[发明专利]一种电保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电保护装置，及一种包括所述装置的电保护系统。本发明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，并不用于限制本发明的适用领域，本发明具有广阔的应用范围。

背景技术

贯穿全文的关于背景技术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。

发明内容

本发明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。

根据本发明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；