專利名稱：用于多頻接地故障電路中斷接地中性故障檢測的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請總體上涉及用于接地故障電路中斷(“GFCI”)檢測的方法和裝置。更具體地，本申請涉及用于使用多音和/或多頻信號進(jìn)行GFCI接地中性故障檢測以檢測AC電力系統(tǒng)的電路支路中的接地中性故障的方法和裝置。
背景技術(shù)：
典型地，單相AC電力系統(tǒng)的電路支路使用包括耦合在源與負(fù)載之間的線路導(dǎo)體和中性導(dǎo)體的電氣線纜，其中，中性導(dǎo)體在源處接地。GFCI設(shè)備安裝在這種電路支路中，以在檢測到來自在負(fù)載處接地的線路導(dǎo)體的接地電流故障以及中性導(dǎo)體與負(fù)載處的地之間的接地中性故障(例如，低阻抗連接故障)時中斷電力。GFCI設(shè)備提供免于觸電死亡的安全保護(hù)，并主要用在其中水或濕氣可造成觸電死亡的風(fēng)險的廚房、浴室和戶外區(qū)域中的插座中。GFCI設(shè)備還用在保護(hù)這些相同區(qū)域的斷路器中。典型地，GFCI設(shè)備使用差動電流變壓器來在線路和中性導(dǎo)體中感測由從線路導(dǎo)體經(jīng)過與中性導(dǎo)體不同的非預(yù)期接地電路路徑返回至源的接地泄漏電流產(chǎn)生的電流不平衡。 為了防止來自電擊的損傷，GFCI設(shè)備必須在線路和中性導(dǎo)體中的電流差動低至5毫安時發(fā)起電路中斷。如果發(fā)生接地中性故障，則差動電流變壓器可能不會檢測到接地泄漏電流的真實量值。具體地，由于中性導(dǎo)體典型地在源處接地，因此接地泄漏電流的一部分可以通過中性導(dǎo)體返回至源。結(jié)果，差動電流變壓器中的電流差動將不會精確對應(yīng)于接地泄漏電流的實際量值。因此，接地中性故障可能對差動電流傳感器不敏感，以使得GFCI設(shè)備將僅響應(yīng)于顯著更高的接地泄漏電流電平而跳閘。為了解決該問題，許多先前已知的GFCI設(shè)備在中性導(dǎo)體上使用第二變壓器來檢測接地中性故障。在這種設(shè)備中，如果在中性導(dǎo)體與地之間存在低阻抗連接故障，則GFCI 設(shè)備形成振蕩器，使用第二電壓器將該振蕩器的輸出信號耦合至差動電流變壓器。然后，使用振蕩器信號來檢測接地中性故障。在檢測到接地中性故障時，GFCI設(shè)備中斷AC電力系統(tǒng)中的電力。備選地，一些先前已知的GFCI設(shè)備使用單個變壓器來檢測接地電流故障和接地中性故障。例如，名稱為"Ground Fault Circuit Interrupter Utilizing A Single ^Transformer”的Howell美國專利No. 4, 001, 646描述了一種GFCI設(shè)備，其使用單個變壓器來檢測接地電流故障和接地中性故障。具體地，Howell使用負(fù)電阻網(wǎng)絡(luò)來形成振蕩信號， 除非在中性導(dǎo)體與地之間存在低阻抗連接故障，否則該振蕩信號增長。
其他單變壓器GFCI設(shè)備(例如，在于2010年5月13日提交的名稱為“METHOD S AND APPARATUS FOR GROUND FAULT CIRCUIT INTERRUPT DETECTION USING A SINGLE TRANSFORMER"的序列號為12/779，406的共同待審美國專利申請中描述的GFCI設(shè)備，出于所有目的通過引用將該美國專利申請整體并入此處)通過使用AC源(例如AC電壓源)驅(qū)動單個變壓器并監(jiān)測變壓器中的負(fù)載電流，來檢測接地中性故障。在一些先前已知的雙變壓器和單變壓器GFCI設(shè)備中，振蕩器或AC源連續(xù)地、周期性地、或僅在發(fā)生接地中性故障時進(jìn)行操作。大多數(shù)先前已知的GFCI設(shè)備使用振蕩器或AC 源以及比較器，該振蕩器或AC源使用相對較高的單頻AC信號，該比較器在超過閾值電平的情況下跳閘。許多這種GFCI設(shè)備易受干擾信號影響，干擾信號可以防止對接地中性故障的檢測，或者可以被錯誤地檢測為接地中性故障，從而不必要地中斷AC電力(通常稱為誤跳間(nuisance trip))。具體地，AC電力系統(tǒng)可以具有產(chǎn)生干擾GFCI設(shè)備的信號的負(fù)載電路。例如，電動機(尤其是可變速度電動機)在調(diào)光器或風(fēng)扇速度控制器中旋轉(zhuǎn)切換，并且，熒光燈器具可以產(chǎn)生這種干擾信號。典型地，干擾信號在頻率上比50或60Hz的AC電力系統(tǒng)頻率更高很多。典型地，GFCI設(shè)備中用于檢測接地泄漏電流的電路包括低通濾波，該低通濾波防止高頻干擾信號擾亂檢測器。然而，使用更高單頻AC信號檢測方法的接地中性故障檢測器易受這種高頻干擾信號影響。因此，期望改進(jìn)的GFCI設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種與AC電力系統(tǒng)一起使用的GFCI設(shè)備，所述AC 電力系統(tǒng)包括線路導(dǎo)體、中性導(dǎo)體和變壓器。所述線路導(dǎo)體和所述中性導(dǎo)體中的每一個耦合在源與負(fù)載之間，并且所述中性導(dǎo)體在所述源處耦合至地。所述變壓器包括與所述線路導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第一初級繞組、與所述中性導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第二初級繞組、以及次級繞組。 所述設(shè)備包括耦合至所述次級繞組的接地中性故障檢測器電路。所述接地中性故障檢測器電路(a)利用多頻AC信號來驅(qū)動所述次級繞組；(b)監(jiān)測所述次級繞組中的多頻負(fù)載信號；以及(c)在所監(jiān)測的負(fù)載信號超過預(yù)定閾值的情況下提供第一檢測信號。還提供了許多個其他方面。在本發(fā)明的第二方面中，提供了一種與AC電力系統(tǒng)一起使用的GFCI設(shè)備，所述AC 電力系統(tǒng)包括線路導(dǎo)體、中性導(dǎo)體和變壓器。所述線路導(dǎo)體和所述中性導(dǎo)體中的每一個耦合在源與負(fù)載之間，并且所述中性導(dǎo)體在所述源處耦合至地。所述變壓器包括與所述線路導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第一初級繞組、與所述中性導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第二初級繞組、以及次級繞組。 所述設(shè)備包括耦合至所述次級繞組的接地中性故障檢測器電路。所述接地中性故障檢測器電路包括(a) AC信號源，其利用多頻AC信號來驅(qū)動所述次級繞組；(b)檢測器電路，其監(jiān)測所述次級繞組中的多頻負(fù)載信號；以及(c)處理器，其在所監(jiān)測的負(fù)載信號超過預(yù)定閾值的情況下提供第一檢測信號。在本發(fā)明的第三方面中，提供了一種與AC電力系統(tǒng)一起使用的用于GFCI檢測的方法，所述AC電力系統(tǒng)包括線路導(dǎo)體、中性導(dǎo)體和變壓器。所述線路導(dǎo)體和所述中性導(dǎo)體中的每一個耦合在源與負(fù)載之間，并且所述中性導(dǎo)體在所述源處耦合至地。所述變壓器包括與所述線路導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第一初級繞組、與所述中性導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第二初級繞組、 以及次級繞組。所述方法包括(a)在第一預(yù)定時間間隔，(i)監(jiān)測所述次級繞組中的電流， 以及(ii)在所監(jiān)測的次級電流超過第一預(yù)定閾值的情況下提供第一檢測信號；以及(b)在第二預(yù)定時間間隔，利用多頻AC電壓或電流來驅(qū)動所述次級繞組；(ii)監(jiān)測所述次級繞組中的多頻負(fù)載電流或所述次級繞組兩端的多頻電壓，以及(iii)對多頻驅(qū)動信號與多頻監(jiān)測信號進(jìn)行處理，以確定低阻抗接地中性故障是否小于第二預(yù)定閾值。在本發(fā)明的第四方面中，提供了一種與AC電力系統(tǒng)一起使用的GFCI設(shè)備，所述 AC電力系統(tǒng)包括線路導(dǎo)體、中性導(dǎo)體、第一變壓器和第二變壓器。所述線路導(dǎo)體和所述中性導(dǎo)體中的每一個耦合在源與負(fù)載之間，并且所述中性導(dǎo)體在所述源處耦合至地。所述第一變壓器包括與所述線路導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第一初級繞組、與所述中性導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第二初級繞組、以及次級繞組。所述第二變壓器包括與所述中性導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第一初級繞組以及次級繞組。所述設(shè)備包括耦合至所述第二變壓器的次級繞組的多頻信號驅(qū)動器電路以及耦合至所述第一變壓器的次級繞組的接地中性故障檢測器電路。所述多頻信號驅(qū)動器電路利用多頻AC信號來驅(qū)動所述第二變壓器的次級繞組。所述接地中性故障檢測器電路包括(a)檢測器電路，其監(jiān)測所述第二變壓器的次級繞組中的多頻負(fù)載信號；以及(b)處理器，其在所監(jiān)測的負(fù)載信號超過預(yù)定閾值的情況下提供第一檢測信號。根據(jù)下面的詳細(xì)描述、所附權(quán)利要求書和附圖，本發(fā)明的其他特征和方面將變得更加完全顯而易見。


根據(jù)在下面結(jié)合附圖考慮的具體實施方式
，可以更加清楚地理解本發(fā)明的特征， 其中相同的參考數(shù)字始終指示相同的元件，并且在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性單變壓器多頻GFCI設(shè)備的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的與GFCI設(shè)備一起使用的示例性多頻信號的圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的與GFCI設(shè)備一起使用的備選示例性多頻信號的圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性單變壓器多頻GFCI設(shè)備的更詳細(xì)框圖；圖5是與圖4的示例性設(shè)備一起使用的示例性全波整流器混頻器；圖6是根據(jù)本發(fā)明的備選示例性單變壓器多頻GFCI設(shè)備的框圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性雙變壓器多頻GFCI設(shè)備的框圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性雙變壓器多頻GFCI設(shè)備的更詳細(xì)框圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一備選示例性單變壓器多頻GFCI設(shè)備的框圖；以及圖10是根據(jù)本發(fā)明的備選示例性雙變壓器多頻GFCI設(shè)備的框圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了改進(jìn)的GFCI設(shè)備，其使用多音和/或多頻AC信號來檢測AC電力系統(tǒng)中的接地中性故障。具體地，根據(jù)本發(fā)明的GFCI設(shè)備包括變壓器、接地電流故障檢測器電路和接地中性故障檢測器電路。在第一預(yù)定時間間隔，接地電流故障檢測器電路監(jiān)測所述變壓器的次級繞組中的第一電流，以確定接地泄漏電流是否超過第一預(yù)定閾值。如果超過第一閾值，則GFCI設(shè)備中斷AC電力系統(tǒng)。
在第二預(yù)定時間間隔期間，接地中性故障檢測器電路利用多頻AC信號(例如電壓或電流)來驅(qū)動變壓器的次級繞組，并檢測變壓器的次級繞組中的多頻AC信號(例如負(fù)載電流或感應(yīng)電壓)，以確定低阻抗地至中性故障是否小于第二預(yù)定閾值。具體地，接地中性故障檢測器電路對多頻驅(qū)動信號與檢測到的多頻信號進(jìn)行處理(例如混頻或互相關(guān))，以在存在干擾信號和/或噪聲的情況下改進(jìn)檢測。參照圖1，描述根據(jù)本發(fā)明的第一示例性GCFI設(shè)備。GFCI設(shè)備10包括變壓器12、 接地電流故障檢測器電路14、多頻接地中性故障檢測器電路16和中斷電路18。變壓器12 是具有環(huán)形磁芯和次級繞組20的差動電流變壓器。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，可以使用其他差動電流變壓器。AC電力系統(tǒng)的線路導(dǎo)體L和中性導(dǎo)體N經(jīng)過變壓器12的作為單匝初級繞組的環(huán)形磁芯。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，備選地，線路導(dǎo)體L和中性導(dǎo)體N可以被配置為變壓器12的多匝初級繞組。線路導(dǎo)體L和中性導(dǎo)體N中的每一個耦合在源(“SOURCE”)與負(fù)載(“LOAD”)之間，并且中性導(dǎo)體N在源處耦合至地。次級繞組20耦合至接地電流故障檢測器電路14的輸入端子和多頻接地中性故障檢測器電路16的輸出端子。次級繞組20可以是具有Ns匝的單個繞組，如圖1所示。備選地，次級繞組20可以包括具有Nsl匝的第一次級繞組，其耦合至接地電流故障檢測器電路 14的輸入端子；以及具有Ns2匝的第二次級繞組，其耦合至多頻接地中性故障檢測器電路16 的輸入端子。在其他實施例中，次級繞組20可以包括單個繞組，該單個繞組包括耦合至接地電流故障檢測器電路14的輸入端子的第一抽頭輸出端和耦合至多頻接地中性故障檢測器電路16的輸入端子的第二抽頭輸出端。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，可以使用其他類似繞組配置。根據(jù)本發(fā)明，GFCI設(shè)備10通過監(jiān)測變壓器12的次級繞組20處的信號來檢測負(fù)載處的線路至地故障(被指示為R·)和負(fù)載處的低阻抗地至中性故障(被指示為Re2N)。具體地，流經(jīng)線路至地故障R·的接地泄漏電流I⑶產(chǎn)生經(jīng)過變壓器12的差動電流。差動電流使次級繞組20引導(dǎo)與接地泄漏電流I⑶乘以次級繞組20上的匝數(shù)Ns的倒數(shù)相關(guān)的電流Is:
權(quán)利要求
1.一種與AC電力系統(tǒng)一起使用的接地故障電路中斷(“GFCI”)設(shè)備，所述AC電力系統(tǒng)包括線路導(dǎo)體、中性導(dǎo)體和變壓器，所述線路導(dǎo)體和所述中性導(dǎo)體中的每一個耦合在源與負(fù)載之間，所述中性導(dǎo)體在所述源處耦合至地，其中，所述變壓器包括與所述線路導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第一初級繞組、與所述中性導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第二初級繞組、以及次級繞組，所述設(shè)備包括耦合至所述次級繞組的接地中性故障檢測器電路，其中，所述接地中性故障檢測器電路(a)利用多頻AC信號來驅(qū)動所述次級繞組；(b)監(jiān)測所述次級繞組中的多頻負(fù)載信號； 以及(c)在所監(jiān)測的負(fù)載信號超過預(yù)定閾值的情況下提供第一檢測信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GFCI設(shè)備，其中，所述多頻AC信號包括多頻AC電壓信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GFCI設(shè)備，其中，所述多頻AC信號包括多頻AC電流信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GFCI設(shè)備，其中，所述多頻AC信號包括M個間隔，在每個間隔中具有對應(yīng)的唯一頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的GFCI設(shè)備，其中，M大于或等于3。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的GFCI設(shè)備，其中，如果在所述M個間隔中的至少N個間隔中所監(jiān)測的負(fù)載信號超過預(yù)定閾值，則所述接地中性故障檢測器電路提供所述第一檢測信號，其中N小于或等于M。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GFCI設(shè)備，其中，所述多頻AC信號包括啁啾信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GFCI設(shè)備，其中，所述接地中性故障檢測器電路將所述多頻 AC信號與所監(jiān)測的多頻負(fù)載信號進(jìn)行混頻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GFCI設(shè)備，其中，所述接地中性故障檢測器電路將所述多頻 AC信號與所監(jiān)測的多頻負(fù)載信號進(jìn)行互相關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GFCI設(shè)備，還包括耦合至所述次級繞組的接地電流故障檢測器電路，其中，如果所述次級繞組中的電流超過預(yù)定閾值，則所述接地電流故障檢測器電路提供第二檢測信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的GFCI設(shè)備，還包括耦合至所述線路導(dǎo)體的中斷電路，其中，如果所述接地中性故障檢測器電路提供所述第一檢測信號，和/或如果所述接地電流故障檢測器電路提供所述第二檢測信號，則所述中斷電路中斷所述AC電力系統(tǒng)中的電力。
12.—種與AC電力系統(tǒng)一起使用的接地故障電路中斷(“GFCI”)設(shè)備，所述AC電力系統(tǒng)包括線路導(dǎo)體、中性導(dǎo)體和變壓器，所述線路導(dǎo)體和所述中性導(dǎo)體中的每一個耦合在源與負(fù)載之間，所述中性導(dǎo)體在所述源處耦合至地，其中，所述變壓器包括與所述線路導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第一初級繞組、與所述中性導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第二初級繞組、以及次級繞組，所述設(shè)備包括耦合至所述次級繞組的接地中性故障檢測器電路，其中，所述接地中性故障檢測器電路包括(a) AC信號源，其利用多頻AC信號來驅(qū)動所述次級繞組；(b)檢測器電路，其監(jiān)測所述次級繞組中的多頻負(fù)載信號；以及(c)處理器，其在所監(jiān)測的負(fù)載信號超過預(yù)定閾值的情況下提供第一檢測信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的GFCI設(shè)備，其中，所述多頻AC信號包括多頻AC電壓信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的GFCI設(shè)備，其中，所述多頻AC信號包括多頻AC電流信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的GFCI設(shè)備，其中，所述多頻AC信號包括M個間隔，在每個間隔中具有對應(yīng)的唯一頻率。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的GFCI設(shè)備，其中，M大于或等于3。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的GFCI設(shè)備，其中，如果在所述M個間隔中的至少N個間隔中所監(jiān)測的負(fù)載信號超過預(yù)定閾值，則所述接地中性故障檢測器電路提供所述第一檢測信號，其中N小于或等于M。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的GFCI設(shè)備，其中，所述多頻AC信號包括啁啾信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的GFCI設(shè)備，其中，所述接地中性故障檢測器電路將所述多頻AC信號與所監(jiān)測的多頻負(fù)載信號進(jìn)行混頻。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的GFCI設(shè)備，其中，所述接地中性故障檢測器電路將所述多頻AC信號與所監(jiān)測的多頻負(fù)載信號進(jìn)行互相關(guān)。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的GFCI設(shè)備，還包括耦合至所述次級繞組的接地電流故障檢測器電路，其中，如果所述次級繞組中的電流超過預(yù)定閾值，則所述接地電流故障檢測器電路提供第二檢測信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的GFCI設(shè)備，還包括耦合至所述線路導(dǎo)體的中斷電路，其中，如果所述接地中性故障檢測器電路提供所述第一檢測信號，和/或如果所述接地電流故障檢測器電路提供所述第二檢測信號，則所述中斷電路中斷所述AC電力系統(tǒng)中的電力。
23.—種與AC電力系統(tǒng)一起使用的用于接地故障電路中斷(“GFCI”)檢測的方法，所述AC電力系統(tǒng)包括線路導(dǎo)體、中性導(dǎo)體和變壓器，所述線路導(dǎo)體和所述中性導(dǎo)體中的每一個耦合在源與負(fù)載之間，所述中性導(dǎo)體在所述源處耦合至地，其中，所述變壓器包括與所述線路導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第一初級繞組、與所述中性導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第二初級繞組、以及次級繞組，所述方法包括(a)在第一預(yù)定時間間隔(i)監(jiān)測所述次級繞組中的電流；以及( )在所監(jiān)測的次級電流超過第一預(yù)定閾值的情況下提供第一檢測信號；以及(b)在第二預(yù)定時間間隔(i)利用多頻AC電壓或電流來驅(qū)動所述次級繞組；( )監(jiān)測所述次級繞組中的多頻負(fù)載電流或所述次級繞組兩端的多頻電壓；以及 (iii)對多頻驅(qū)動信號與多頻監(jiān)測信號進(jìn)行處理，以確定低阻抗接地中性故障是否小于第二預(yù)定閾值。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括迭代地重復(fù)步驟(a)并且然后步驟(b)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括響應(yīng)于第一檢測信號和/或第二檢測信號， 中斷所述AC電力系統(tǒng)中的電力。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述第一預(yù)定時間間隔在約1與560毫秒之間。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述第一預(yù)定時間間隔是約100毫秒。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述第二預(yù)定時間間隔在約0.1與17毫秒之間。
29.—種與AC電力系統(tǒng)一起使用的接地故障電路中斷(“GFCI”)設(shè)備，所述AC電力系統(tǒng)包括線路導(dǎo)體、中性導(dǎo)體、第一變壓器和第二變壓器，所述線路導(dǎo)體和所述中性導(dǎo)體中的每一個耦合在源與負(fù)載之間，所述中性導(dǎo)體在所述源處耦合至地，其中，所述第一變壓器包括與所述線路導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第一初級繞組、與所述中性導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第二初級繞組、 以及次級繞組，所述第二變壓器包括與所述中性導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第一初級繞組以及次級繞組，所述設(shè)備包括耦合至所述第二變壓器的次級繞組的多頻信號驅(qū)動器電路，其中，所述多頻信號驅(qū)動器電路利用多頻AC信號來驅(qū)動所述第二變壓器的次級繞組；耦合至所述第一變壓器的次級繞組的接地中性故障檢測器電路，其中，所述接地中性故障檢測器電路包括(a)檢測器電路，其監(jiān)測所述第二變壓器的次級繞組中的多頻負(fù)載信號；以及(b)處理器，其在所監(jiān)測的負(fù)載信號超過預(yù)定閾值的情況下提供第一檢測信號。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的GFCI設(shè)備，其中，所述多頻AC信號包括多頻AC電壓信號。
31.根據(jù)權(quán)利要求四所述的GFCI設(shè)備，其中，所述多頻AC信號包括多頻AC電流信號。
32.根據(jù)權(quán)利要求四所述的GFCI設(shè)備，其中，所述多頻AC信號包括M個間隔，在每個間隔中具有對應(yīng)的唯一頻率。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的GFCI設(shè)備，其中，M大于或等于3。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的GFCI設(shè)備，其中，如果在所述M個間隔中的至少N個間隔中所監(jiān)測的負(fù)載信號超過預(yù)定閾值，則所述接地中性故障檢測器電路提供所述第一檢測信號，其中N小于或等于M。
35.根據(jù)權(quán)利要求四所述的GFCI設(shè)備，其中，所述接地中性故障檢測器電路將所述多頻AC信號與所監(jiān)測的多頻負(fù)載信號進(jìn)行混頻。
36.根據(jù)權(quán)利要求四所述的GFCI設(shè)備，還包括耦合至所述次級繞組的接地電流故障檢測器電路，其中，如果所述次級繞組中的電流超過預(yù)定閾值，則所述接地電流故障檢測器電路提供第二檢測信號。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的GFCI設(shè)備，還包括耦合至所述線路導(dǎo)體的中斷電路，其中，如果所述接地中性故障檢測器電路提供所述第一檢測信號，和/或如果所述接地電流故障檢測器電路提供所述第二檢測信號，則所述中斷電路中斷所述AC電力系統(tǒng)中的電力。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的GFCI設(shè)備，其中，所述接地中性故障檢測器電路和所述接地電流故障檢測器電路包括相同電路。
全文摘要
在第一方面中，提供了一種與AC電力系統(tǒng)一起使用的接地故障電路中斷(“GFCI”)設(shè)備，所述AC電力系統(tǒng)包括線路導(dǎo)體、中性導(dǎo)體和變壓器。所述線路導(dǎo)體和所述中性導(dǎo)體中的每一個耦合在源與負(fù)載之間，并且所述中性導(dǎo)體在所述源處耦合至地。所述變壓器包括與所述線路導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第一初級繞組、與所述中性導(dǎo)體串聯(lián)耦合的第二初級繞組、以及次級繞組。所述設(shè)備包括耦合至所述次級繞組的接地中性故障檢測器電路。所述接地中性故障檢測器電路(a)利用多頻AC信號來驅(qū)動所述次級繞組；(b)監(jiān)測所述次級繞組中的多頻負(fù)載信號；以及(c)在所監(jiān)測的負(fù)載信號超過預(yù)定閾值的情況下提供第一檢測信號。還提供了許多其他方面。
文檔編號H02H3/33GK102460880SQ201080034729
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月3日
發(fā)明者H·T·金塞爾 申請人:西門子工業(yè)公司