出該范圍，調(diào)節(jié)器103提供的電壓將上升，使得線圈115被激勵(lì)到足以使觸頭118從示出的狀態(tài)切換為另一狀態(tài)。一旦發(fā)生這種情況，繼電器93的線圈94將懸浮，由此將不激勵(lì)該線圈，并且將觸頭95、96和97切換為它們的相應(yīng)另一狀態(tài)。這也將使端子7和8與端子2和3隔離，同時(shí)也確保燈51被點(diǎn)亮，而燈58被熄滅。
電路90還包括常閉復(fù)位按鈕117，用于在故障條件已經(jīng)改善之后允許用戶手動(dòng)地復(fù)位電路。
在圖10中提供了以控制電路120的形式出現(xiàn)的本發(fā)明的又一實(shí)施例，并且其中相應(yīng)的特征通過相應(yīng)的參考標(biāo)記來表示。電路120包括端子2和3，這些端子與240伏干線電源電氣連接，并且端子7和8與警報(bào)器和警告信號(hào)燈(未示出)形式出現(xiàn)的負(fù)載相連。在其它實(shí)施例中，所述負(fù)載是不同的設(shè)備或者電器。雖然上面在正常工作狀態(tài)下涉及的實(shí)施例確保將干線電壓提供給負(fù)載，并且只有當(dāng)預(yù)定的條件存在時(shí)才中斷，但是此實(shí)施例用在不同的方面。更具體來講，在正常工作狀態(tài)下，所述干線電源與負(fù)載絕緣，并且僅僅在預(yù)定條件下干線電源與所述負(fù)載連接。
所述電路還包括以導(dǎo)體121的形式出現(xiàn)的傳感器，所述導(dǎo)體121與外部部件電氣連接，用于在預(yù)定條件下提供電壓信號(hào)。在此實(shí)施例中，將導(dǎo)體121電氣連接至通用的9伏家庭煙霧檢測(cè)器(未示出)的部件。在無煙的條件下，所述檢測(cè)器不向?qū)w121施加電壓。然而，當(dāng)所述檢測(cè)器檢測(cè)到煙霧條件時(shí)，它向?qū)w121提供9伏DC，然后又將其通過串聯(lián)的限流電阻器122饋送到雙向三極管開關(guān)光耦合器123的LED側(cè)，如此使得耦合器轉(zhuǎn)換為傳導(dǎo)狀態(tài)。電阻122是56Ω0.5瓦特的金屬薄膜型電阻，而耦合器123是包含在6管腳封裝中的MOC 3020/3021型。
在傳導(dǎo)狀態(tài)中，耦合器123允許足夠觸發(fā)雙向三極管開關(guān)124的電流。選擇兩個(gè)偏置電阻125和126來設(shè)定雙向三極管開關(guān)124的靈敏度，而用電容器127來短路任一不希望的開關(guān)瞬態(tài)。在此實(shí)施例中，雙向三極管開關(guān)124是BT 137F型(在TO-220情況下)，其額定為600伏AC和8安培。電阻125和126是均為470Ω的金屬薄膜電阻器，額定為0.5瓦特，電容器127是聚酯類型電容器，其額定為600伏AC0.01μF。在其它實(shí)施例中，可以使用替代的部件和值。
小型的5伏DC繼電器130包括線圈131，當(dāng)觸發(fā)雙向三極管開關(guān)124時(shí)，線圈131當(dāng)其經(jīng)受基本上是完全干線電壓時(shí)被迅速地并且容易地激勵(lì)。這樣將觸頭132從圖10中所示的狀態(tài)切換為另一狀態(tài)(未示出)。繼電器130與繼電器19相似，而在其它實(shí)施例中，也可以使用替代的繼電器。
干線額定繼電器135包括在正常情況下不被激勵(lì)的線圈136。然而，一旦繼電器130的觸頭132切換為另一狀態(tài)，線圈136就經(jīng)受完全的干線電壓，并且迅速地將其兩個(gè)觸頭137和138從示出的正常狀態(tài)切換為另一狀態(tài)(未示出)。一旦發(fā)生這種情況，將出現(xiàn)在端子2和3的干線電壓傳送到端子7和8。這樣，警報(bào)器和警告信號(hào)燈被提供干線電源，并且被激活以便警告在煙霧情況附近的那些人。然而在其它實(shí)施例中，所述警報(bào)器和警告信號(hào)燈處于除靠近煙霧情況之外的位置。
一旦繼電器135開關(guān)或者在狀態(tài)之間切換，繼電器130的線圈131就不激勵(lì)并且觸頭132返回到圖10中舉例說明的狀態(tài)。
電路120還包括輸出信號(hào)導(dǎo)體139，其與外部電路(未示出)相連。因此，如果導(dǎo)體121被保持在9伏或者附近，并且繼電器135從靜止(resting)狀態(tài)切換，那么警告外部電路煙霧情況并且該外部電路能夠放大所述情況。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，所述外部電路是啟動(dòng)器，用于在安裝電路120的同一場(chǎng)所退出標(biāo)志。
因?yàn)樵跓熿F探測(cè)器上設(shè)置的極少的電流負(fù)載，所以電路120是十分有益的。此外，所述電池只需要短期提供電流，也就是說直到線圈131被激勵(lì)。如同其它實(shí)施例一樣，事實(shí)是線圈131是標(biāo)稱的5伏DC線圈；并且正在暫時(shí)地遭受實(shí)際電壓，在激勵(lì)該線圈之前的延遲非常短。據(jù)此，檢測(cè)器中9伏DC電池的使用期限不會(huì)徒然地被損害。
電路120還包括常閉手動(dòng)復(fù)位按鈕141，用于允許用戶不激勵(lì)線圈136，由此再一次將端子7和8與端子2和3隔離。一旦發(fā)生這種情況，并且假定仍沒有呈現(xiàn)所述煙霧情況，所述警報(bào)器和警告信號(hào)燈就將被無效。
這種電路120或者等效電路能夠與警報(bào)器、警告信號(hào)燈或者其它電子設(shè)備或者電器集成，其中所述電子設(shè)備或電器希望當(dāng)滿足預(yù)定情況時(shí)被供電。在另一個(gè)實(shí)施例中，電路120被包括在煙霧探測(cè)器的殼體內(nèi)。
在電路120還包括常開的手動(dòng)測(cè)試按鈕142，該按鈕允許手動(dòng)測(cè)試電路。
在圖11中舉例說明了以控制電路150的形式出現(xiàn)的本發(fā)明的又一實(shí)施例，其中相應(yīng)的特征通過相應(yīng)的參考標(biāo)記來表示。電路150包括用于與12伏直流電源(未示出)電氣連接的輸入端子2和3，以及用于向12伏負(fù)載(未示出)提供電源電壓的輸出端子7和8。此電路最初用于汽車應(yīng)用，但是也適用于家用和商業(yè)用途。在此實(shí)施例中，所述負(fù)載是電動(dòng)機(jī)，并且電路150用于防止該電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)電流過大時(shí)起動(dòng)。如果所述電動(dòng)機(jī)被沉重地負(fù)荷的話，很容易發(fā)生這種情況。
電路150包括12伏直流繼電器151和5伏直流繼電器152的兩個(gè)繼電器組合，這兩個(gè)直流繼電器分別類似于圖3的繼電器22和繼電器19地被配置。然而，因?yàn)椴煌牟僮麟妷?，所述部件是不同的。例如電容?2是額定為30伏DC的0.22μF器件；白熾燈51和58額定為12伏DC；并且電阻27和57是22Ω金屬薄膜電阻器。
在電路150內(nèi)還包括與二極管26串聯(lián)的常開的手動(dòng)開關(guān)153，以及設(shè)置在端子3和8之間的0.5Ω30安培的電阻154，并且該電阻與繼電器152的線圈155并聯(lián)。一旦將開關(guān)153被壓下以便開始起動(dòng)操作，電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷電流—其還必須流過電阻154—就應(yīng)該在線圈155兩端產(chǎn)生足夠的電壓，所述線圈將被激勵(lì)，并且隨后將繼電器151從所示出的狀態(tài)切換為另一狀態(tài)。接著，這樣將電動(dòng)機(jī)與電源斷開，并且允許用戶探查和/或去除引起故障條件的原因。
電路150適用于除電動(dòng)機(jī)之外的其它電壓供給和負(fù)載。24伏直流電源的這種特殊的電路應(yīng)用只要求繼電器151中的線圈和燈51和58具有高的額定值。將理解的是，可能還需要調(diào)節(jié)電阻27和154的值，以便確保繼電器152的線圈155以正確的閾值被激勵(lì)。
在圖12中舉例說明了以控制電路160的形式出現(xiàn)的本發(fā)明的又一實(shí)施例，其中相應(yīng)的特征通過相應(yīng)的參考標(biāo)記來表示。電路160與電路150相似，不過它包括用于與24伏AC電源(未示出)電氣連接的輸入端子2和3，以及用于向24伏負(fù)載(未示出)提供電源電壓的輸出端子7和8。在其它實(shí)施例中，向電路160施加其它的電源電壓，尤其包括32伏AC和42伏AC。然而，還向適當(dāng)選擇的部件提供許多其它電源電壓，其中所述部件具有這些電壓的額定值。此電路最初用于海運(yùn)應(yīng)用，但是根據(jù)需要也適用于家用和商業(yè)用途。在此實(shí)施例中，所述負(fù)載是電動(dòng)機(jī)(未示出)，并且電路160用于防止電動(dòng)機(jī)在故障條件出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行操作，所述故障條件包括電源的有源和中性導(dǎo)體之間的短路。
在海運(yùn)應(yīng)用中，最初的擔(dān)心都是圍繞水的，并且水的能力能夠干擾諸如該實(shí)施例中的電動(dòng)機(jī)的電氣和電子設(shè)備。據(jù)此，常常利用由兩個(gè)對(duì)置的不銹鋼平板組成的觸板161，將其安裝在酚醛樹酯材料或者其它上。該觸板被安裝在電動(dòng)機(jī)的基底。然而在其它實(shí)施例中，將多個(gè)這種觸板并聯(lián)連接并且在空間上間隔的位置安裝到電動(dòng)機(jī)。當(dāng)襯底變得潮濕時(shí)，它漸進(jìn)地變成更加導(dǎo)電的。最終，隨著潮濕增加，觸板161將起到短路的作用，并且因?yàn)殡娮?54兩端的電壓降，繼電器152將切換狀態(tài)并且電動(dòng)機(jī)將被與端子2和3隔離。
優(yōu)選實(shí)施例的控制電路能夠根據(jù)現(xiàn)成的(off-the-shelf)部件而被成本最經(jīng)濟(jì)地構(gòu)造，所述現(xiàn)成的部件是由領(lǐng)先的國(guó)際電氣和電子制造商制造的。這使其易于調(diào)整各式各樣電器內(nèi)控制電路的包含物。此外，組裝部件也相對(duì)小型—采用具有代表性的大約30毫米×20毫米×10毫米的總尺寸—并且能夠相對(duì)容易地適合裝入在各種典型的電器的現(xiàn)存殼體內(nèi)，所述電器諸如大型家電或者其它家用電器。作為選擇，如果要求一些重新設(shè)計(jì)，那么它不必是大量的。
優(yōu)選實(shí)施例的電路的功能和靈活性允許本發(fā)明不僅直接應(yīng)用于單個(gè)電器，而且可以用作在給定場(chǎng)所的多個(gè)電器的保護(hù)裝置。如果發(fā)生故障條件，那么這種防護(hù)等級(jí)還減少電擊或者觸電的風(fēng)險(xiǎn)。即使所述故障條件由位于該場(chǎng)所的三線插頭電器引起，其中所述場(chǎng)所自身不具有依照本發(fā)明的專用控制電路。
當(dāng)故障條件出現(xiàn)時(shí)，用于AC干線電源的實(shí)施例，在60赫茲的干線頻率的情況下，將在大約30毫秒內(nèi)觸發(fā)。據(jù)此，電擊或者觸電的風(fēng)險(xiǎn)盡可能的小，并且通常比可以購(gòu)買到的現(xiàn)有技術(shù)的保護(hù)裝置更好。另外，這些實(shí)施例監(jiān)控中性導(dǎo)體和懸浮導(dǎo)體之間的電壓。將所述懸浮導(dǎo)體電氣連接至用戶或者其它人很可能接觸的那些表面或者元件，并且照此，那些表面或者元件應(yīng)該變成通電，所涉及的控制電路將觸發(fā)。這樣沒有過電流保護(hù)，而是一開始就防止故障電流?，F(xiàn)有技術(shù)的保護(hù)裝置通常可以防止過電流情況。然而，當(dāng)故障條件存在時(shí)，至少最初它仍將允許較大故障電流流過。當(dāng)防止電擊時(shí)，允許故障條件持續(xù)的時(shí)間是至關(guān)重要的。在最小化故障電流的時(shí)限和持續(xù)時(shí)間的領(lǐng)域中，本發(fā)明的實(shí)施例是特別有益的。
本發(fā)明的一些實(shí)施例被配置，使得其中繼電器線圈和盡可能一樣多的其它部件在正常工作狀態(tài)期間處于靜止?fàn)顟B(tài)—即，低功耗情況。一旦故障條件發(fā)生，所述繼電器就被觸發(fā)并且消耗任意的實(shí)質(zhì)功率。此外，低壓直流繼電器只在很短的時(shí)間內(nèi)處于高功耗模式，一旦供電繼電器轉(zhuǎn)換，那么直流繼電器再一次返回到低功耗狀態(tài)。
本發(fā)明的實(shí)施例可以與周圍電器部件電氣和物理隔離而被封裝。這樣允許將控制電路浸入水中或者其它液體中，允許在其它危險(xiǎn)環(huán)境中使用，而不會(huì)破壞它們的正確操作。這樣做是基于這樣的事實(shí)，在正常工作狀態(tài)下，本發(fā)明的實(shí)施例僅消耗很少的能量，由此輻射相對(duì)很少的熱量。這樣將確保封裝材料不會(huì)過早地惡化，并且確保沒有熱量集結(jié)而惡化控制電路自身的元件。
根據(jù)此處的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，能夠選擇本發(fā)明的控制電路的部件和部件的組合來允許這些相應(yīng)的電路被應(yīng)用于此處沒有明確提及的電壓和負(fù)載。
本申請(qǐng)要求了臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)枮?002950581的澳大利亞的專利申請(qǐng)，將該篇申請(qǐng)的公開內(nèi)容在此引入，以供參考。
雖然已經(jīng)參照特定的例子描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，本發(fā)明能夠以許多其它形式被實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種控制電路，包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與干線電源的各個(gè)導(dǎo)體電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與干線負(fù)載電氣連接；傳感器，其響應(yīng)處于大約1伏特到50伏特范圍內(nèi)的基準(zhǔn)信號(hào)以便提供傳感器信號(hào)，所述基準(zhǔn)信號(hào)由一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的電壓差動(dòng)獲得，在使用中，所述基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)該與所述導(dǎo)體電氣絕緣；以及開關(guān)裝置，其響應(yīng)傳感器信號(hào)而在第一模式和第二模式之間切換，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其中所述電路是一保護(hù)裝置，用于一旦已經(jīng)檢測(cè)到故障條件就電氣隔離負(fù)載和電源。
3.一種控制電路，包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與電源電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與負(fù)載電氣連接；傳感器，其響應(yīng)處于預(yù)定范圍中的基準(zhǔn)信號(hào)以便提供傳感器信號(hào)；以及開關(guān)裝置，其響應(yīng)傳感器信號(hào)而從第一模式切換為第二模式，其中在第一模式中，所述輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
4.如權(quán)利要求3所述的電路，其中如果所述基準(zhǔn)信號(hào)超出預(yù)定范圍，則所述開關(guān)裝置保持在第二模式中。
5.如權(quán)利要求3所述的電路，其中所述基準(zhǔn)信號(hào)是電壓，而所述預(yù)定范圍大于1伏左右。
6.如權(quán)利要求3所述的電路，其中所述電源提供標(biāo)稱的源電壓，而所述預(yù)定范圍具有小于所述標(biāo)稱的源電壓5％的下限。
7.一種控制電路，包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與電源電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與負(fù)載電氣連接；傳感器，其響應(yīng)處于預(yù)定范圍中的基準(zhǔn)信號(hào)以便提供傳感器信號(hào)；以及開關(guān)裝置，其響應(yīng)傳感器信號(hào)而從第一模式切換為第二模式，其中在第一模式中，所述輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
8.如權(quán)利要求7所述的電路，其中所述電路是一保護(hù)裝置，用于一旦已經(jīng)檢測(cè)到故障條件就電氣連接負(fù)載和電源。
8.一種控制電路，包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與電源電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與負(fù)載電氣連接；傳感器，其響應(yīng)處于預(yù)定范圍中的基準(zhǔn)信號(hào)以便提供傳感器信號(hào)；以及開關(guān)裝置，其響應(yīng)傳感器信號(hào)而在第一模式和第二模式之間切換，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
9.一種配線系統(tǒng)，用于從具有至少兩個(gè)干線導(dǎo)體的干線電源運(yùn)送干線供電，所述系統(tǒng)被安裝在一場(chǎng)所并且包括變壓器，位于或者接近所述場(chǎng)所并且具有用于與干線導(dǎo)體連接的一個(gè)或多個(gè)初級(jí)繞組以及一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組，以便提供基本上等于干線供電的場(chǎng)所電壓；至少兩個(gè)場(chǎng)所導(dǎo)體，被安裝在所述場(chǎng)所，用于電氣連接一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組，以便將場(chǎng)所電壓分送至所述場(chǎng)所附近的預(yù)定位置；以及懸浮導(dǎo)體，安裝在所述場(chǎng)所，用于提供關(guān)于一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)所導(dǎo)體的共用基準(zhǔn)電壓。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述干線導(dǎo)體之一是被接地的干線中性導(dǎo)體，并且場(chǎng)所導(dǎo)體之一是不接地的場(chǎng)所中性導(dǎo)體。
11.一種配線系統(tǒng)，用于從具有至少兩個(gè)干線導(dǎo)體的干線電源運(yùn)送干線供電，所述系統(tǒng)被安裝在一場(chǎng)所并且包括變壓器，位于或者接近所述場(chǎng)所并且具有用于與干線導(dǎo)體連接的一個(gè)或多個(gè)初級(jí)繞組以及一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組，以便提供基本上等于干線供電的場(chǎng)所電壓；至少兩個(gè)場(chǎng)所導(dǎo)體，被安裝在所述場(chǎng)所，用于電氣連接一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組，以便將場(chǎng)所電壓分送至所述場(chǎng)所附近的預(yù)定位置；以及懸浮導(dǎo)體，與安裝在所述場(chǎng)所的負(fù)載相關(guān)聯(lián)，用于提供關(guān)于一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)所導(dǎo)體的基準(zhǔn)電壓。
12.一種控制電路，包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與電源電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與負(fù)載電氣連接；傳感器，具有傳感繼電器，該傳感繼電器響應(yīng)處于預(yù)定范圍中的基準(zhǔn)信號(hào)以便提供傳感器信號(hào)；以及開關(guān)裝置，具有轉(zhuǎn)換繼電器，該轉(zhuǎn)換繼電器響應(yīng)傳感器信號(hào)而在第一模式和第二模式之間切換，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述轉(zhuǎn)換繼電器接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述轉(zhuǎn)換繼電器向負(fù)載提供電力。
13.如權(quán)利要求12所述的電路，其中所述傳感繼電器是低壓直流繼電器，而所述轉(zhuǎn)換繼電器是干線繼電器。
14.一種用于干線負(fù)載的控制電路，所述干線負(fù)載具有在正常使用中與干線電源電氣絕緣的部件，所述電路包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與所述干線電源電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與所述負(fù)載電氣連接；傳感器，其響應(yīng)所述部件與一個(gè)或多個(gè)輸入端子之間的處于預(yù)定范圍內(nèi)的電壓來提供傳感器信號(hào)；以及開關(guān)裝置，其響應(yīng)傳感器信號(hào)而在第一模式和第二模式之間切換，其中在第一模式中，輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述開關(guān)裝置接收來自于電源的電力；并且在第二模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述開關(guān)裝置向負(fù)載提供電力。
15.一種控制電路，包括至少兩個(gè)輸入端子，用于與電源電氣連接；至少兩個(gè)輸出端子，用于與負(fù)載電氣連接；轉(zhuǎn)換繼電器，具有轉(zhuǎn)換線圈，所述轉(zhuǎn)換線圈被有選擇地激勵(lì)以便使繼電器在兩個(gè)模式之間切換，其中在其一個(gè)模式中，所述輸入和輸出端子分別電氣連接以便允許負(fù)載經(jīng)由所述轉(zhuǎn)換繼電器接收來自于電源的電力；并且在另一個(gè)模式中，所述輸入和輸出端子被電氣斷開以便防止電源經(jīng)由所述轉(zhuǎn)換繼電器向負(fù)載提供電力；以及傳感繼電器，其響應(yīng)預(yù)定的條件來激勵(lì)轉(zhuǎn)換繼電器的線圈。
16.如權(quán)利要求15所述的電路，其中所述傳感繼電器具有低壓線圈，所述低壓線圈響應(yīng)故障條件而被激勵(lì)。
17.如權(quán)利要求16所述的電路，其中所述低壓線圈被直流電壓激勵(lì)。
18.如權(quán)利要求17所述的電路，其中所述低壓線圈被1伏左右的直流電壓激勵(lì)。
全文摘要
控制電路(1)包括兩個(gè)輸入端子(2，3)，用于分別與干線電源(6)的有源和中性導(dǎo)體(4，5)電氣連接。兩個(gè)輸出端子(7，8)與雙線插頭家用電器(9)的形式出現(xiàn)的負(fù)載電氣連接。導(dǎo)體(4，5)在家用電源插座終止，并且端子(7，8)被并入雙線插頭來插入其插座中。即，端子(7，8)包括延長(zhǎng)的導(dǎo)線束，用于在電源插座和電路之間延伸。電器(9)具有導(dǎo)電性部件，在這一情況下，殼體(10)在正常工作狀態(tài)下被電氣隔離、或相反與導(dǎo)體(4，5)電氣隔離。所述殼體為電路(1)提供基準(zhǔn)點(diǎn)，并且通過導(dǎo)體(11)電氣連接至該電路。
文檔編號(hào)H02H3/04GK1672307SQ03818504
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2003年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月2日
發(fā)明者W·卡倫, R·L·布里森登, R·K·H·史密斯 申請(qǐng)人:普羅泰克塔里克有限公司