[发明专利]一种局端设备、供电系统、触电保护方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种局端设备、供电系统、触电保护方法及装置，保障向远端设备进行安全供电，避免触电事故的发生。其中，一种局端设备可包括：电源、与所述电源串联的第一开关、与所述第一开关耦合的第一控制电路、与所述第一控制电路耦合的采样电路；所述电源用于在所述第一开关导通的情况下，为与所述电源相连的远端设备提供第一电压；所述采样电路用于在目标周期T内，对所述远端设备在所述第一电压下的第一电流进行M次采样，并将M次采样结果反馈至所述第一控制电路；所述第一控制电路用于根据所述M次采样结果控制所述第一开关是否断开。解决了向远端设备进行高压直流拉远供电过程中的供电安全问题，有效地避免触电事故的发生。

技术领域

本发明涉及通信领域和能源领域，尤其涉及一种局端设备、供电系统、触电保护方法及装置。

背景技术

随着5G通信技术的发展，无线站点的数量猛增以及功耗变大。如果采用传统48V电压向远端设备(如基站)供电的方式，会导致因传输线缆损耗过大而拉远能力不足的问题，故而衍生出通过280V高压直流供电的方式来满足远距离供电的需求，同时能够降低线损。但是，由于280V是非安全电压，在远距离供电系统中需要增加相应的触电保护措施，避免发生人体触电等安全事故。

目前，为了避免高压直流传输过程中触电事故的发生，一般会采用如下两种触电保护方案：

1、方案一通过对比局端(包括局端设备)和远端(包括远端设备)的电流差，检测出高压触电后的线路上的电流变化来切断局端的电源输出，实现触电保护。具体地，请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种现有技术触电保护方案一的原理示意图；如图1所示，局端设备包括电源、第一采样电路、控制电路和开关Q1，远端设备包括第二采样电路、储能电路和负载。在电源上电后，通过局端的第一采样电路采样局端电流I1，反馈至局端的控制电路；第二采样电路采样远端电流I2，利用同步信号传输的方式与局端设备建立通信，将远端电流I2反馈至局端设备的控制电路；通过比较局端输出电流I1和远端输入电流I2之间的电流差值(正常情况下，即未发生触电的情况下，I1和I2两者之间的差值为0)，如果电流差值超过一定预设阈值(如50mA)，则表示可能在线路上发生了触电事故。此时，快速关断(或称断开)开关Q1来切断局端设备输出电压，从而保障触电者的安全。但是，由于触电电流(如50mA)相对远端的负载电流(0～5A)很小，且随负载动态波动，导致对mA级的触电电流的检测精度要求过高；并且由于需要比较同一时刻检测到的两处电流(即I1和I2)，远端需要即时将采样电流信号反馈给较远距离的局端，因此对电流的时效性和准确性要求很高；在负载电流波动较大的场景，可能因检测响应不够而引起误判；故该方案一因成本高、易误判以及检测难等因素而无法实际应用。

2、方案二采用在远端设备增加电控开关Q2的方式，通过判断电控开关Q2断开时局端电源的输出电流大小，来实现触电保护。具体地，请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种现有技术触电保护方案二的原理示意图；如图2所示，局端设备包括电源、采样电路、控制电路和开关Q1；远端设备包括驱动电路(或者类似局端的控制电路，图2中以驱动电路为例)、储能电路、负载和开关Q2；在电源上电后，采样电路采样线路上的电流I，反馈至控制电路；在驱动电路控制开关Q2的导通和断开的周期内，当开关Q2达到预设导通时间T_on后断开，断开后在达到预设断开时间T_off后，再接通输入电源，如此反复，判断输入电源每次被断开，电源的输出电流是否大于预定基准电流，如果是则断开局端的开关Q1，切断电源输出。其中，预设导通时间T_on可以为50ms，断开时间T_off可以为5ms，从而导致检测响应时长可能为54ms或更长，因而，在人体触电的情况下会有器官损伤，甚至可能导致死亡。即使控制开关Q1断开电源输出后，由于高压在人体阻抗上放电速度缓慢，对人体仍有伤害。而且在上电瞬间，远端可能因为储能电路的瞬时充电电流而击穿开关Q2，导致整个保护电路可靠性较差。综上所述，该方案二虽然降低了电路成本，但是由于开关的周期太长，导致检测时间长，关断时间长，以及负载带载能力弱，且保护方案可靠性差。