相關(guān)專利申請的交叉引用

本申請要求提交于2015年10月14日的標(biāo)題為“faultdetectionsystemandcircuits(故障檢測系統(tǒng)和電路)”的美國臨時(shí)專利申請no.62/241,417的優(yōu)先權(quán)。本段中所列出的專利和專利申請據(jù)此全文以引用方式并入。

背景技術(shù)：

也可稱為接地故障檢測器斷路器(gfdi)的電流設(shè)備諸如殘余電流檢測器(rcd)可不同地配置。在某些實(shí)施例中，電流設(shè)備可以是可用于通過檢測狀況和/或在檢測到電路中的異常狀況諸如泄漏(殘余)電流時(shí)斷開該電路來針對(duì)某些電氣狀況提供保護(hù)的電氣安全設(shè)備。rcd可包括任意數(shù)量的部件和功能，但常常包括測量兩條或多條線之間的差動(dòng)電流的差動(dòng)電流感測設(shè)備。如果這些線正在承載直流電流(dc)，則一條線可為通電(即“帶電”)線，一條線可為回流線。在某些rcd中，能夠檢測是否有某個(gè)電流可能正從電路“泄漏”出，這可能是潛在安全隱患的指示。

常規(guī)rcd通常大且昂貴，并且一些使用笨重的互感器。常規(guī)地，電流越大，rcd就越大且越貴。此外，常規(guī)rcd不能在高電流應(yīng)用中充分地檢測dc泄漏電流并提供保護(hù)。例如在互感器中，在次級(jí)繞組中感應(yīng)的電流通常與差動(dòng)芯磁通成比例，而差動(dòng)芯磁通對(duì)于dc電流可能為恒定的。

需要一種低成本的rcd，其既能夠檢測交流(ac)差動(dòng)電流又能夠檢測直流(dc)差動(dòng)電流，即使對(duì)于大電流也能夠有成本效率地運(yùn)行，能夠快速運(yùn)行以提高安全性，并能提供簡單可靠的機(jī)制來提高整體安全性。在光伏(pv)系統(tǒng)中對(duì)差動(dòng)dc電流檢測的需求尤其強(qiáng)烈，光伏系統(tǒng)常常有以下特征：高dc電流、裸露的環(huán)境、住宅客戶以及可能缺乏經(jīng)驗(yàn)的用戶。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

以下是為了進(jìn)行示意性說明的目的對(duì)一些發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行的簡要概述，其并非意圖限制或約束本發(fā)明和具體實(shí)施方式部分中的實(shí)例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)具體實(shí)施方式部分將想到其他新穎的組合和特征。

本文的實(shí)施例可使用具有專門電流引導(dǎo)系統(tǒng)的rcd，所述專門電流引導(dǎo)系統(tǒng)使低成本的rcd能夠檢測ac和dc電流二者。

在示例性的rcd中，電路(例如切換電路)可用于降低成本以及提高系統(tǒng)可靠性。例如，如果需要確定兩條線之間的差動(dòng)電流，則一示例性電流引導(dǎo)系統(tǒng)可生成高頻電流分量，該高頻電流分量可被適當(dāng)?shù)碾娐凡考T如傳感器檢測到。在一些實(shí)施例中，能夠檢測高頻電流的電流互感器的成本可顯著低于用于檢測低頻電流的電流互感器的成本。在一些實(shí)施例中，rcd可包括合適的電路(例如開關(guān)，諸如mosfet開關(guān))。這些電路可在操作中不同地配置。在其中電路包括開關(guān)的示例性實(shí)施例中，所述開關(guān)可被切換，使得它們交錯(cuò)操作，從而開關(guān)(例如mosfet開關(guān))的接通和關(guān)斷可以合適的頻率(例如以比電網(wǎng)頻率高的頻率)進(jìn)行并且可利用合適的定時(shí)來定時(shí)(例如，可暫時(shí)允許電流流過合適的電路諸如電流互感器的初級(jí)繞組和/或次級(jí)繞組)。在一些實(shí)施例中，可允許電流流過電流互感器，但電流感測可被啟用一預(yù)先確定的時(shí)間段(例如一個(gè)短的時(shí)間，諸如短于0.5秒、或短于0.1秒、或甚至短于0.001秒)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，電流感測可被啟用甚至更短的時(shí)間，例如10μ秒(即0.000001秒)。

在示例性rcd中，對(duì)于傳感器測量的使用存在若干選項(xiàng)。在一些實(shí)施例中，在檢測到差動(dòng)電流時(shí)，安全繼電器可斷開，從而切斷帶電線。在其它實(shí)施例中，用戶界面可被更新以反映當(dāng)前操作狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)可被傳輸給計(jì)算系統(tǒng)，數(shù)據(jù)在那里被收集和處理以供進(jìn)一步分析。

示例性rcd可應(yīng)用于各種電氣系統(tǒng)。例如，其可用于檢測住宅、商用或高壓ac系統(tǒng)中的差動(dòng)電流。其也可用于檢測dc系統(tǒng)諸如光伏系統(tǒng)或其他生成或消耗dc電力的系統(tǒng)中的差動(dòng)電流。

在仍另外的實(shí)施例中，由于根據(jù)本文實(shí)施例的rcd的成本和尺寸可降低并且可靠性可提高，并且由于rcd可檢測ac和dc兩種泄漏電流和/或殘余，所以多個(gè)rcd可分布遍及整個(gè)系統(tǒng)和/或嵌入在各種部件諸如優(yōu)化器、逆變器、微型逆變器、太陽能面板、開關(guān)、ac電源盒、dc電源盒、匯流條和保險(xiǎn)絲中，使得泄漏電流和其他潛在故障狀況可在故障發(fā)生時(shí)被隔離、定位和檢測，和/或被報(bào)告并進(jìn)一步重新配置以使得系統(tǒng)能夠出現(xiàn)可容許的性能下降，同時(shí)仍然允許實(shí)現(xiàn)高的安全等級(jí)。例如，如果檢測到太陽能面板中的dc泄漏電流，則可將該太陽能面板關(guān)停和/或與系統(tǒng)的其余部分隔離，而系統(tǒng)的其余部分保持在運(yùn)行等級(jí)?？上蛭葜骱吞柲苊姘灏惭b方報(bào)告回錯(cuò)誤以用于糾正措施，和/或系統(tǒng)自身可實(shí)時(shí)地糾正問題，從而提高通常操作的整體安全性。

如上所述，發(fā)明內(nèi)容部分僅僅是本文所述的一些特征的概述。其并非是窮舉性的，并且并不作為對(duì)權(quán)利要求書的限制。

附圖說明

從而提高通常操作的整體安全性。

參考下面的描述、權(quán)利要求書和附圖將更好地理解本公開的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。附圖以舉例的方式圖解本公開，但本公開并不受附圖的限制。通過結(jié)合附圖參閱以下描述可獲得對(duì)本公開及其優(yōu)點(diǎn)的更完整的理解，在附圖中類似的附圖標(biāo)記指示類似的特征，并且：

圖1、2a–2b是示例性實(shí)施例的部分示意圖部分框圖。

圖2c是適用于本文所示和所述的實(shí)施例的示例性流程圖。

圖3是根據(jù)某些實(shí)施例的一些方面的示例性波形的屏幕截圖。

圖4a、4b和5–7是示例性實(shí)施例的部分示意圖部分框圖。

圖8是包括本文所述實(shí)施例的一種集成電路的部分示意圖部分框圖。

圖9和12是另一示例性實(shí)施例的部分示意圖部分框圖。

圖10是具有多個(gè)部件的一種系統(tǒng)的部分示意圖部分框圖，這些部件中的一個(gè)或多個(gè)可包括本文所述的實(shí)施例。

圖11示出用于與本文所述的實(shí)施例一起使用的一種示例性用戶界面。

具體實(shí)施方式

在以下對(duì)各個(gè)例示性實(shí)施例的描述中參考附圖，附圖構(gòu)成描述的一部分，并且在附圖中以圖解的方式示出本公開的方面可在其中實(shí)施的多個(gè)實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，可使用其他實(shí)施例，并且可進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能修改，而不脫離本公開的范圍。參考圖1，被保護(hù)元件2可被不同地配置。在一個(gè)實(shí)施例中，被保護(hù)元件2可包括殘余電流設(shè)備1。殘余電流設(shè)備1本身可被不同地配置。例如，殘余電流設(shè)備1可包括分流器電路和/或切斷器5和/或一個(gè)或多個(gè)傳感器6(例如電流傳感器)。殘余電流設(shè)備1可包括、充當(dāng)、或被稱為接地故障檢測器斷路器(gfdi)。分流器電路和/或切斷器5可被配置為一個(gè)或多個(gè)開關(guān)(例如mosfet開關(guān)，和/或可耦接到一個(gè)或多個(gè)切斷器也可不耦接到一個(gè)或多個(gè)切斷器的一個(gè)或多個(gè)分流器)。分流器電路和/或切斷器5可經(jīng)由導(dǎo)體20和導(dǎo)體30在輸入側(cè)60上接收ac、dc或三相電流4。分流器電路和/或切斷器5可經(jīng)由導(dǎo)體21和導(dǎo)體31在輸出側(cè)50上輸出ac、dc或三相電流40。根據(jù)本文多個(gè)實(shí)施例的多個(gè)殘余電流設(shè)備1的實(shí)例在圖2a、2b、2c、4–9、和12中示出。被保護(hù)元件2可任選地包括其他設(shè)備，諸如一個(gè)或多個(gè)光伏電池/陣列70、一個(gè)或多個(gè)逆變器16(例如微型逆變器)、一個(gè)或多個(gè)優(yōu)化器17、一個(gè)或多個(gè)故障電路7(例如故障檢測/故障指示器)、一個(gè)或多個(gè)故障報(bào)告電路8、和/或一個(gè)或多個(gè)控制器18。控制器18可被不同地配置。控制器可以是硬件、邏輯電路、處理器(例如微處理器、信號(hào)處理器、和/或微控制器)，并且/或者可經(jīng)由軟件實(shí)現(xiàn)?？刂破骺砂ㄓ糜谂c傳感器6對(duì)接和/或用于對(duì)被保護(hù)元件2中的多個(gè)導(dǎo)體和/或其他設(shè)備諸如pv電池/陣列、逆變器16和/或優(yōu)化器17進(jìn)行直接測量的一個(gè)或多個(gè)端口上的a/d轉(zhuǎn)換器?？刂破?8也可以一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(asic)的形式實(shí)現(xiàn)，并且也可包括集成到asic中的傳感器6?？刂破?8還可與其他系統(tǒng)、電路、部件或設(shè)備諸如逆變器16、優(yōu)化器17、故障電路7、故障報(bào)告電路8和/或切斷器交互或協(xié)作。所述一個(gè)或多個(gè)控制器18和/或故障報(bào)告電路8可耦接到任意數(shù)量的其他設(shè)備和/或系統(tǒng)，諸如能量系統(tǒng)9(例如多個(gè)分立和/或互連設(shè)備，諸如切斷器、pv電池/陣列、逆變器、微型逆變器、優(yōu)化器、其他殘余電流設(shè)備、計(jì)量器、斷電器、ac干線、接線盒、相機(jī)等)、網(wǎng)絡(luò)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)10、計(jì)算設(shè)備11、智能電話設(shè)備12、平板設(shè)備13、相機(jī)19、可包括數(shù)據(jù)庫15a的一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器14和/或工作站15。控制器18可被配置用于控制被保護(hù)元件2內(nèi)的部件的操作和/或用于控制與耦接到被保護(hù)元件2的其他元件的交互。

再次參見圖1，殘余電流設(shè)備1可被不同地配置，以包括用于感測多個(gè)參數(shù)諸如電流和/或電壓的任何合適的電路。例如，所述電路可感測穩(wěn)態(tài)和/或瞬態(tài)電流和/或電壓。如果傳感器6是電流傳感器，則所述電流傳感器可被不同地配置以檢測ac和/或dc(例如單相和/或多相)電流并生成所感測電流的模擬和/或數(shù)字指示。傳感器6可被不同地配置并且可任選地包括多個(gè)多計(jì)量傳感器，所述多計(jì)量傳感器包括ac和/或dc電壓測量、ac和/或dc電流、電容(例如寄生電容)測量、ac和/或dc電流和/或電壓瞬態(tài)測量、和/或電阻測量。如果傳感器6包括電流傳感器，則所述電流傳感器可以是感應(yīng)式電流傳感器、霍爾效應(yīng)電流傳感器、耦接到運(yùn)算放大器電流傳感器的電阻元件、跨電壓傳感器耦接的電阻元件、磁阻電流傳感器、例如具有初級(jí)繞組和/或次級(jí)繞組的電流互感器、和/或測量元件諸如電阻器/電壓傳感器、羅氏線圈電流傳感器、光纖電流傳感器等。傳感器6可由控制器18控制和/或利用控制器18進(jìn)行采樣。例如，控制器18可包括微控制器、微處理器、狀態(tài)機(jī)、asic和/或數(shù)字信號(hào)處理器。在一種示例性算法或具體實(shí)施中，控制器18可操作分流器電路和/或切斷器5來采樣ac和/或dc電流、電壓和/或電阻?？刂破骺蓡?dòng)并配置傳感器和分流器和/或切斷器來采樣多個(gè)電氣值，然后確定被保護(hù)元件2中存在的可能狀況。用于操作這些電路的示例性算法在本文的多個(gè)位置處更詳細(xì)地介紹，例如參見下文參考圖2c，其適用于例如圖2a、2b和4-9所示的電路。例如，通過控制分流器和/或切斷器電路5內(nèi)的多個(gè)電流分流電路(例如包括開關(guān)的電路)，控制器18可控制多個(gè)電流流動(dòng)之間的重疊周期，可控制和/或隔離多種狀況諸如某些線和/或部件(例如pv電池、逆變器、微型逆變器、優(yōu)化器、單相或多相交流(ac)導(dǎo)體、dc輸入線導(dǎo)體、dc輸出線導(dǎo)體、dc輸入回路導(dǎo)體、和dc輸出回路導(dǎo)體)上的電流流動(dòng)和/或電壓。這些狀況可利用由控制器18本地地和/或由一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程部件(例如能量系統(tǒng)9、計(jì)算機(jī)11、服務(wù)器14、智能電話12、和/或平板電腦13)進(jìn)行的信號(hào)處理分析(例如參見圖2c和圖3)和判斷/告警來捕捉。所述判斷可根據(jù)被保護(hù)元件2的所測得狀況來細(xì)化糾正措施和/或報(bào)告狀況。導(dǎo)體20、21和導(dǎo)體30、31可構(gòu)成傳感器的一部分，也可不構(gòu)成傳感器的一部分。例如在某些實(shí)施例中，導(dǎo)體20和/或?qū)w21和/或?qū)w30和/或?qū)w31自身可充當(dāng)電流傳感器的一部分，例如作為互感器的初級(jí)繞組和/或次級(jí)繞組。其他傳感器可包括電阻傳感器、寄生電容傳感器、和/或電壓傳感器。這些傳感器可被不同地使用，諸如在故障分類、故障檢測、故障預(yù)測和/或故障定位中使用。它們也可被配置用于檢測例如只在某些狀況諸如某些天氣和/或溫度條件期間發(fā)生的瞬態(tài)故障。

被保護(hù)元件2可耦接到外部設(shè)備、電路和/或網(wǎng)絡(luò)。例如在某些實(shí)施例中，被保護(hù)元件2可耦接到有線和/或無線網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10、和/或任意數(shù)量的最終用戶設(shè)備諸如計(jì)算機(jī)11、智能電話12、平板電腦13和/或其他設(shè)備諸如可位于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心和/或發(fā)電監(jiān)測中心的服務(wù)器14。這些設(shè)備可用于生成危險(xiǎn)狀況的警報(bào)、確定危險(xiǎn)狀況何時(shí)可能出現(xiàn)、檢測危險(xiǎn)狀況的類型、檢測當(dāng)前或即將發(fā)生的電路故障和/或采取措施來降級(jí)或關(guān)斷能量系統(tǒng)9的某些部分。這些警報(bào)可以是聽覺的和/或視覺的。它們例如可以是嗶嗶聲、樂音、汽笛聲、led和/或高流明led。它們可位于家中、房頂上和/或能量系統(tǒng)9中。例如，警報(bào)可以是中控的，諸如在服務(wù)器14中，和/或被發(fā)布到最終用戶設(shè)備(例如計(jì)算機(jī)11、智能電話12和/或平板電腦13)。警報(bào)可在耦接、附接和/或嵌入到能量系統(tǒng)9的多個(gè)部件(諸如切斷器、pv電池/陣列、逆變器、微型逆變器、優(yōu)化器、殘余電流設(shè)備、計(jì)量器、斷電器、電力干線、和/或接線盒)的顯示器上顯示。報(bào)警可不同地耦接到用戶的/安裝方的蜂窩電話和/或其他個(gè)人設(shè)備，以在用戶和/或安裝方接近處于危險(xiǎn)狀況的電路時(shí)向其提供警示。警報(bào)可耦接到gps坐標(biāo)和/或響應(yīng)于設(shè)備(例如智能電話12和/或平板電腦13)在危險(xiǎn)狀況附近位置中移動(dòng)而生成。傳感器6的讀數(shù)可本地分析和/或被發(fā)送給另一設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步分析、存儲(chǔ)和查看。數(shù)據(jù)庫15a可用于通過分析傳感器數(shù)據(jù)、了解故障類型，并通過人工智能算法定位故障的最可能位置和故障的最可能模式(例如pv面板的短路)來了解系統(tǒng)特性和/或與系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際/潛在故障?？呻S著時(shí)間推移來分析傳感器讀數(shù)，以確定可能影響整體安全性的狀況改變，諸如線上逐漸劣化的絕緣，和/或指示可能感興趣的其他狀況，諸如泄漏電流增大。例如，可利用服務(wù)器14和/或數(shù)據(jù)庫15a存儲(chǔ)和分析讀數(shù)。這可包括指示系統(tǒng)安全狀態(tài)的讀數(shù)(例如零讀數(shù))和指示系統(tǒng)潛在不安全狀態(tài)的讀數(shù)(例如非零讀數(shù))。例如，可詢問殘余電流設(shè)備1中每一者以確定在線絲級(jí)、在優(yōu)化器/模塊級(jí)、和/或在單個(gè)部件級(jí)(諸如功率優(yōu)化器、微型逆變器和/或pv電池/陣列級(jí))是否存在故障和/或潛在故障狀況。殘余電流設(shè)備1還可被配置為允許檢查部件之間的線路和總線網(wǎng)絡(luò)。殘余電流設(shè)備1可被配置為檢測接地故障、電容性放電和其他狀況諸如ac和/或dc線纜、線絲、組合器盒和/或布線對(duì)各種設(shè)備諸如逆變器16、優(yōu)化器17和/或pv電池/陣列70的電阻。一個(gè)或多個(gè)開關(guān)和/或切斷器可用于當(dāng)沿著線和/或在多個(gè)部件(諸如線/導(dǎo)體和地電勢)之間以及在不同導(dǎo)體之間進(jìn)行電阻測量時(shí)隔離一個(gè)或多個(gè)線和/或?qū)w。例如，如果線和/或其他部件與地電勢之間的電阻低于某個(gè)預(yù)定值，則可認(rèn)為該線和/或部件發(fā)生故障。如果殘余電流設(shè)備是分布式的，則它們可充當(dāng)主要故障檢測和定位設(shè)備，從而使整個(gè)系統(tǒng)對(duì)用戶和/或安裝方更加友好，并且更重要的是，使整個(gè)設(shè)備對(duì)于托管能量系統(tǒng)9的實(shí)體更安全。

殘余電流設(shè)備1可以能被配置為是內(nèi)部的和/或外部的、類型a的和/或類型b的。例如，殘余電流設(shè)備1可基于當(dāng)?shù)仉姎庖?guī)范被配置為是內(nèi)部的、外部的、類型a的或者類型b的。如果殘余電流設(shè)備1是可配置的，則安裝方可基于配置參數(shù)來配置該設(shè)備以符合設(shè)備安裝地的當(dāng)?shù)仉姎庖?guī)范。例如，實(shí)施例可改變跳閘電流閾值，可為泄漏快速變化和泄漏緩慢變化設(shè)置不同的閾值，可為單相和多相設(shè)置不同閾值，確定復(fù)位特性(手動(dòng)和/或自動(dòng))，可設(shè)置優(yōu)先中斷來在間歇性故障消失之前對(duì)該故障進(jìn)行故障診斷(例如在天氣情況下)，和/或可配置如何處理電流浪涌。例如，跳閘電流閾值可被設(shè)置為低到1ma或5ma、或30ma，或者可被設(shè)置為高到100ma或500ma，具體取決于安裝方所設(shè)定的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和/或潛在的危險(xiǎn)狀況。如果實(shí)施例包括安裝方重新配置跳閘閾值，則可響應(yīng)于虛假警報(bào)而提高跳閘閾值，或者在對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的容忍度降低的情況下降低跳閘閾值。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該閾值可被設(shè)置到被設(shè)計(jì)用于防止人類觸電危險(xiǎn)的水平，例如30ma。在另一個(gè)實(shí)施例中，該閾值可被設(shè)置到被設(shè)計(jì)用于防止火災(zāi)的水平，例如幾百ma。如果實(shí)施例經(jīng)由分流器電路和/或切斷器6諸如開關(guān)對(duì)電流進(jìn)行采樣，則設(shè)備可在成本方面顯著降低和/或被一體集成。這允許設(shè)備能夠容易地由操作者利用任何合適的配置設(shè)備諸如具有合適安裝方應(yīng)用程序的智能電話12來進(jìn)行配置。

參見圖2a，殘余電流設(shè)備1可被不同地配置和布置。例如，在某些實(shí)施例中，殘余電流設(shè)備1可被放置為使得其測量導(dǎo)體20與導(dǎo)體30之間的差動(dòng)電流。在這些實(shí)施例中，傳感器處的各種電流測量結(jié)果可本地和/或遠(yuǎn)程地使用。例如，測量結(jié)果可經(jīng)由控制器18傳輸給一個(gè)或多個(gè)其他設(shè)備，諸如能量系統(tǒng)9、網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10中的設(shè)備，和/或最終用戶設(shè)備諸如計(jì)算機(jī)11、智能電話12、平板電腦13和/或服務(wù)器14。在該實(shí)施例中，可選的安全繼電器110c可串聯(lián)連接在導(dǎo)體20和導(dǎo)體21之間以及導(dǎo)體30和導(dǎo)體31之間。在具體實(shí)施時(shí)，安全繼電器110c可本地地經(jīng)由控制器18，和/或遠(yuǎn)程地由位于能量系統(tǒng)9中其他位置和/或連接到網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10的控制器諸如服務(wù)器14和/或智能電話12來不同地控制。安全繼電器可在故障和/或檢測到其他異常狀況的情況下斷開?？刂破?8可不同地配置，但在一些實(shí)施例中可經(jīng)由直接鏈路或無線連接向例如安全繼電器110c發(fā)布命令并且可響應(yīng)于某種狀況(例如傳感器6感測到非零的差動(dòng)電流)而激活繼電器110c(例如使其斷開)。在一些實(shí)施例中，傳感器6與控制器18之間、以及控制器18與安全繼電器110c之間的通信可通過線來執(zhí)行。在另選的實(shí)施例中，通信介質(zhì)可以是無線的、光纖纜線和/或其他合適的通信機(jī)制。通信可包括命令、狀態(tài)信息、或者命令和狀態(tài)信息?？蔀橛脩艉?或系統(tǒng)操作方給予用于應(yīng)對(duì)各種狀況的多個(gè)選項(xiàng)?？砂l(fā)起服務(wù)呼叫，和/或可將系統(tǒng)置于安全模式直到服務(wù)呼叫。另外，消息諸如電子郵件、sms消息、snapchat^tm、提示、和/或其他消息可被發(fā)送給多個(gè)實(shí)體，諸如服務(wù)人員、家居安防系統(tǒng)、安裝方、安全人員、電力公司雇員、屋主、電視、和/或其他家庭成員，以警告異常狀況和/或提供一個(gè)或多個(gè)建議的動(dòng)作。

參見圖2a，殘余電流設(shè)備1的一個(gè)實(shí)施例可包括分流器電路和/或切斷器電路5和傳感器6。在該實(shí)例中，分流器和/或切斷器電路5可被配置為包括例如由可使導(dǎo)體20和21以及導(dǎo)體30和31能夠?qū)鞲衅?進(jìn)行旁路的四個(gè)開關(guān)(例如mosfet)110a、110b、111a、和111b實(shí)現(xiàn)的分流器。在該實(shí)施例中，導(dǎo)體20可耦接到兩個(gè)導(dǎo)體路徑117a和117b，其中117b可行進(jìn)通過傳感器6并且可包括采樣開關(guān)111a。路徑117a和117b可在傳感器的另一側(cè)耦接到導(dǎo)體21。導(dǎo)體31可耦接到兩個(gè)分開的路徑116a和116b，其中116b可行進(jìn)通過傳感器6并且可包括采樣開關(guān)111b。路徑116a和116b可在傳感器的第一側(cè)耦接到導(dǎo)體30。旁路開關(guān)110a可以是路徑117a的一部分，旁路開關(guān)110b可以是路徑116a的一部分?？刂破?8可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)通信路徑112b對(duì)旁路和采樣開關(guān)110a、111a、110b、和111b進(jìn)行開關(guān)。傳感器6可經(jīng)由通信路徑112a向控制器18傳輸各種所感測信息，諸如電流測量、電壓測量、電阻測量、電容性放電測量和/或其他測量參數(shù)。在一另選實(shí)施例中，控制器18可以不處理所采樣數(shù)據(jù)。在這個(gè)另選實(shí)施例中，數(shù)據(jù)可被傳輸給能量系統(tǒng)9中的其他設(shè)備，傳輸給計(jì)算機(jī)設(shè)備11、智能電話12、平板電腦13、服務(wù)器14和/或其他網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10。在一個(gè)實(shí)施方案中，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可包括設(shè)備標(biāo)識(shí)符，例如與殘余電流設(shè)備1和/或包括殘余電流設(shè)備1的電氣設(shè)備(例如太陽能逆變器)相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識(shí)名稱、數(shù)或標(biāo)簽。

以下介紹圖2a所示實(shí)施例的分流器電路和/或切斷器5的一個(gè)示例性操作。旁路開關(guān)110a和110b可被切換機(jī)構(gòu)和/或設(shè)備(例如控制器18)保持為“常接通”，采樣開關(guān)111a和111b可被同一切換機(jī)構(gòu)和/或設(shè)備(例如控制器18)和/或經(jīng)由另一切換機(jī)構(gòu)和/或設(shè)備保持為“常關(guān)斷”。在該實(shí)例中，可通過利用mosfet晶體管實(shí)施這些開關(guān)中的全部或一部分、并對(duì)旁路開關(guān)110a和110b和采樣開關(guān)111a和111b的柵極端施加互補(bǔ)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)所述切換。在其它實(shí)施例中，可使用其他開關(guān)，和/或可使用其他電流采樣技術(shù)和/或分流技術(shù)。在該實(shí)施例中，通過限制開-關(guān)切換的持續(xù)時(shí)間和/或循環(huán)時(shí)間，可限制或減小被引導(dǎo)通過傳感器的電流、峰電流和/或平均電流。限制或減小被引導(dǎo)通過傳感器的電流可降低殘余電流設(shè)備1的成本、尺寸、采樣過程所消耗的功率、和/或復(fù)雜性，從而允許更準(zhǔn)確和/或更低成本的測量，和/或能夠?qū)堄嚯娏髟O(shè)備1分布遍及整個(gè)系統(tǒng)。在這個(gè)示例性模式中，電流可經(jīng)由利用導(dǎo)體路徑116b(其可包括采樣開關(guān)111b)的采樣電路流過傳感器，并且可流過導(dǎo)體路徑117b(其可包括開關(guān)111a)。

現(xiàn)在參見圖2b，其示出處于以下狀態(tài)中的一種可能的殘余電流設(shè)備1：采樣開關(guān)111a和111b接通，旁路開關(guān)110a和110b關(guān)斷。在這種狀態(tài)下，殘余電流設(shè)備1可以是起作用的，并且可向控制器18和/或其他設(shè)備(諸如能量系統(tǒng)9中、網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10上的任何設(shè)備和/或耦接到其的設(shè)備)傳輸從傳感器6所感測的信息諸如電流采樣。參見圖2b，在另一模式諸如旁路模式中，導(dǎo)體路徑116b和117b以及采樣開關(guān)111a和111b可經(jīng)由包括導(dǎo)體117a和開關(guān)110a的導(dǎo)體路徑以及通過包括導(dǎo)體116a和開關(guān)110b的導(dǎo)體路徑被旁路。在旁路操作期間，傳感器可以是起作用的，也可以是不起作用的。例如，根據(jù)所期望的讀數(shù)的類型，傳感器6在旁路操作期間可以是起作用的或被激活，也可以是不起作用的或不被激活。

通過改變采樣事件之間的占空比以及采樣的持續(xù)時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)多種有利結(jié)果。例如，可改善殘余電流設(shè)備的成本、尺寸和效率。對(duì)于短的暫時(shí)的時(shí)間段(例如1ms或0.1ms或甚0.01ms的周期中的10μs或1μs)，到旁路和采樣開關(guān)的信號(hào)可反向，這可導(dǎo)致電流流過路徑116b和117b、流過開關(guān)111a和111b、以及流過傳感器6。如果導(dǎo)體117b和116b之間存在差動(dòng)電流，則這可使傳感器6采樣可能包含高頻諧波的電流信號(hào)(例如方波電流信號(hào))，占空比可例如為1％或10％或更低，頻率例如為120hz、500hz、1khz或10khz。如上所述，這個(gè)示例性頻率(與例如為50hz或60hz的電網(wǎng)頻率相比)可降低所需傳感器的成本。此外，示例性占空比(例如低占空比)例如在電阻器是傳感器6具體實(shí)施的一部分時(shí)可對(duì)于傳感器6提供低的功率耗散，這就能顯著地提高殘余電流設(shè)備1的整體效率。

在另一個(gè)實(shí)施例中，采樣開關(guān)111a和111b可在旁路開關(guān)110a和110b被關(guān)斷之前以多種定時(shí)關(guān)系被接通(即先合后斷)。先合后斷是指具有兩個(gè)開關(guān)的電路并且第二開關(guān)在第一開關(guān)斷開之前閉合。這允許電路在整個(gè)開關(guān)過程中保持完整。通過改變接通和關(guān)斷之間的保護(hù)帶和/或通過允許增大采樣開關(guān)111a和111b與旁路開關(guān)110a和110b的接通和關(guān)斷之間的重疊量，可實(shí)現(xiàn)多種有利結(jié)果。例如，通過在關(guān)斷旁路開管110a和110b之前不久接通采樣開關(guān)111a和111b，可降低與切換設(shè)備(例如mosfet)的控制信號(hào)定時(shí)同步相關(guān)的靈敏度。在這種情況下，在所有開關(guān)接通的時(shí)間段期間的電流采樣可被適當(dāng)分析，諸如被忽略和/或作為瞬態(tài)采樣來處理。在一些具體實(shí)施中，所述定時(shí)可具有保護(hù)帶、基本上同時(shí)切換和/或在一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體上的重疊切換。改變定時(shí)就可允許傳感器6甚至在瞬態(tài)切換事件期間進(jìn)行其它測量，以提供關(guān)于任何失效和/或潛在失效狀況的本質(zhì)的附加信息。

現(xiàn)在參見圖2c，其示出控制器18與被保護(hù)元件2的其他部分(諸如殘余電流設(shè)備1)、與能量系統(tǒng)9的其他方面、和/或與網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10和/或耦接到其的設(shè)備(諸如智能電話12、平板電腦13、計(jì)算機(jī)11、工作站15和/或服務(wù)器14)進(jìn)行交互的一種方法或算法的一個(gè)實(shí)例。例如，圖2c示出用于處理故障狀況和/或被保護(hù)元件2的切斷的一種算法的一個(gè)實(shí)例。在該實(shí)施例中，該算法開始于步驟100。在一種具體實(shí)施中，在步驟100，旁路開關(guān)100a和110b和/或傳感器開關(guān)111a和111b和/或安全繼電器110c斷開。

在步驟101，網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10可用于將命令中繼給控制器18以便激活被保護(hù)元件2。例如，連接到網(wǎng)絡(luò)10的設(shè)備(諸如智能電話12、平板電腦13、計(jì)算機(jī)11、工作站15和/或服務(wù)器14)可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)10向控制器傳輸命令。在步驟101，可在控制器18中(例如在非易失性存儲(chǔ)器位置中)設(shè)置被保護(hù)元件激活值，以指示已經(jīng)接收到激活命令。在該實(shí)施例中，在激活命令曾經(jīng)已經(jīng)被接收時(shí)和/或直到事件(例如故障事件)使被保護(hù)元件切斷(例如由于本地和/或遠(yuǎn)程命令和/或故障事件而斷開一個(gè)或多個(gè)開關(guān))并(例如在非易失性存儲(chǔ)器位置中)重置對(duì)應(yīng)于切斷被保護(hù)元件的被保護(hù)元件激活值，方法從步驟101前進(jìn)到步驟103。步驟102描述了沒有用于激活被保護(hù)元件2的命令的情況，因此在該實(shí)施例中，旁路開關(guān)110a和110b以及傳感器開關(guān)111a和111b保持?jǐn)嚅_?？稍诙喾N狀況下(諸如在檢測到來自網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10的信號(hào)時(shí))進(jìn)入步驟103。例如，智能電話12、平板電話13、計(jì)算機(jī)11、工作站15、服務(wù)器14或其他所連接設(shè)備可向控制器18傳輸信號(hào)以便激活系統(tǒng)。當(dāng)控制器18檢測到該信號(hào)時(shí)，旁路開關(guān)110a和110b可閉合，和/或傳感器開關(guān)111a和111b可保持?jǐn)嚅_。在系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)操作期間也可進(jìn)入步驟103。在這種情況下，旁路開關(guān)110a和110b可已經(jīng)閉合，傳感器開關(guān)111a和111b可保持?jǐn)嚅_。在該示例性實(shí)施例中，殘余電流設(shè)備1可包括傳感器6，用于采樣多個(gè)參數(shù)，諸如導(dǎo)體20和/或?qū)w30的電流。傳感器6可被編程為在指定間隔(例如瞬態(tài)間隔)結(jié)束時(shí)激活和/或開始采集數(shù)據(jù)和/或保持起作用直到其所采集的數(shù)據(jù)被報(bào)告給控制器18。步驟104可確定供傳感器6收集數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間間隔是否完成。換句話講，殘余電流設(shè)備1可在旁路模式下正常工作，在旁路模式中傳感器被旁路。發(fā)生其中傳感器不起作用的周期性和/或非周期性的間隔。一旦采樣時(shí)間間隔完成，就激活傳感器來取下一采樣。在該實(shí)例中，在傳感器在步驟105被激活時(shí)，旁路開關(guān)110a和110b保持閉合，傳感器開關(guān)111a和111b閉合。在旁路開關(guān)110a和110b閉合并且傳感器開關(guān)111a和111b閉合的這種情況下，將發(fā)生瞬態(tài)事件，這例如在圖3中參照和示出。在步驟106，采樣被延遲直到瞬態(tài)事件完成。采樣延遲可以是預(yù)先確定的延遲和/或可以是傳感器6確定的動(dòng)態(tài)延遲。例如，傳感器6可被配置為通過進(jìn)行測量并確定瞬態(tài)事件何時(shí)結(jié)束來檢測瞬態(tài)事件。一旦傳感器6已經(jīng)檢測到瞬態(tài)事件已經(jīng)結(jié)束，則該過程可前進(jìn)到步驟107，在步驟107中，旁路開關(guān)110a和110b可斷開，并且傳感器開關(guān)111a和111b可保持閉合。可實(shí)施步驟108，其中傳感器6采樣多個(gè)參數(shù)，諸如導(dǎo)體20和導(dǎo)體30之間的電流。在步驟109中，所檢索的數(shù)據(jù)被控制器18分析，并且如果超過一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的和/或動(dòng)態(tài)的閾值，則該方法可前進(jìn)到步驟114。在步驟114中，可采取糾正措施，諸如切斷導(dǎo)體20以隔離被保護(hù)元件2。例如，可通過斷開旁路開關(guān)110a和110b、傳感器開關(guān)111a和111b、和/或安全繼電器110c、110d來進(jìn)行糾正措施?？蛇x地，然后可進(jìn)行步驟115，其中控制器18向多個(gè)設(shè)備諸如網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10、智能電話12、平板電腦13、計(jì)算機(jī)11、工作站15和/或服務(wù)器14報(bào)告多個(gè)狀態(tài)信息。如果沒有超過閾值，則可啟用步驟110和111，其中旁路開關(guān)110a和110b閉合并且傳感器開關(guān)111a和111b斷開。然后在步驟112中，傳感器6可被停用，之后是步驟113，在步驟113中，傳感器6所收集的數(shù)據(jù)可被發(fā)送給控制器18，和/或發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10、智能電話12、平板電腦13、計(jì)算機(jī)11、工作站15和/或服務(wù)器14中的一者或多者。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)可返回到步驟104并確定傳感器間隔是否完成。在另一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)可返回到步驟101并確定是否已經(jīng)接收到命令要繼續(xù)或重新開始系統(tǒng)激活。

在從傳感器6收集數(shù)據(jù)之后，可基于數(shù)據(jù)針對(duì)被保護(hù)元件2的狀態(tài)進(jìn)行判斷。例如，如果傳感器6檢測到細(xì)微的異常，如步驟109中所示，但由于還未越過閾值所以被保護(hù)元件2未被停用，則控制器和/或其他遠(yuǎn)程設(shè)備和/或用戶/安裝方可經(jīng)由智能電話12、平板電腦13、計(jì)算機(jī)11、工作站15和/或服務(wù)器14決定使相應(yīng)被保護(hù)元件2脫離。如果用戶/安裝方認(rèn)為對(duì)于使用是安全的，則用戶/安裝方也可選擇重新接合被保護(hù)元件2。例如，被保護(hù)元件2可經(jīng)由合適的覆蓋來重新接合，其可利用接入碼來接合。圖2c所述的方法可允許安全且快速地使危險(xiǎn)的被保護(hù)元件2脫離和/或降級(jí)操作，其中所述被保護(hù)元件2中的一者或二者與系統(tǒng)的其余部分隔離。

現(xiàn)在參見圖3。在該示例性實(shí)施例中，以圖2a和2b所示的示例性電路的操作的示例性結(jié)果示出了電路分析器輸出，具體是在導(dǎo)體117和導(dǎo)體116之間存在差動(dòng)電流時(shí)與傳感器設(shè)備(6)(在這個(gè)實(shí)例中是電流傳感器)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)。如上所述地執(zhí)行切換方法，其中在旁路開關(guān)110a和110b被關(guān)斷之前，采樣開關(guān)111a和111b被接通。在圖示的輸出中可看見瞬態(tài)事件，如在旁路開關(guān)110a和110b關(guān)斷且采樣開關(guān)111a和111b接通的時(shí)間段期間測量到20mv那樣。

現(xiàn)在重新參照圖2a和2b，可選地，可包括安全繼電器110c和/或110d來提供電路切斷，用于將被保護(hù)元件2與系統(tǒng)的其他部分隔離。例如，如果控制器18檢測到可能有問題的狀況，則安全繼電器110c和/或110d可被激活。安全繼電器110c可耦接到導(dǎo)體20和/或?qū)w21。安全繼電器110d可耦接到導(dǎo)體30和/或?qū)w31。在一個(gè)實(shí)施例中，安全繼電器110c耦接到導(dǎo)體20，安全繼電器110d耦接到導(dǎo)體30。在該實(shí)施例中，用戶/安裝方可通過向控制器18發(fā)送命令斷開安全繼電器110c和/或110d來遠(yuǎn)程地停用被保護(hù)元件2。如果安全繼電器110c和/或110d并非正在正確地工作并且并未斷開，則開關(guān)110a、110b、111a、和111b可仍然斷開以防止對(duì)被保護(hù)元件2造成損害。在安全繼電器110c和110d分別耦接到導(dǎo)體21和31的單獨(dú)實(shí)施例中，如果開關(guān)110a、110b、111a、和111b未斷開，則安全繼電器110c和/或110d充當(dāng)輔助安全措施。在某些實(shí)施例中，可以不需要安全繼電器，因?yàn)榭刂破?8可簡單地?cái)嚅_開關(guān)110a、111a、111b、和110b來將被保護(hù)元件2與系統(tǒng)的其余部分切斷，因此避免增加安全繼電器的成本并使切換部件減少兩個(gè)。在這些情況下，可能有利的是具有被配置為常斷開的開關(guān)110a、110b、111a、和111b。這樣，如果存在電力失效或控制器失效，則被保護(hù)元件2將與能量系統(tǒng)9的其余部分切斷。

控制器18可被不同地配置。在一種具體實(shí)施中，控制器18可包含連接到本文所述的多個(gè)傳感器和開關(guān)的反相時(shí)鐘電路。在更復(fù)雜的實(shí)施例中，它們可包括一個(gè)或多個(gè)控制器。例如，一個(gè)或多個(gè)控制器18可配置傳感器6，對(duì)傳感器6進(jìn)行采樣，并解釋來自傳感器6的數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器6可以是電流傳感器。在其他實(shí)施例中，傳感器6可以是多計(jì)量傳感器。另外，一個(gè)或多個(gè)控制器可例如通過如上所述按適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)間隔對(duì)開關(guān)5a(例如開關(guān)110a、110b、111a、和111b)進(jìn)行開關(guān)來操作分流器電路。此外，一個(gè)或多個(gè)控制器18可操作可充當(dāng)例如安全繼電器110c和110d的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)5b。另外，控制器可與被保護(hù)元件2的其他部件諸如pv電池/陣列70、逆變器(例如微型逆變器16、優(yōu)化器17)、故障電路(例如故障檢測/故障指示器電路)7、故障報(bào)告電路8、能量系統(tǒng)部件9(例如互連的切斷器、pv電池/陣列、逆變器、微型逆變器、優(yōu)化器、殘余電流設(shè)備、計(jì)量器、斷電器、ac干線、接線盒)、網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10、計(jì)算機(jī)11、智能電話12、平板電腦13和/或服務(wù)器14通信。一個(gè)或多個(gè)控制器和/或在控制器內(nèi)操作的一個(gè)或多個(gè)軟件通信堆棧(例如tcp/ip堆棧)可處理與所連接的其他設(shè)備的通信。

現(xiàn)在描述另一實(shí)施例，其中由控制器18向用戶和/或服務(wù)提供方通知妨礙被保護(hù)元件2的有效性的事件。在該實(shí)施例中，能量系統(tǒng)和/或被保護(hù)元件2可包括一個(gè)或多個(gè)環(huán)境傳感器，諸如相機(jī)19、溫度傳感器、雨滴傳感器和/或其他環(huán)境傳感器設(shè)備。如果使用一個(gè)或多個(gè)相機(jī)19，則它們可被定位為使得具有可包括一個(gè)或多個(gè)pv電池/陣列70的視場。如果使用一個(gè)或多個(gè)相機(jī)19，則所述相機(jī)或其他環(huán)境傳感器可被設(shè)置在住宅屋頂上，例如遠(yuǎn)眺被保護(hù)元件2，和/或在pv電池/陣列上并且具有涵蓋pv電池/陣列的視場。相機(jī)19可耦接到控制器18，如圖1所示。相機(jī)19可被編程為連續(xù)地和/或在指定事件(諸如懷疑陰影事件、懷疑故障事件)期間和/或在用戶、安裝方、和/或服務(wù)提供方使能的預(yù)定和/或請求的時(shí)間記錄視頻。視頻和/或圖片可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10被發(fā)送并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫15a中，直到經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間量和/或其被后續(xù)視頻和/或圖片覆寫。在一種具體實(shí)施中，相機(jī)19可以只要經(jīng)由殘余電流設(shè)備1內(nèi)的傳感器6檢測到異常就記錄視頻。例如，當(dāng)傳感器6檢測到異常并將其報(bào)告給控制器18時(shí)，來自控制器18的命令可被發(fā)送給相機(jī)19來記錄視頻和/或圖片。在該實(shí)例中，當(dāng)傳感器6檢測到異常時(shí)，控制器18可向環(huán)境傳感器傳輸命令來記錄與該事件有關(guān)的多個(gè)環(huán)境狀況。某些瞬態(tài)事件可只在存在嚴(yán)重的暴雨的情況下、只在濕度高的情況下、只在溫度超過102度的情況下、和/或只在風(fēng)力大于40mph的情況下發(fā)生?？刂破?8可記錄從網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10和/或從家居安防系統(tǒng)獲得的天氣數(shù)據(jù)。用戶、安裝方、和/或系統(tǒng)操作方可還具有對(duì)正常診斷工具的這些視頻部件的訪問權(quán)限和/或作為被配置為分析數(shù)據(jù)的人工智能系統(tǒng)的一部分。

本文所述的設(shè)備可例如用于保護(hù)設(shè)備安裝方免于事故責(zé)任。例如，通過使用本文所述的設(shè)備，可在某些情況下防止損傷，諸如在屋主使用梯子而梯子切斷布線并導(dǎo)致異常時(shí)。此外，當(dāng)被提供有關(guān)于故障時(shí)環(huán)境狀況的附加信息時(shí)，安裝方可被更好地裝備來對(duì)狀況進(jìn)行故障診斷。例如，如果樹倒在房屋上，則人工智能系統(tǒng)能自動(dòng)地檢測到該狀況并切斷電力，從而允許搶險(xiǎn)人員響應(yīng)并處理這種情形。此外，環(huán)境狀況可與家居安防系統(tǒng)共享，和/或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10被發(fā)送給多個(gè)設(shè)備諸如移動(dòng)設(shè)備12、平板電腦13和/或計(jì)算機(jī)11。相機(jī)19可能有用的另一情形是，其中多個(gè)被保護(hù)元件2被樹或相鄰結(jié)構(gòu)遮蔽。例如，如果鄰居在其房屋上構(gòu)建的附加物遮蔽了一個(gè)或多個(gè)電池70，則這個(gè)信息可在對(duì)控制器18和/或一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程系統(tǒng)諸如服務(wù)器14檢測到的問題進(jìn)行故障診斷中是有用的。覆蓋光伏電池70的陰影會(huì)降低其效率或產(chǎn)量。如果用戶、安裝方、和/或服務(wù)提供方知道哪個(gè)(哪些)被保護(hù)元件2被遮蔽，則可以能夠采取措施以便消除陰影，諸如對(duì)樹進(jìn)行修剪、移動(dòng)被保護(hù)元件2、和/或添加附加的被保護(hù)元件。利用這個(gè)信息，用戶和/或服務(wù)提供方知道影響被保護(hù)元件2的環(huán)境狀況，并且可采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣砭徑鈫栴}并提高其有效性。

在一個(gè)具體實(shí)施中，可監(jiān)測相機(jī)19來檢測物件正阻礙太陽能陣列的元件。例如，可分析來自相機(jī)19的數(shù)據(jù)以自動(dòng)報(bào)告樹枝已經(jīng)落在太陽能陣列的元件上。

在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器18可評(píng)估天氣數(shù)據(jù)并使用網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10來向用戶和服務(wù)提供方警告可能影響被保護(hù)元件2的潛在天氣事件。網(wǎng)絡(luò)10可經(jīng)由數(shù)據(jù)庫15a和/或計(jì)算機(jī)11接收天氣更新，并將所述更新轉(zhuǎn)發(fā)給用戶。利用這個(gè)信息，用戶可預(yù)先經(jīng)由其計(jì)算機(jī)11、智能電話12和/或平板電腦13關(guān)閉被保護(hù)元件2。例如，如果相機(jī)19檢測到閃電事件，則被保護(hù)元件可被暫時(shí)關(guān)停和/或與電力網(wǎng)的其余部分?jǐn)嚅_。

在一種具體實(shí)施中，被保護(hù)元件2可在沒有任何來自用戶或服務(wù)提供方的輸入的情況下被自動(dòng)關(guān)停。例如，可在控制器18中實(shí)施算法，該算法將天氣事件與被保護(hù)元件2內(nèi)異常的頻率相關(guān)。通過利用這個(gè)相關(guān)性，可對(duì)天氣事件將導(dǎo)致對(duì)被保護(hù)元件2的損害的可能性進(jìn)行預(yù)測。響應(yīng)于這個(gè)預(yù)測，控制器18可預(yù)先停用被保護(hù)元件2。例如，該算法可確定對(duì)于被保護(hù)元件2的風(fēng)險(xiǎn)。在該實(shí)例中，該算法然后可將所確定的風(fēng)險(xiǎn)與預(yù)設(shè)或預(yù)定的閾值風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行比較，并在所確定的風(fēng)險(xiǎn)高于預(yù)設(shè)閾值風(fēng)險(xiǎn)的情況下自動(dòng)關(guān)停被保護(hù)元件2。

被配置為關(guān)停被保護(hù)元件2的算法可開始于對(duì)每種類型的天氣事件進(jìn)行分類以及為每種類型的天氣事件指定閾值。于是，為了自動(dòng)關(guān)停被保護(hù)元件2，必須超過所指定的閾值。例如，可為暴風(fēng)雨初始指定第一相關(guān)值。每次在該地區(qū)中，天氣服務(wù)報(bào)告暴風(fēng)雨和/或環(huán)境傳感器檢測到暴風(fēng)雨，并且在所述住宅處至少一個(gè)所述被保護(hù)元件2內(nèi)發(fā)生異常時(shí)，控制器18可知道在該環(huán)境事件期間預(yù)先動(dòng)作是必需的。因此，那個(gè)量級(jí)的每個(gè)后續(xù)環(huán)境事件(例如龍卷風(fēng))將使被保護(hù)元件2關(guān)停。此外，不影響被保護(hù)元件2的更低量級(jí)的未來暴風(fēng)雨和/或環(huán)境事件將導(dǎo)致調(diào)節(jié)與停用被保護(hù)元件相關(guān)聯(lián)的閾值，直到確定適當(dāng)?shù)拈撝?。隨時(shí)間推移，可使用每種類型的天氣發(fā)生率結(jié)合其相應(yīng)的相關(guān)值來預(yù)測哪種類型的天氣最可能導(dǎo)致被保護(hù)元件2的毀壞。隨時(shí)間推移，關(guān)于天氣事件及其損害評(píng)估的數(shù)據(jù)可用于改善被保護(hù)元件2及其相關(guān)設(shè)備中的響應(yīng)。此外，在規(guī)定量的時(shí)間諸如一年或六個(gè)月之后，可重新評(píng)估每個(gè)天氣事件的閾值并基于所采集的數(shù)據(jù)重新設(shè)置其相應(yīng)的相關(guān)值。在一種具體實(shí)施中，可針對(duì)一個(gè)家庭或系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，并且可基于對(duì)應(yīng)于這個(gè)家庭或系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來“訓(xùn)練”算法。在另一具體實(shí)施中，可從多個(gè)家庭或系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，并且可基于對(duì)應(yīng)于這多個(gè)家庭或系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來“訓(xùn)練”算法。例如，可基于從周圍位置采集的數(shù)據(jù)為特定位置生成算法或算法的部分，諸如變量或參數(shù)。

天氣狀況諸如閃電或冰暴可導(dǎo)致獨(dú)特的問題。如果天氣服務(wù)已經(jīng)預(yù)測到閃電或風(fēng)暴，并且在相機(jī)19檢測到閃電或風(fēng)暴時(shí)發(fā)生瞬態(tài)事件，則描述瞬態(tài)事件和天氣狀況的數(shù)據(jù)可被發(fā)送給用戶和服務(wù)提供方。然后可基于檢測到瞬態(tài)事件或天氣狀況來在每個(gè)被保護(hù)元件2上經(jīng)由其相應(yīng)的傳感器6執(zhí)行附加診斷掃描，以評(píng)估閃電或風(fēng)暴導(dǎo)致的損害。這個(gè)示例性實(shí)施例可向用戶和服務(wù)提供方警告危險(xiǎn)天氣事件，并且還可在環(huán)境事件之后關(guān)停被保護(hù)元件2和/或進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑\斷。例如，被保護(hù)元件2可在沒有任何附加用戶輸入的情況下被自動(dòng)關(guān)停。

耦接到被保護(hù)元件2的多個(gè)設(shè)備(例如服務(wù)器14)可分析實(shí)時(shí)地和/或在一段時(shí)間上所收集的數(shù)據(jù)，并且報(bào)告回任何檢測到的異常。此外，服務(wù)器14可相對(duì)于其他系統(tǒng)(諸如位于類似地理區(qū)域中的系統(tǒng))的特征性能監(jiān)測該系統(tǒng)，并定位和/或預(yù)測各種電路問題。

分流器電路和/或切斷器5可不同地配置。如果分流器和/或切斷器5包括開關(guān)，則所述開關(guān)可為任何合適的開關(guān)。例如，所述開關(guān)可包括機(jī)械開關(guān)和/或電子開關(guān)。mosfet開關(guān)在某些應(yīng)用中可能是有利的。雖然某些mosfet開關(guān)可在電壓高于500v以及切換頻率高于幾百khz的情況下使用，但這些開關(guān)可能更昂貴。在其它實(shí)施例中，如果被切換的電壓低于約500v并且切換頻率低于約幾百khz，則mosfet開關(guān)可能性價(jià)比更高。在某些實(shí)施例中，諸如在圖2a所示的實(shí)施例中，每對(duì)互補(bǔ)的開關(guān)(例如110a和111a、110b和111b)可利用先合后斷切換方案來進(jìn)行切換，這可導(dǎo)致開關(guān)上非常低的電壓應(yīng)力。在這些實(shí)施例中，諸如在上文所述的那些實(shí)施例和用于生成圖3所示信號(hào)的那些實(shí)施例中，在選擇適當(dāng)?shù)拈_關(guān)時(shí)可實(shí)現(xiàn)顯著的節(jié)省。如果mosfet開關(guān)被集成到半導(dǎo)體設(shè)備中，則所述mosfet開關(guān)可以分布在半導(dǎo)體設(shè)備上多個(gè)位置的多個(gè)mosfet開關(guān)的形式實(shí)現(xiàn)。例如，所述mosfet開關(guān)可分開，以更好地散熱。其他開關(guān)也適用于多種應(yīng)用，諸如絕緣柵雙極型晶體管(igbt)開關(guān)、雙極結(jié)型晶體管(bjt)開關(guān)和/或其他有源開關(guān)諸如晶閘管電路(例如柵極截止晶閘管和/或mos受控晶閘管)。開關(guān)本身可不同地配置，諸如例如單刀單擲(spst)、單刀雙擲(spdt)、雙刀雙擲(dpdt)、雙刀單擲和/或其他矩陣切換結(jié)構(gòu)。開關(guān)還可包括一個(gè)或多個(gè)有源元件諸如二極管(例如肖特基二極管)和/或其他電路元件。在為應(yīng)用選擇開關(guān)時(shí)可考慮的眾多典型因素中包括：擊穿電壓、導(dǎo)通電阻、切換頻率、切換延遲、泄漏、雜散電感、設(shè)備容量、熱耗散、封裝、渡越時(shí)間、振鈴振蕩和/或切換損耗因素。

現(xiàn)在參見圖4a，在某些情況下可能有利的是共享被保護(hù)元件2內(nèi)的部件。例如在圖4a所示的實(shí)施例中，優(yōu)化器17可包括降壓da-dc轉(zhuǎn)換器。導(dǎo)體401可耦接到dc輸入功率，導(dǎo)體402可耦接到輸入地電勢。開關(guān)(例如mosfet)q1可按適當(dāng)?shù)念l率(例如10khz)和占空比(例如50％)來切換，以調(diào)控輸出dc電壓。q2對(duì)于dc-dc轉(zhuǎn)換功能可能不是嚴(yán)格必需的。通過與導(dǎo)體402串聯(lián)地包括q2并與q1同步地切換q2(即同時(shí)將q1和q2接通并且同時(shí)將q1和q2關(guān)斷)，q1上的電壓應(yīng)力可降低，這可降低成本。此外，由于流過導(dǎo)體401和402的電流可能包含高頻諧波，所以傳感器6可耦接到導(dǎo)體401和402并且可感測這些導(dǎo)體之間差動(dòng)電流的某些高頻部分。傳感器6可耦接到控制器18，并且可監(jiān)測各種狀況(例如與優(yōu)化器相關(guān)聯(lián)的那些狀況)，如本文所述。

現(xiàn)在參見圖4b，其示出了共享被保護(hù)元件2內(nèi)某些部件的另一示例性實(shí)施例。在該實(shí)施例中，優(yōu)化器17包括降壓dc-dc轉(zhuǎn)換器。導(dǎo)體401可耦接到dc輸入功率，導(dǎo)體402可耦接到輸入地電勢。開關(guān)(例如mosfet)q1a和q2a可按適當(dāng)?shù)念l率(例如10khz)和占空比(例如0.5)來切換，以調(diào)控輸出dc電壓。q2a對(duì)于dc-dc轉(zhuǎn)換功能可能不是嚴(yán)格必需的。通過與導(dǎo)體402串聯(lián)地包括q2a并與q1a同步地切換q2a(即同時(shí)將q1a和q2a接通并且同時(shí)將q1a和q2a關(guān)斷)，q1a上的電壓應(yīng)力可降低，這可降低成本。通過進(jìn)一步與q1a并聯(lián)地包括開關(guān)q1b并且與q2a并聯(lián)地包括q2b并且按本文所述適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)它們進(jìn)行切換，流過導(dǎo)體401和402的電流的小部分可暫時(shí)被轉(zhuǎn)移成流過傳感器6，傳感器6可感測這些導(dǎo)體之間差動(dòng)電流的某些高頻部分。傳感器6可耦接到控制器18，其可監(jiān)測各種狀況(例如與優(yōu)化器相關(guān)聯(lián)的那些狀況)，如本文所述。傳感器6可只在特定時(shí)間(諸如當(dāng)開關(guān)q1b和q2b接通時(shí))被啟用進(jìn)行電流感測。

現(xiàn)在參見圖5，其示出了可被配置為包括例如分流器電路和/或切斷器電路5和傳感器6的殘余電流設(shè)備1的一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)例中，分流器和/或切斷器電路5可被配置為包括例如由可使導(dǎo)體20和21以及導(dǎo)體30和31能夠?qū)鞲衅?進(jìn)行旁路的兩個(gè)開關(guān)(例如mosfet)110a和110b實(shí)現(xiàn)的分流器。在該實(shí)施例中，導(dǎo)體20可耦接到兩個(gè)導(dǎo)體路徑117a和117b，其中117b可行進(jìn)通過傳感器6并且可包括電阻器r2。路徑117a和117b可在傳感器的第二側(cè)耦接到導(dǎo)體21。導(dǎo)體31可耦接到兩個(gè)路徑：116a和116b，其中116b可行進(jìn)通過傳感器6并且可包括電阻器r3。路徑116a和116b可在傳感器的第一側(cè)耦接到導(dǎo)體30。旁路開關(guān)110a可以是路徑117a的一部分，電阻器r1可與開關(guān)110a并聯(lián)耦接。旁路開關(guān)110b可以是路徑116a的一部分，電阻器r4可與開關(guān)110b并聯(lián)耦接?？刂破?8可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)通信路徑對(duì)旁路開關(guān)110a和110a進(jìn)行開關(guān)。電阻器r1和r2在旁路開關(guān)110a斷開時(shí)作為分流器電路工作，從而限制流過傳感器6的電流。這種配置(其中電阻器r1和r2作為分流器電路工作)可降低傳感器6的成本，并且還可允許傳感器6縮減尺寸以允許傳感器6被集成到集成電路上并且在電力操作諸如光伏電力陣列操作中使用。類似地，電阻器r3和r4在旁路開關(guān)110b斷開時(shí)作為分流器電路工作，從而限制流過傳感器6的電流。這種配置可減小傳感器6的成本和尺寸。這種配置還可允許傳感器6縮減尺寸以允許當(dāng)在電力操作諸如光伏電力陣列操作中使用時(shí)集成到集成電路中。

在一個(gè)實(shí)例中，圖5中的電阻器r1和r4可具有大約1mω、10mω、或100mω的電阻。在另一實(shí)例中，電阻器r2和r3可具有0.001ω、0.01ω、0.1ω、1ω或10ω的電阻。當(dāng)開關(guān)110a和110b接通或閉合時(shí)，電流可繞過路徑116b和117b，因?yàn)檫@些路徑相比于路徑116a和117a是高阻的，并且電流可經(jīng)由低阻路徑117a和116a繞過傳感器6。當(dāng)開關(guān)110a和110b關(guān)斷或斷開時(shí)，旁路路徑116a和117a相比于路徑116b和117b可為低阻(例如倍數(shù)為10、100、或甚至1000或更高)，流過路徑117b和116b的電流可為相對(duì)低幅值的分流，并且因此傳感器可縮減尺寸。如果在導(dǎo)體117b和116b之間存在差動(dòng)ac或dc電流，則傳感器6可檢測所述差動(dòng)電流的分量，其中一些可以是高頻分量。切換的占空比和頻率可與其他實(shí)施例中使用的占空比和頻率類似。

參見圖6，多個(gè)電流可通過開關(guān)5a(例如mosfet)的交錯(cuò)操作而從一個(gè)路徑轉(zhuǎn)移到另一路徑。當(dāng)開關(guān)119a接通而開關(guān)119b關(guān)斷時(shí)，導(dǎo)體20、21中流動(dòng)的電流可被引導(dǎo)通過路徑117a。當(dāng)開關(guān)118a接通或閉合而開關(guān)118b關(guān)斷或斷開時(shí)，導(dǎo)體30、31中流動(dòng)的電流可被引導(dǎo)通過路徑116a。類似地，當(dāng)開關(guān)119b接通或閉合而開關(guān)119a關(guān)斷或斷開時(shí)，導(dǎo)體20、21中流動(dòng)的電流可被引導(dǎo)通過路徑117b。類似地，當(dāng)開關(guān)118b接通或閉合而開關(guān)118a關(guān)斷或斷開時(shí)，導(dǎo)體30、31中流動(dòng)的電流可被引導(dǎo)通過路徑116b。傳感器6可以任何合適的方式來實(shí)現(xiàn)，諸如通過使用包括互感器、芯、次級(jí)繞組和電阻器的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。開關(guān)118a和119a可被切換為使得它們同時(shí)接通并且同時(shí)關(guān)斷。開關(guān)118b和119b可被切換為使得它們同時(shí)接通，例如在118a和119a關(guān)斷時(shí)接通，并且同時(shí)關(guān)斷，例如在118a和119a接通時(shí)關(guān)斷。可使用“先合后斷”方法執(zhí)行切換，這可使開關(guān)上的電壓應(yīng)力非常低并且可降低選擇適當(dāng)開關(guān)的成本。如果如上所述執(zhí)行切換，在開關(guān)118a和119a從接通切換到關(guān)斷并且開關(guān)118b和119b從關(guān)斷切換到接通(不管是具有還是不具有先合后斷)時(shí)，并且在導(dǎo)體20和導(dǎo)體30之間存在差動(dòng)ac或dc電流的情況下，所述差動(dòng)電流的極性可從正變?yōu)樨?fù)，反之亦然。在這種情況下，流過傳感器6(例如流過電流傳感器的磁芯)的磁通的極性也可改變，并且傳感器可檢測所述差動(dòng)電流的分量，其中一些分量可以是高頻分量。交錯(cuò)切換可按適當(dāng)?shù)念l率(諸如120hz、1khz或10khz)并且按任何占空比。

現(xiàn)在參見圖7，其示出殘余電流設(shè)備1可用于檢測多個(gè)導(dǎo)體之間的差動(dòng)電流的實(shí)施例。在正常操作狀況下，在這多個(gè)導(dǎo)體中流動(dòng)的電流可加和為零，并且大于或小于零的加和電流可指示差動(dòng)電流。在一個(gè)實(shí)施例中，三相ac系統(tǒng)的三個(gè)載流導(dǎo)體通過傳感器6，諸如磁電流設(shè)備114。在另一個(gè)實(shí)施例中，單相ac或dc系統(tǒng)的兩個(gè)導(dǎo)體可通過磁電流設(shè)備114。在又另一個(gè)實(shí)施例中，屬于更高階多相系統(tǒng)的不止三個(gè)導(dǎo)體可通過電流設(shè)備114。在這些實(shí)施例中，電流設(shè)備114可檢測流過電流設(shè)備114的所有電流之和不為零或不近似為零的情形。與前文所述的實(shí)施例類似，每個(gè)導(dǎo)體可耦接到兩個(gè)路徑，一個(gè)繞過電流設(shè)備114，一個(gè)行進(jìn)通過電流設(shè)備114。將電流從一個(gè)路徑引導(dǎo)到另一路徑可由本文所述的多個(gè)開關(guān)(例如mosfet)來控制。例如，在圖7所示的四導(dǎo)體配置中，當(dāng)采樣開關(guān)70a、71a、72a和73a接通并且旁路開關(guān)70b、71b、72b和73b關(guān)斷時(shí)，所有路徑中的電流都被引到通過電流設(shè)備114，并且可檢測到差動(dòng)電流。當(dāng)采樣開關(guān)70a、71a、72a和73a關(guān)斷并且旁路開關(guān)70b、71b、72b和73b接通時(shí)，電流繞過電流設(shè)備，并且不會(huì)檢測到差動(dòng)電流?？商砑痈郊拥膶?dǎo)體和開關(guān)(例如74a、74b、75a、75b等)，并且電流傳感器可被配置為在所有導(dǎo)體中的電流之和不加和為零的情況下感測到差動(dòng)電流。

根據(jù)本文實(shí)施例的殘余電流設(shè)備可被集成到集成電路上。例如，傳感器6可直接形成在集成電路上，并且任何感應(yīng)式電流傳感器6a、6b可形成為在集成電路中的結(jié)構(gòu)內(nèi)水平和/或豎直取向的線圈。此外，導(dǎo)體20和導(dǎo)體30可被配置為通過集成電路內(nèi)和/或與集成電路相鄰的電流傳感器6a、6b。另外，分流器電路和/或切斷器5(例如mosfet)可設(shè)置在集成電路中。如果分流器電路和/或切斷器5由mosfet開關(guān)構(gòu)成，則mosfet開關(guān)可包括沿集成電路的平面分散的多個(gè)mosfet晶體管，以用于功率耗散。

參見圖8，被保護(hù)元件2可任選地包括除殘余電流設(shè)備1之外的一個(gè)或多個(gè)其他部件。例如，圖8的集成電路可任選地包括優(yōu)化器電路諸如dc-dc轉(zhuǎn)換器，其可包括也可不包括最大功率點(diǎn)跟蹤和/或升壓和/或降壓轉(zhuǎn)換器。此外，集成電路可包括逆變器16，諸如微型逆變器。另外，集成電路可任選地包括被保護(hù)元件2的其他部件。另外，集成電路可安裝在光伏電池/陣列70上或內(nèi)，并且使用陣列的外殼作為散熱器。另外，操作方顯示器7b可被包括來作為被保護(hù)元件2的一部分，其允許進(jìn)行內(nèi)部設(shè)定、功率控制、故障報(bào)警、報(bào)告、設(shè)備設(shè)置和控制。例如，光伏電池/陣列(例如太陽能面板)70是可配置的，使得其可充當(dāng)殘余電流設(shè)備、優(yōu)化器和/或逆變器。這樣可簡化太陽能面板的安裝，使得安裝方可簡單地將太陽能面板插入在太陽能面板之間行進(jìn)的總線中。另選地，太陽能面板可直接插入彼此中，這可充當(dāng)電力總線并且因此節(jié)省時(shí)間和布線成本。在一種具體實(shí)施中，太陽能面板可充當(dāng)其自己的總線、優(yōu)化器、逆變器、rcd和控制器，在它們之間以及與其他能量系統(tǒng)部件進(jìn)行通信。

現(xiàn)在參見圖9，其示出了共享被保護(hù)元件2內(nèi)某些部件的另一示例性實(shí)施例。設(shè)置在逆變器16和/或優(yōu)化器17內(nèi)的開關(guān)可與設(shè)置在分流器電路和/或切斷器5內(nèi)的開關(guān)共享。例如，旁路開關(guān)可以是逆變器16和/或優(yōu)化器17內(nèi)的開關(guān)(例如mosfet開關(guān))。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，圖9涉及逆變器電路，諸如提交于2014年9月13日的標(biāo)題為“multi-levelinverter(多級(jí)逆變器)”的美國專利申請序列號(hào)14/485,682中所示的那些，該美國專利申請全文以引用方式并入本文(在下文中稱為多級(jí)逆變器專利申請)。圖9是一個(gè)或多個(gè)開關(guān)的圖示，諸如多級(jí)逆變器專利申請中所示的實(shí)施例中的開關(guān)(例如開關(guān)s1b、s1a、s1c和/或s1d)，其可與殘余電流設(shè)備1的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)(例如傳感器開關(guān)111a、111b，圖2，和/或s1a1、s1d1，圖9)并聯(lián)連接，因此殘余電流設(shè)備1可與圖9所示的逆變器16共享一個(gè)或多個(gè)開關(guān)。圖9示出了逆變器16中使用的殘余電流設(shè)備1的一種示例性應(yīng)用。殘余電流設(shè)備1的第一開關(guān)s1a1可置于進(jìn)入的dc功率與開關(guān)s1a1處逆變器之間。殘余電流設(shè)備1的第二開關(guān)s1d1可置于接地線與開關(guān)s1d1處逆變器之間。這些開關(guān)中的每一者可具有與傳感器開關(guān)s1a1和/或s1d1串聯(lián)設(shè)置的相同或不同傳感器6(例如電流傳感器)。與殘余電流設(shè)備1相關(guān)的傳感器開關(guān)s1a1和/或s1d1的放置可使得旁路開關(guān)s1d和/或s1a是逆變器的一部分。因此，殘余電流設(shè)備可節(jié)省開關(guān)成本(例如用于旁路的mosfet開關(guān)可能已經(jīng)存在于逆變器中)。在這個(gè)實(shí)施例中以及在類似實(shí)施例中，逆變器開關(guān)s1a和s1d的初始接通時(shí)間可在開關(guān)s1a和s1a1、以及s1d和s1da之間分擔(dān)。例如，如果逆變器電壓控制邏輯要求開關(guān)s1a接通0.1ms，則當(dāng)與被保護(hù)元件2耦接時(shí)，開關(guān)s1a可接通0.09ms，而開關(guān)s1a1可接通0.01ms。這樣，包含s1a和s1a1的路徑的有效導(dǎo)通時(shí)間為0.1ms，如逆變器邏輯所要求的，并且電流傳感器6可在0.01ms窗口期間對(duì)電流進(jìn)行采樣。這兩個(gè)開關(guān)s1a和s1a1也可同時(shí)接通一個(gè)短的時(shí)間段(先合后斷)，在這種情況下，每個(gè)開關(guān)會(huì)接通相應(yīng)更長的時(shí)間段。耦接到控制器18的傳感器6監(jiān)測多種狀況(例如與逆變器相關(guān)聯(lián)的那些狀況)，如本文所述。如先前實(shí)施例中所述，每個(gè)殘余電流設(shè)備1可包括一個(gè)或多個(gè)控制器18。這些控制器18于是可向網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)10上的多個(gè)設(shè)備報(bào)告經(jīng)由傳感器6采集的數(shù)據(jù)。

參見圖10，通過將殘余電流設(shè)備1、逆變器16和/或優(yōu)化器集成在單個(gè)半導(dǎo)體上，可實(shí)現(xiàn)顯著的成本節(jié)省，并且被保護(hù)元件2電路可分布遍及整個(gè)電力系統(tǒng)。例如，被保護(hù)元件2電路(例如集成電路)可構(gòu)成可集成到pv陣列211、212、213中、可集成到接合點(diǎn)、切斷器、逆變器和/或優(yōu)化器214中、可集成到干線斷電器215中、可集成到電器216、計(jì)量器217中、和/或可作為獨(dú)立設(shè)備2h定位的可選能量設(shè)備2a-2h的一部分。通過集成殘余電流設(shè)備1并如本文所述使其小型化，將其分布遍及整個(gè)能量系統(tǒng)9就變得可實(shí)現(xiàn)，因此顯著地提高了整體安全性，減少了維護(hù)，并且即使在部分系統(tǒng)失效之后也允許進(jìn)行降級(jí)的安全操作。因此，中央監(jiān)測站、安裝方、能量系統(tǒng)和/或屋主可采取糾正措施來隔離失效的系統(tǒng)并仍然保持運(yùn)行能力。

參見圖11，示出了在智能電話12、平板電腦13、計(jì)算機(jī)11、工作站15和/或服務(wù)器14上運(yùn)行的一種示例性應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序可對(duì)能量系統(tǒng)內(nèi)潛在故障位置提供定位警示和故障診斷。例如，光伏系統(tǒng)的物理布局可在該應(yīng)用程序上相對(duì)于其在房屋上和/或內(nèi)的安裝位置來顯示?？刂破?8可檢測潛在故障的位置、潛在故障的類型以及故障是恒定的還是間歇的。控制器18可指示進(jìn)行立即動(dòng)作(例如將設(shè)備與系統(tǒng)隔離)和/或操作方對(duì)于接下來的動(dòng)作具有某種控制。例如，屋主可為維護(hù)安排計(jì)劃，和/或可通知操作方聯(lián)系屋主提示其需要維護(hù)。安全監(jiān)測和糾正措施可作為附加服務(wù)出售給屋主。如果出現(xiàn)安全狀況，例如樹落在屋主房屋上，則可由能量系統(tǒng)自動(dòng)采取糾正措施，并且向相關(guān)方通知如何進(jìn)行。此外，可通知屋主受影響的系統(tǒng)已經(jīng)被關(guān)停。另外，可檢測還不嚴(yán)重的狀況諸如電容性泄漏，并且可在這些狀況變得嚴(yán)重之前采取糾正措施。

圖12示出殘余電流設(shè)備監(jiān)測多個(gè)被保護(hù)元件2的一個(gè)示例性實(shí)施例。所示殘余電流設(shè)備1對(duì)于每個(gè)被保護(hù)元件2均具有一個(gè)傳感器6，但是可使用其它配置。通過將殘余電流設(shè)備1置于被保護(hù)元件2之外，并允許電流通過殘余電流設(shè)備1，多個(gè)被保護(hù)元件2可連接到一個(gè)殘余電流設(shè)備1。位于殘余電流設(shè)備1內(nèi)的控制器18可按預(yù)先確定的時(shí)間間隔與這些傳感器6中每一者通信。在所設(shè)定的時(shí)間，指定的傳感器6可被激活以監(jiān)測相應(yīng)的被保護(hù)元件2。傳感器6所采集的數(shù)據(jù)然后可被傳輸給控制器18用于進(jìn)行處理。圖12所示的實(shí)施例可允許有效地監(jiān)測多個(gè)被保護(hù)元件2，并且還可以能夠關(guān)停多個(gè)被保護(hù)元件2。例如，被保護(hù)元件2可同時(shí)或在不同時(shí)間被關(guān)停。在一種具體實(shí)施中，如果控制器18經(jīng)由傳感器6檢測到一個(gè)被保護(hù)元件中的異常，則可向用戶給出選項(xiàng)來停用這單個(gè)被保護(hù)元件2、連接到共享殘余電流設(shè)備1的特定被保護(hù)元件2、或連接到共享殘余電流設(shè)備1的所有被保護(hù)元件2。

需注意，在本文元件之間設(shè)置有多個(gè)連接。這些連接被一般性地描述，并且除非另有指明，否則可以是直接的也可以是間接的；本說明書并非旨在在這個(gè)方面進(jìn)行限制。此外，雖然本文的元素是按硬件或軟件來進(jìn)行描述，但是它們可以硬件和/或軟件來實(shí)現(xiàn)。另外，一個(gè)實(shí)施例的元素可以適當(dāng)?shù)慕M合或子組合與其他實(shí)施例的元素組合。例如，一個(gè)實(shí)施例的傳感器和電流路徑改變元素可與其他實(shí)施例的傳感器和電流路徑交替元件互換。