CN101366159B - 用于三相电源系统的接地故障电路中断器系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于三相电源系统的接地故障电路中断器方法和系统，所述系统包括形成用在三相配电系统中的接地故障电路中断系统的多个GFCI单元和处理器，该三相配电系统包括三相电源、三线或四线干线电路、及连接在干线电路上的多个三线或四线馈电线电路。GFCI单元设在干线电路中和馈电线电路的每一个中。处理器编程成连续地监视干线GFCI单元和每个馈电线GFCI单元以确定故障已经发生在何时和何地，并且响应于此，中断故障电路和禁止非故障电路的跳闸。新的GFCI系统可应用于直接接地、电阻接地、或未接地的以及其它三相系统。

Description

用于三相电源系统的接地故障电路中断器系统
技术领域
本发明总的来说涉及接地故障电路中断器(GFCI)系统，并且更具体地说，涉及一种用于交流、分离导出的、三相电源系统的新的改进的GFCI系统，其中，提供用于连续监视干线电源总线供电线路上和连接到其上的每个馈电线电路上的电流平衡状态的装置，并且在基于干总线供电线路中的检测电流和任何馈电线电路中的检测电流之间的一定关系确定故障状态存在的情况下，将使故障电路跳闸，并且将禁止其它电路跳闸。
背景技术
现有技术接地故障保护系统用于检测通常传输平衡电流的电力导线中的电流的较小差别。这样的差别可能由从线路导线之一到地的电流泄漏引起，因而使中性导线失去一些正常电流，该电流在传感器处的导线中建立平衡、或零差别电流。如果差动电流在一定预定电平以下，则通常允许电力不中断地流动。然而，如果超过预定阈值的差动电流出现足够长的时间，则电路被中断，因为那时可能的是，初始绝缘失效或可能甚至对人的严重电击正在发生。
伪信号常常使接地故障中断器与实际故障电流相混淆。例如，由突然负载变化引起的电力线路瞬变、或感应雷电浪涌，可导致接地故障中断器系统的不必要线路跳闸。由于这种断路干扰有效系统操作，所以通常发现，其难以容忍性已经使这种设备的用户把灵敏度规范建立在高危险水平处。在三相电源系统中频繁经历的稳态伪信号是从多根下游馈电线中的至少一根到地的电容性电流。这可由到负载的长电缆、或由分开的相对地连接的电容器(诸如，用来避免对通过电力系统电压浪涌的负载利用设备的损害的那些电容器)、或由与线路上的实际故障毫无关系的类似的电路影响引起。因而可以说，由于经证明是不充分的但引起接地故障检测器和中断器系统通过不必要地断开电路进行响应而没有发生实际故障的原因，由接地故障检测器和中断器系统导致的断路，是有害的并且必须避免。实际接地故障可能具有不同的原因，并且可引起供电导线中的不同水平的电流不平衡。如果电流不平衡比较高；也就是说，如果比较大的接地故障电流流动，则系统应该迅速且果断地响应。
现代GFCI技术对于高于125伏特线路对地或250伏特线路间操作的系统具有有限应用。传统GFCI应用主要应用于单相、120-140伏特电力系统。当系统是高于125伏特对地操作的三相、多馈电线电路系统(例如，额定400或480伏特相对相的系统，它们分别具有230和277伏特的标准对地电压)，并且一个相对地故障时，在未受影响的馈电线的非故障相上的电容性充电电流值可容易到达使未受影响的馈电线的GFCI“错误跳闸”的值。这在额定低于对地125伏特的系统(例如，240-120伏特单相系统或208Y/120伏特三相系统)上不是普遍问题，因为它采用格外长的馈电线电路(具有大约1000英尺的电路导线长度)以产生高于4至6mA的GFCI跳闸电平的电容性充电电流。
在美国用于照明电路的一般电压是277伏特相对地(或相对中线)，这是对于额定480伏特相对相的所有三相电气系统存在的对地或中线的电压(除罕见的“角接地”系统之外)。在涉及个人通过其身体完成接地故障电路的可能电击致死的典型情形下，死亡不会立即发生，但最经常地由心室纤颤引起。电击致死电流越大，心室纤颤发生的时间越短。在1000伏特下使用百分之95的人体电阻(参考IEC TS60479-1，第四版，2005年7月)产生1050欧姆的“干燥”手到手电阻和945欧姆的干燥手到脚电阻。作为实例，最低电阻，945欧姆的干燥手到脚电阻，可在用于690伏特系统的采样计算中使用。在225伏特的较低电压下，“干燥”手到手电阻是1900欧姆，并且干燥手到脚电阻是大约1710欧姆。使用这些电阻，手到手电阻是1900欧姆与在277伏特电压下146毫安(mA)的身体电流相对应。1710欧姆的手到脚电阻与在277伏特电压下162mA的身体电流相对应。这些示出的电流电平中的任一个明显高于其中人可任意“放开”或释放握住的通电导线的6mA的阈值。事实上，如果电流持续通过人体大于大约一秒，则这些电流值可导致心脏的心室纤颤。事实上，当今经历的许多电击死亡是在277伏特电平下。
心室纤颤因而认为是致命电气事故中死亡的主要机理。心室纤颤由通过心脏的超过大约40mA的电击电流引起。一份出版的(IEC TS60479-1，第四版，2005年7月，图20)用于流过身体的电流的各种时间持续暴露的时间-电流图表(对于在大约40mA至1500mA范围内的电流)，描述了用于经历心室纤颤的一组概率曲线(在“阈值风险”高达50％概率的范围内)。如以上建议的那样，电击持续时间是关键因素。根据IEC TS 60479-1，“对于0.1s以下的电击持续时间，对于高于500mA的电流量可能发生纤颤，并且只有当电击落在易损期内对于在几安培级数的电流量才可能发生。对于这种强度的电击和比一个心博周期长的持续时间，可能引起可逆心博突停”。另外，“易损期发生在心电图中的T波的第一部分期间，这是心博周期的大约10％...”。如果电压源除去得足够快，则电击将不会导致高达几安培的身体电流的电击致死。电压源从人除去得越快，心室纤颤就越不可能发生。心室纤颤常常导致死亡，除非开始立刻的医疗干预(即，CPR，继之以去纤颤)。
对于左手到脚电击的心室纤颤的阈值5％概率的国际电工委员会(IEC)“cI”经验曲线(1.0的心脏电流因数)可由如下公式表达：
t(I)＝0.2[(500-I)/(I-40)]0.5
其中：
t＝单位为秒的时间，以及
I＝单位为毫安(mA)的电流
依据该公式的计算表明，GFCI装置必须在0.1秒内清除400mA的电流，以避免对于从左手到脚的电击“最坏情形”的心室纤颤。
对于690伏特三相系统(720伏特相对相最大电压)：
Ibody(身体)＝(720/1.732)/945
＝0.440A，或～440mA
已经禁止GFCI在大于125伏特线路对地电压上、或在三相系统上的应用的一个事实是，如上面指出的那样，在这种电力系统上的所有馈电线电路导线具有特征对地电容。这被称作“系统充电电流”，并且在下面描述。在所有这种系统上存在的正常系统充电电流可常常超过GFCI装置的额定6mA阈值，并且导致GFCI保护的电路的有害跳闸，该保护的电路实际上不涉及在具有接地故障的电路中。
现在参考图1，示出了经干线相线A、B、C分别通过馈电线A′、B′、C′和A″、B″、C″连接到一对负载1(LOAD 1)和负载2(LOAD2)上的三相电源S。该电路代表现有技术的GFCI应用，在该应用中，分离的多个GFCI单元(诸如，描述的GFSI1和GFSI2单元)用作相应馈电线电路中的保护机构。以虚线示出的是，代表用于每根馈电线的分配的对地电容的电容性符号“C0”。用于馈电线电路到负载1的系统充电电流“IC”可以使用如下公式由每相对地电容值计算：
IC＝3ICO＝√3VLL/XCO
XCO＝(106)/2πfCO
其中
IC＝在接地故障期间的系统充电电流，单位为安培；
ICO＝在正常系统状况(无接地故障)期间每相的系统充电电流，单位为安培[ICO]；
VLL＝系统线对线电压，单位为伏特；
XCO＝每相容性电抗，单位为欧姆[XCO]；
f＝频率，单位为赫兹；以及
CO＝每相对地电容，单位为微法。
使用以上公式，对于在480伏特下13mA的系统充电电流(IC)(典型地用于在1000英尺长的金属导管中的三-导线绝缘电缆电路)产生：
XCO＝1.732(480)/0.013
＝64,000欧姆每相(对于1000英尺长馈电线电缆)
从“身体电阻”的在先计算中，显然的是，当人接触通电电相导线时，等效的是，把1050欧姆量级的电阻器放置成与-j64,000欧姆容性电抗XCO相并联(除电容沿通向电源的整个电缆被分配之外)并且大部分电流将采取通过身体电阻的更直接路径。注意，图1中的RN是系统的中线接地电阻器，并且可从用于直接接地系统的零电阻、到用于高电阻接地系统的几百欧姆、到用于未接地系统的无限值变化。
在示例性实例中，在到负载1的馈电线中的任一根的故障将由GFCI1检测。注意，如所描绘的那样，GFCI1包括断路器CB1和连接到整体磁势平衡、变流器CT1上的接地故障传感器检测装置GFS1，该变流器CT1包围所有三个相A′、B′及C′(以及如果使用的话，三相、四线制系统的中线)。在三相负载导线(和中线)中的电容性充电电流的每一个对于平衡或非平衡负载状况合计为零。在正常系统操作条件下，所有三相中的电容性充电电流ICO相等且合计为零。
在这个实例中，在CT1的多匝次级绕组W1上感应的故障电流与在三根线路导线A′、B′、C′中流动的电容性充电电流的矢量和成比例。只要该和在预定阈值(典型地为4至6mA)以下，在CT1的磁势中感应的净通量以及相应地在其多匝次级绕组W1上感应的并且连接到GFS1上的故障电流将低于其跳闸阈值。
在绕组W1中没有超过阈值电平的感应故障电流的条件下，差动变流器相应地保持“平衡”，并且断路器CB1保持在其闭合状态下。然而，如果对地故障发生，如在图1中的“F”处示出的那样，其中线路A′对地短路，则线路A′、B′、C′中的电容性充电电流的矢量和将不再小于阈值，并且在次级绕组W1中感应的相应故障电流将使GFS1的差动变流器变为不平衡，并且使断路器CB1跳闸以中断到负载1的馈电线电路和清除接地故障F。
但另外，如在图1中可能进一步注意到的那样，并且这一点将在下面进一步讨论，在故障期间，相对于地存在的不平衡电压也强迫电流在到负载2的馈电线电路(和在由电源S驱动的系统中的任何其它馈电线电路)的相线B″和C″中流动(电流Ib2和Ic2)。如果产生的不平衡引起超过GFS2的跳闸阈值的W2中的故障电流的产生，则这两个电流可导致非故障馈电线电路的错误跳闸。这当然引起不必要的“有害”跳闸，并且应该避免。
因而需要有一种主要在高于125伏特的电压下操作并且具有4至6mA的接地故障始动灵敏度(与人“放开”电流阈值的下限相对应)的用于三相应用的GFCI系统，并且该GFCI系统将在超过6mA的电流电平下在接地故障的几秒内、或在超过20mA至30mA的接地故障电流的0.025至0.100秒内跳闸。
此外，需要有一种将迅速确定哪根线路已经有故障并将中断包括那根线路的馈电线电路而不干扰系统中的其它馈电线电路的操作的GFCI系统。
除以上描述的避免致命电击的GFCI系统的优点之外，在6至30mA的电流灵敏度下也可检测到电气绝缘的初始故障，这可使设备损害最小化。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种能够迅速检测并消除系统故障而不引起对受监视的电源系统的非故障电路有害中断的改进的接地故障电路中断器系统。
本发明的另一个目的是提供一种补偿在低电平或高电平接地故障期间流过三相电源系统的小电容性电流并由此避免非故障电路有害跳闸的装置。
本发明的又一个目的是提供一种用于三相电源系统的GFCI系统，该GFCI系统立即确定故障存在于系统内的何处，并且使故障线路立即中断，同时禁止在系统内其它线路中断。
简要地说，本发明的目前优选实施例包括多个GFCI单元和形成用在三相配电系统中的接地故障电路中断系统的控制器，该三相配电系统包括三相电源、三线或四线干线电路及连接在干线电路上的多个三线或四线馈电线电路。GFCI单元设在干线电路中和馈电线电路的每一个中。控制器连续地监视干线GFCI单元和每个馈电线GFCI单元以确定故障已经发生在何时和何地，并且响应于此，中断故障电路和禁止非故障电路跳闸。新的GFCI系统可应用于直接接地、电阻接地、或未接地以及其它三相系统。
本发明的重要优点是，它提供一种可立即把电力与故障馈电线电路断开而不使其它“健康”馈电线电路中断的GFCI系统。
本发明的另一个优点是，它提供一种可立即检测故障，确定故障源，中断故障电路及防止任何非故障电路中断的GFCI系统。
在阅读参考附图的几张图进行的如下详细描述之后，本发明的这些和其它目的和优点对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
附图说明
图1是示出了具有GFCI单元的现有技术三相电路的示意性电路图；
图1a是V-Harm模拟和用于用来开发在其文本中示出的表格的系统的假定参数的一线图；
图2是按照本发明优选实施例示出了具有多个馈电线电路的三相电源电路和GFCI系统的示意性电路图；
图3a-3b是示出了“直接接地”系统的电流分配图；
图4a-4b是示出了“高电阻接地”系统的电流分配图；
图5a-5b是示出了“未接地”系统的电流分配图；
图6是示出了在未接地的电力系统的情况下图2的处理器的操作流程图；
图7是示出了直接接地或高电阻的电力系统的情况下图2的处理器的操作流程图；以及
图8是按照本发明优选实施例的GFCI系统的(多个中的)一个馈电线电路的基本部件的框图表示。
具体实施方式
本发明基于的前提是，在工人应该始终执行安全工作实践，即，通过使待继续工作的电路断电和“闭锁”，并且“在接触之前测试”电路以便避免电击危险的同时，错误或大意不应该导致死亡。然而，为追溯到1990年的几十例277伏特死亡提供证明的OSHA事故报告显示，与通电部分的意外接触发生得远比在较高电压系统上的接触经常。
在480Y/277伏特系统中的意外故障的情况下，经人身体到地的电击电流可计算成在220mA至440mA的范围内。例如，使用在IECTS 60479-1的表1上列出的在400伏特下“50％人群”的手到手身体阻抗，电流将是277伏特/950欧姆＝0.29安培，或290mA。如上所论，有如此多涉及480伏特系统(对地277伏特)死亡的可能原因是，个人当他或她握住暴露的通电导线或其它“通电”部分时不能主动地放开。这是一种严重后果，因为为了避免心脏的心室纤颤，在对于290mA的电击电流值的电击开始的大约0.3至0.6秒内电击电压源必须从人移除。
本发明的主题是，在共用单个三相电源的多个馈电线电路中，经历最高可检测的接地故障电流的电路将是故障电路。可想象的是，哪个电路具有最高检测的接地故障电流值(高于跳闸阈值)的确定可通过连续地监视与干线电路和多个馈电线电路分别相关的GFCI单元和确定哪个单元具有最高的接地故障电流而被确定。各种接地故障情况的计算机模拟已经证实该理论。
更具体地说，叫做“V-Harm”的计算机程序用来模拟和预测对于各种情况的接地故障系统的性能。V-Harm是一种负载流计算机程序，该计算机程序分离地代表三相系统中的每一相，并且为不平衡负载或故障状态(诸如从相到地的故障)计算系统电流。图1a示出了V-Harm模拟和用于用来开发下面示出的表格的系统的假定参数的一线图。
模拟了三种代表性类型的三相电源系统，直接接地、高电阻接地、及未接地。对于每一种类型的系统，模拟了故障电阻的三个等级：零欧姆，代表直接“栓接”故障的极值；700欧姆，代表在480伏特系统电压下人体的平均电阻；以及46,000欧姆，代表在对地277伏特下6mA保护阈值电流电平。
数据
●频率＝60Hz
●13.8kV下的电源阻抗＝0欧姆
●变压器
500kVA
13.8kV/480V
三角形/Y形连接(在分析中改变Y形处的接地。)
X＝5.75％
R＝1.44％
●480V馈电线(基于在钢导管中具有2/0铜导体的三相、三线制系统估计这些参数。除对于系列III情形之外没有中线。2/0铜设备接地导线与所有馈电线电路一起运行。)
Z1＝0.1020+j0.0533欧姆/1000′
Zo＝0.3214+j0.1002欧姆/1000′
C1＝70 nf/1000′
Co＝40 nf/1000′
●负载(对于系列I和II情形，负载以未接地的Y形结构连接，在系列III情行下，每个负载的中线连接到其中线导线上。)
-系列I和II
馈电线1-三相平衡90kW，0.9pf
馈电线2-三相平衡90kW，0.9pf
馈电线3-三相平衡90kW，0.9pf
馈电线4-三相平衡90kW，0.9pf
具有从每相到地连接的1.0μF浪涌电容器
-系列III
馈电线1-相A-N-30kW，0.90pf
-相B-N-20kW，0.85pf
-相C-N-10kW，0.80pf
馈电线2-相A-N-15kW，0.90pf
-相B-N-35kW，0.85pf
-相C-N-25kW，0.80pf
馈电线3-相A-N-20kW，0.90pf
-相B-N-20kW，0.85pf
-相C-N-30kW，0.80pf
馈电线4-断开
检查表1与4(对于直接接地系统)和表2与5(对于高电阻接地系统)，可断定，在每种情况下，接地故障并不涉及干总线，故障的馈电线是具有最大检测接地故障电流的那一根。
表3和6(对于未接地系统)示出了故障馈电线始终具有最大检测接地故障电流，但在其它馈电线中的一些之间的区别(依据具体的馈电线的充电电容和接地故障本身的电阻或阻抗)是不与直接接地和电阻接地系统一样大。
表7示出了如果传感器变流器包围相导线和中性导线则未平衡的相对中线负载对检测的接地故障电流没有影响。
表1-(“系列I”情形-在馈电线上有负载的系统)
故障电流(阴影块)和电流分配的一览表
●直接接地的480伏特系统；
●在馈电线的“远端”处的接地故障
●在所有馈电线上的90kW未接地的平衡负载
●具有在远端对地上连接的1.0μF浪涌电容器的馈电线4
(由磁势平衡或差动变流器所检测的单位为毫安的电流，除非另外示出)
Figure S2006800419907D00111
注意：非故障电路上的下划线电流代表在5mA保护阈值电平处或5mA保护阈值电平以上的检测电流。
表2-(“系列I”情形-馈电线上有负载的系统)
故障电流(阴影块)和电流分配的一览表
●高电阻接地的480伏特系统；
●在馈电线“远端”处的接地故障；
●在所有馈电线上的90kW未接地的平衡负载；
●具有在远端对地上连接的1.0μF浪涌电容器的馈电线4
(由磁势平衡或差动变流器所检测的单位为毫安的电流，除非另外示出)
Figure S2006800419907D00121
注意：非故障电路上的下划线电流代表在5mA保护阈值电平处或5mA保护阈值电平以上的检测电流。
表3-(“系列I”情形-馈电线上有负载的系统)
故障电流(阴影块)和电流分配的一览表
●未接地的480伏特系统；
●在馈电线的“远端”处的接地故障；
●所有馈电线上的90 kW未接地的负载；
●具有在对地远端上连接的1.0μF浪涌电容器的馈电线4(由磁势平衡或差动变流器所检测的单位为毫安的电流，除非另外示出)
Figure S2006800419907D00131
注意：非故障电路上的下划线电流代表在5mA保护阈值电平处或5mA保护阈值电平以上的检测电流。
表4-(“系列II”情形-馈电线上没有负载的系统)
故障电流(阴影块)和电流分配的一览表
●直接接地的480伏特系统；
●在馈电线“远端”处的接地故障；
●在所有馈电线上均没有负载；
●具有在对地远端上连接的1.0μF浪涌电容器的馈电线4
(由磁势平衡或差动变流器所检测的单位为毫安的电流，除非另外示出)
Figure S2006800419907D00141
注意：非故障电路上的下划线电流代表在5mA保护阈值电平处或5mA保护阈值电平以上的检测电流。
表5-(“系列II”情形-在馈电线上没有负载的系统)
故障电流(阴影块)和电流分配的一览表
●高电阻接地的480伏特系统；
●在馈电线“远端”处的接地故障；
●在所有馈电线上均没有负载；
●具有在对地远端上连接的1.0μF浪涌电容器的馈电线4
(由磁势平衡或差动变流器所检测的单位为毫安的电流，除非另外示出)
Figure S2006800419907D00151
注意：非故障电路上的下划线电流代表在5mA保护阈值电平处或5mA保护阈值电平以上的检测电流。
表6-(“系列II”情形-在馈电线上没有负载的系统)
故障电流(阴影块)和电流分配的一览表
●未接地的480伏特系统：
●在馈电线“远端”处的接地故障；
●在所有馈电线上均没有负载；
●具有在对地远端上连接的1.0μF浪涌电容器的馈电线4
(由磁势平衡或差动变流器所检测的单位为毫安的电流，除非另外示出)
Figure S2006800419907D00161
注意：非故障电路上的下划线电流代表在5mA保护阈值电平处或5mA保护阈值电平以上的检测电流。
表7-(“系列III”情形-在馈电线上具有不平衡相-中线负载的系统)
故障电流(阴影块)和电流分配的一览表
●直接接地的480伏特系统；
●在馈电线“远端”处的接地故障；
●在所有馈电线上的不平衡的相对中线负载；
●断开的馈电线4
(由包围相线和中线的磁势平衡或差动变流器所检测的单位为毫安的电流，除非另外示出)
Figure S2006800419907D00171
注意：非故障电路上的下划线电流代表在5mA保护阈值水平处或5mA保护阈值电平以上的检测电流。
因而清楚的是，计算机模拟证实本发明的原理。
可想象的是，这样的故障确定可在故障开始的大约0.010秒内进行(即，通过检测和确定在高于始动电流阈值的第一峰值电流的+/-0.005秒内的所有传感器电流输入的峰值)。此外，在对于典型的低电压应用的故障开始的0.025至0.050秒内，以及在对于额定高于1000伏特相对相的系统上的这种技术的应用的0.10秒内(允许正常断路器的较慢操作)可完成电气隔离(电路中断)。
原理是简单的-即使多个馈电线电路中的检测电流可能高于4至6mA跳闸电平，但具有最大电流值的三相馈电线电路也是具有接地故障的电路，并且是需要被跳闸和隔离的唯一电路。
这种思想的更广泛的应用是将涉及在分离导出的三相系统内的多个保护电平的互锁GFCI检测系统。例如，可应用在主要低电压开关装置和下游配电盘上的GFCI系统、或电机控制中心并还实现防止在所有电平下电击致死所必需的辨别、灵敏度、及速度。
通过本发明实现的基本原理是提供装置用于，(1)连续地监视在低电平或高电平接地故障期间(即，在一个极值处，通过个人的相对高的身体电阻的故障，或在另一极值处，从相导线到地的低电阻、直接金属故障)贯穿三相电源系统流动的小电容性电流；(2)确定故障电源；以及(3)同时反应以便(a)中断故障电源或馈电线、和(b)禁止其它非故障的馈电线电路跳闸。
在图2中，示出了示意性电路图，其概括地示出了连接(通过主配电盘或可切换总线，未示出)到提供三个电源相电路A、B及C的三根电源线12、14、及16上的三相、分离导出的电源电路10。连接到线路12、14、及16上的是在18、20、及22处示出的三个馈电线电路，该三个馈电线电路分别包括三根电源线A′、B′及C′；A″、B″及C″；以及A′″、B′″及C′″。
同样在图2中示出的是按照本发明的GFCI系统。该系统包括在干线电路中标记为GFCIM的GFCI单元，和分别在馈电线电路18、20、及22中的GFCI1、GFCI2及GFCI3单元。每个GFCI单元均包括接地故障传感器(分别为GFS1、GFS2及GFS3)，如干线电源(MGFS)一样，和用于每个馈电线电路的断路器(分别标记为CB1、CB2及CB3)也像干线电源断路器MCB一样。
系统还包括在24处示出的系统处理器，该系统处理器具有分别连接到干线传感器MGFS和馈电线传感器GFS1、GFS2及GFS3上的输入30、32、34及36和分别连接到干线断路器MCB和多个馈电线断路器CB1、CB2及CB3上的输出40、42、44及46。这些传感器的输入和输出用导线连接到，或要不然通过诸如光纤通信等连接到中央处理装置24中，该中央处理装置24确定通过相应传感器检测的电流值(故障信号)，并且或者致动或者禁止相关断路器的跳闸单元。在确定中使用的电流值或故障信号可以是峰值、平均值、或均方根测量的电流。故障信号可被数字处理(或使用诸如无源滤波器的模拟装置过滤)，并且仅表示为基本的功率-频率分量(即，60或50Hz)，以便改进对电力系统上的故障电流与电气“噪声”或谐波电流的辨别。
这种分离导出的三相系统的干线断路器MCB和每个馈电线断路器(CB1、CB2及CB3)具有实施为分别在50、52、54及56处示意性示出的磁势平衡传感器(变流器)的相关接地故障传感器(GFS1、GFS2、及GFS3)，该磁势平衡传感器包围关联的三相导线(和中性导线，如果适用的话)。每个三极馈电线断路器均包括分路跳闸装置以有助于电路的快速跳闸。传感器和断路器可以是分离的，或者形成为集成的GFCI断路器单元。
周期性“自检测”特征也可并入到对象GFCI系统中以保证检测和跳闸电路总是起作用的。当GFCI系统具有缺陷时，也可包括并启动适当的指示器或警报器。
当在任何传感器中超过阈值跳闸电平(4至6mA)时，处理器24确定哪个GFCI单元具有最大的检测电流值，并且把它确定为具有接地故障并且必须被跳闸(通过跳闸输出40、42、44、或46)的干线或馈电线。所有其它馈电线的跳闸将同时被阻止或禁止，以避免有害跳闸。
除故障馈电线之外的馈电线由于通过具体馈电线的电容性充电电流，也可能具有数值大于阈值跳闸电平的检测电流，但这个电流可表示(通过以上图表)成数值上总是比“故障”馈电线小的值。在其中只有一个GFCI单元呈现高于阈值的检测电流的情况下，如由处理器24确定的那样(如当在服务中只有一根馈电线或有非常低级、初始接地故障时)，包括该单元的电路将被跳闸。
在操作中，并且再次参考图2，图2示出了具有三根馈电线的典型三相系统，每根馈电线均具有包括接地故障传感器(GFS)的GFCI单元，如果馈电线18的相A′遭受从相A′到地的故障“F”，则接地故障传感器将把输入提供给系统处理器24，并且使适当断路器(CB)跳闸。在电路中流动的电流是如由IF、IR及箭头组Ib和Ic示出的那样。用虚线示出了馈电线电缆的分配电容，如在地与每根馈电线的每相之间连接的并且具有电流IGC1、IGC2及IGC3的三个集总电容器。故障信号或电流IF可根据这些电流和IR表示为
IF＝IGC1+IGC2+IGC3+IR。
依据系统接地的方法，因为在每种类型的接地故障期间系统上的电流分配稍微不同，所以基本上存在将讨论的三种不同的接地情况，但在一根馈电线上的接地故障期间通过该根馈电线的电流总是大于通过其它馈电线的电流。如下面将解释的那样，为禁止具有较小值的检测电流的其它馈电线跳闸而把逻辑电路并入中央处理器24中使得GFCI系统非常可靠。
“直接接地”的系统
首先参考图3a和3b、和表1与4的确认模拟图表，将理解，从馈电线18的相A′(图2)到地的直接故障“F”将导致相A′完全降低到中线电压，并且导致这根馈电线的相A′中的相对大的故障电流IF(几百或几千安培)，如通过故障点处的系统的正、负及零序阻抗确定的那样。在故障VA＝0期间，并且相对于地存在的不平衡电压强迫在每根馈电线的相B和C中流动(见图2中的电流Ib和Ic和图3b的线图)。这两个电流添加到IGC上，并且如果这些馈电线中的IGC值超过跳闸阈值，则可(若非本发明的禁止功能)导致非故障馈电线(图2中的20和22)的错误跳闸。
如果人的身体插入在相与地之间(例如馈电线18的相A′)，则中线电压中的不明显的移位将开始出现，电容性充电电流将在所有馈电线中保持平衡，并且馈电线电流将开始合计为零。然而，当通过身体的电流超过GFS1的始动电平时，CB1将跳闸，并且禁止CB2和CB3。并且根据非故障馈电线(图2中的20和22)中的IGC值，若非本发明，这些馈电线可能已经经历错误跳闸。
“高电阻接地”系统
现在转到图4a和4b、和表2与5的确认模拟图表。对于错误跳闸的最严重情形是当从相导线直接到地出现直接故障时，即，通过从相A到地的直接故障将VA设置在接地电位处，
|IF|＝|IGC|
IR＝VAN/R
IF＝IGC+IR＝√2IR
并且在这里电阻器RN(图2)大小被确定成使得在直接故障期间IR等于IGC(选择IR和IGC的这种相等性，以在起孤接地故障期间限制系统瞬时过电压)。在故障期间，相对于地存在的不平衡电压强迫与故障信号IF值为相同量级的不平衡电流在相B和C中流动(见线图中的Ib和Ic)。对于这种情形，中等长度(几百英尺)的馈电线由于电容性充电电流的流动可导致非故障馈电线的错误跳闸。然而，由GFS1检测的电流(IF-IGC1)将总是大于通过其它馈电线的GFS单元的电流。
根据在特定系统上存在的电容性充电电流值、和接触相导线的人的身体电阻，中线电压可能有某些微小移位，这可能在人类故障接触期间导致通过非故障馈电线的不平衡电流，但如由以上表2和5指示的那样，故障馈电线将总是经历通过其GFS的最大电流值。
“未接地”的系统
如图5a和5b、和表3与6的确认模拟图表所示，未接地系统中的故障电流IGC完全由系统充电电流组成，这对于多种低电压系统来说可以是大约一安培。受影响的馈电线的GFS单元将检测最大电流值(IF-IGC1)，通过其它GFS单元检测与对于那些馈电线的电容性充电电流的分配成比例的较小电流。注意，即使未接地的系统中没有到地的故意导电路径，但通过电缆充电电容到地的电容性耦合也仍然使这种系统有电击危害，这可能导致通过人的身体的致命电流流动。
如以上指出的那样，本发明包括形成用在三相配电系统中的接地故障检测和电路中断系统的多个GFCI单元和控制处理器，该三相配电系统包括三相电源、三线或四线干线电路、以及多个三线或四线馈电线电路。GFCI单元设在干线电路中和馈电线电路的每一个中。处理器24(图2)连续地监视干线GFCI单元和每个馈电线GFCI单元以确定故障已经发生在何时和何地，并且响应于此，中断故障电路并禁止非故障电路跳闸。
处理器24的操作通常通过图6和7中示出的逻辑流程图示出。如图2所示，处理器24连续地监视由每个GFCI单元检测的电流状况(故障信号的数值)以检测故障，并且对每个GFCI单元的传感输出(故障信号)与每个其它单元的传感输出进行比较以确定故障的位置。一旦确定了故障的位置，就中断故障馈电线电路，并且禁止所有其它馈电线电路跳闸。
在未接地系统的情况下，如果在任一时间，由干线单元检测的电流和由至少一个馈电线单元检测的电流都超过预定阈值(诸如5mA)，并且如果通过干线单元的电流大于通过馈电线的电流预定裕量(例如，5％)，如由图6的流程图建议的那样，则进行故障位于干线电路内的判定，并且“跳闸”信号发送到干线GFCI单元以使干线断路器跳闸。这当然使整个系统断电。
如果另一方面，通过干线单元的电流不在通过馈电线单元的电流的预定裕量内，则进行故障存在于干线电路外的判定，并且“禁止”信号被发送到干线GFCI单元以禁止干线电路跳闸。
当以上测试正在进行时，每个馈电线单元的故障信号电流也正在与其他馈电线单元的故障信号电流彼此比较，并且如果发现通过任一馈电线单元“X”的电流实质上大于其它馈电线单元的电流，例如超过5％-10％，则确定故障存在于馈电线单元“X”的电路内，并且跳闸信号被发送到该电路的GFCI单元以使其断路器跳闸。同时，禁止信号被发送到所有其它馈电线单元以禁止它们跳闸。如果另一方面，没有馈电线单元的故障信号电流实质上大于任何其它馈电线单元的故障信号电流，则确定没有故障存在于馈电线电路中，并且禁止所有馈电线电路跳闸。
可选择地说明，在未接地的系统的情况下，如果通过干线电路中的传感器检测到最高接地故障电流电平(超过至少5％的裕量)，则使干线切换装置跳闸。这种状况将意味着，对地故障紧接在主传感器的下游，例如在配电盘的干总线汇流排上，并且干线切换装置需要跳闸。如果与由干线所检测到的电流相比，在馈电线电路的任一个上检测到较小故障信号电流(但仍然高于5mA“跳闸”阈值)，并且如果在干线中的检测故障信号电流不是大于在任一馈电线电路中所检测的电流的至少5％，则禁止干线切换装置跳闸。
5％裕量作为其中故障信号电流电平可以在干线和馈电线电路的传感器之间容易辨别的任意数值被挑选，并且主要基于用于“未接地”系统上的模拟结果。它将应用于正常配置和数量的馈电线电路(见表3和6)。
未接地的电源系统当今并不普遍，并且通过未接地系统的独特电路状况引起在干线和馈电线之间的“检测电流值比较”的复杂化。然而，逻辑电路对于其中三相系统是未接地或接地的一般情况可行。
对于直接接地和高电阻接地电力系统(或对于该主题，任何阻抗接地系统)，如由图7的流程图描述的那样，干线的逻辑电路仅仅需要确定在馈电线中的任一根上检测到的接地故障电流或故障信号是否高于5mA并且在数值上是否接近(在+/-10％至20％内)在干线电路中检测的故障信号电流值。如果是，则禁止干线电路跳闸。如果否，则使干线电路跳闸。
如在先描述的逻辑电路中的那样，当以上测试正在进行时，每个馈电线单元的故障信号电流也正在与馈电线单元的故障信号电流进行彼此比较，并且如果发现，通过任一馈电线单元“X”的电流实质上大于其它馈电线单元的电流，则确定故障存在于馈电线单元“X”的电路中，并且跳闸信号被发送到该电路的GFCI单元以使其断路器跳闸。同时，禁止信号被发送到所有其它馈电线单元以禁止它们跳闸。如果另一方面，没有馈电线单元的故障信号电流实质上大于任何其它馈电线单元的故障信号电流，则确定没有故障存在于馈电线电路中，并且禁止所有馈电线电路跳闸。
图8的方块图是以在以上图2中的更一般的样式在先示出的本发明的示例性实施例的基本部件的表示。在每种情况下，接地故障中断器系统由处理器和与多个GFCI单元(诸如在图8中示出的GFCI单元3装置)一起的辅助接口装置组成。接地故障传感器部件(GFS3)提供检测在三(或四)载流馈电线导线A′″、B′″及C′″(与三(或四)线三相系统相对应)中流动的不平衡接地故障电流的装置。GFS可由在电力系统电流不平衡的情况下提供输出电流的传统窗口(或磁势平衡型)变流器构成，或者它可包括供给代表来自GFS的瞬时测量电流值的输出电流或电压信号的另一种类型的电流检测装置(例如，霍尔效应装置)，以响应于导线中的不平衡电流。这种GFS信号然后由“发送器”单元37转换成适当电流、电压、或光输出，该输出通过信号传输的适当装置(例如，光纤或金属导线36)传送到处理器的“接收器接口”23。处理器24然后执行以前描述的必要逻辑电流，以确定是否通过处理器的“发送器I/F”25发送或禁止“跳闸”(或“断开”)信号到“断路器”或接触器。跳闸信号或禁止信号然后由处理器的“发送器I/F”25转换成适当电流、电压、或光输出，通过信号传输装置(例如，光纤或金属导线40)到断路器的“接收器”单元41。
可中断和隔离电压源的三相电路导线的任何电流中断装置可用作示出的“断路器”。电流中断装置可包括但不限于：空气磁力或真空断路器或电机电路保护器、空气或真空接触器、固态电源切换装置、或电气触发熔断器。
到断路器的接收器41的信号可用来致动跳闸线圈或蓄能跳闸释放机构、吸住线圈的电流的中断(例如，像用作接触器一样)，或者可以以电流或电压的形式启动或停止电力半导体装置的传导、或到电气触发熔断器的电流或电压输出。尽管未示出，但在图8中示出的为任何装置提供的电力可从外部电源或蓄能电源(电池或电容器)、受监视的电力系统本身的电压、或从流过电力系统的负载电流导出的能量导出。
尽管已经在上面按照在多个附图中示出的具体实施例描述了本发明，但将认识到，在不背离本发明的精神的情况下，可以利用其它配置的部件和处理软件。例如，可以使用能够监视和报告电流、和响应控制输入以禁止和/或中断电路的任何适当形式的GFCI单元。
此外，本发明的技术可应用于其它故障检测方案，如在北美洲外采用的剩余电流装置(RCD)。这种装置通常具有30mA的稍高额定始动灵敏度，但同样用来防止心室纤颤免受电击。尽管RCD由于其较低的敏感始动特性对于有害跳闸(来自各个馈电线电容性充电电流)不太敏感，但显然，本发明的实用性也适用于RCD。
此外，尽管还未确认，但例如本发明可以在比如720伏特，并且可能甚至高达1000伏特和更高的较高电压下有用。但对于“未防护”人员(即，没有电击防护设备(例如，绝缘橡胶手套等)的人员)可能是本发明应用的实际上限。通过身体的最大电流，如以上计算的那样，对于潮湿条件也可能更大。并且在1000伏特以上，可能需要采用其它装置以把通过身体的电流降低到人容忍的范围内(例如，诸如垫子、手套、脚套等绝缘隔离物的使用)，但仍然可使用本发明的灵敏GFCI检测技术。
尽管以上按照可选择实施例已经描述了本发明，但可以预料，在已经阅读本公开之后，另外其它的变型、修改及应用将对本领域的技术人员来说显而易见。因此打算，这种公开认为是示例性的而不是限制性的，并且所附权利要求认为是包括所有这样的应用、变型、修改和实施例并落在本发明的实际精神和范围内。

Claims (24)

1.一种用于单独导出的三相电源系统的接地故障电路中断器系统，所述三相电源系统包括三相电源和干总线电路，多个馈电线电路连接到干总线电路，所述接地故障电路中断器系统包括：
多个接地故障电路中断器单元，所述接地故障电路中断器单元分别与所述干总线电路和与所述馈电线电路中的每一个相关联，并且操作用来监视通过其流到地的电容性充电电流或故障电流并且用来产生与流过每个所述电路的多根导线的电流的不平衡程度相当的故障信号；以及
处理器，用于连续地监视由在干总线电路上的接地故障电路中断器单元和在连接到干总线电路上的每个馈电线电路上的接地故障电路中断器单元产生的故障信号，所述处理器被编程成：
基于在由干总线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号和由馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号之间和其中的一定预定关系，确定何时存在故障状态，
确定哪个电路正在经历故障，
产生跳闸信号，并且把该跳闸信号传输到故障电路中的接地故障电路中断器单元，使该电路中断，以及
产生禁止信号，并且把该禁止信号传输到其它电路中的至少一些，以禁止这些电路中断。
2.根据权利要求1所述的接地故障电路中断器系统，其中，所述处理器被编程成：
如果来自干总线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号和来自至少一个馈电线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号在数值上大于预定阈值，以及
如果来自干总线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号大于来自所述至少一个馈电线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号至少预定百分比，
则确定故障状态存在于所述干总线电路中。
3.根据权利要求2所述的接地故障电路中断器系统，其中，所述处理器进一步被编程成：
如果没有故障状态存在于干总线电路中，以及
如果由在任一馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号实质上大于由在每一个其它馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号，
则确定故障状态存在于馈电线电路之一中。
4.根据权利要求3所述的接地故障电路中断器系统，其中，所述处理器进一步被编程成：
如果没有故障状态存在于干总线电路中，以及
如果由在任一馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号实质上不大于由在至少一个其它馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号，
则确定没有故障状态存在于馈电线电路的任一个中。
5.根据权利要求1所述的接地故障电路中断器系统，并且还包括：
传输装置，用来在所述接地故障电路中断器单元与所述处理器之间传送故障信号、及跳闸和禁止信号；以及
其中，每个所述接地故障电路中断器单元包括：
接地故障传感器单元，其连接到相应干总线电路或馈电线电路的载流导线上，并且操作以产生与其中的任何不平衡电流相对应的故障信号；以及
断路器，其响应跳闸以便中断相应干总线电路或馈电线电路和响应禁止信号以便禁止中断相应干总线电路或馈电线电路。
6.根据权利要求5所述的接地故障电路中断器系统，其中，每个所述接地故障电路中断器单元还包括：
第一发送器，用于与其接地故障传感器单元连接以将由此产生的故障信号转换成适于通过所述传输装置传送到所述处理器的形式；以及
第一接收器，用于接收在所述传输装置上从处理器传送到接地故障电路中断器单元的转换的跳闸和禁止信号，并且用于将转换的跳闸和禁止信号转变成适于与其断路器连接的形式；以及
其中，所述处理器包括：
第二接收器，用于接收转换的故障信号，并且把它们转变成适于与处理器连接的形式；以及
第二发送器，用于与处理器连接，以将由所述处理器产生的跳闸和禁止信号转换成适于通过所述传输装置传送到所述第一接收器的形式。
7.根据权利要求1所述的接地故障电路中断器系统，其中，所述处理器被编程成：
如果由干总线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号和由馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号不具有大于预定阈值的数值，或者
如果由干总线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号和由在每一个馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号不具有在彼此的预定百分比内的数值，
则确定故障状态存在于干总线电路中。
8.根据权利要求7所述的接地故障电路中断器系统，其中，所述处理器进一步被编程成：
如果没有故障状态存在于干总线电路中，以及
如果由在任一馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号实质上不大于由至少一个其它馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号，
则确定没有故障状态存在于馈电线电路的任一个中。
9.根据权利要求8所述的接地故障电路中断器系统，其中，所述处理器进一步被编程成：
如果没有故障状态存在于干总线电路中，以及
如果由在任一馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号实质上大于由在每一个其它馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号，
则确定故障状态存在于馈电线电路之一中。
10.一种为单独导出的三相电源系统提供接地故障电路中断的方法，所述三相电源系统包括：三相电源和干总线电路，多个馈电线电路连接到干总线电路上；和多个接地故障电路中断器单元，分别且操作上与干总线电路和馈电线电路中的每一个相关联，并且操作用来产生与关联电路的多个导线中的电流的不平衡程度相当的故障信号并用于适当地响应跳闸和禁止信号，所述方法包括以下步骤：
监视由多个接地故障电路中断器单元产生的故障信号；
基于在由干总线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号和由馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号之间和其中的一定预定关系，确定何时存在故障状态；
确定多个电路中的哪个正在经历故障；
产生跳闸信号，并且将该跳闸信号传输到故障电路中的接地故障电路中断器单元，以使该电路中断；以及
产生禁止信号，并且将该禁止信号传输到其它电路中的至少一些的接地故障电路中断器单元，以禁止这些电路中断。
11.根据权利要求10所述的提供接地故障电路中断的方法，并且还包括：
如果来自干总线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号和来自至少一个馈电线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号在数值上大于预定阈值，以及
如果来自干总线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号大于来自所述至少一个馈电线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号至少预定百分比，
则确定故障状态存在于所述干总线电路中。
12.根据权利要求11所述的提供接地故障电路中断的方法，并且还包括：
如果没有故障状态存在于干总线电路中，以及
如果由任一馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号实质上大于由每个其它馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号，
则确定故障状态存在于馈电线路之一中。
13.根据权利要求12所述的提供接地故障电路中断的方法，并且还包括：
如果没有故障状态存在于干总线电路中，以及
如果由在任一馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号实质上不大于由至少一个其它馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号，
则确定没有故障状态存在于馈电线路中的任一个中。
14.根据权利要求10所述的提供接地故障电路中断的方法，并且还包括：
如果由干总线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号和由馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号不具有大于预定阈值的数值，或者
如果由干总线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号和由在每一个馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号不具有在彼此的预定百分比内的数值，
则确定故障状态存在于干总线电路中。
15.根据权利要求14所述的提供接地故障电路中断的方法，其中，
如果没有故障状态存在于干总线电路中，以及
如果由任一馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号实质上不大于由至少一个其它馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号，
则确定没有故障状态存在于馈电线电路的任一个中。
16.一种三相电源系统，所述三相电源系统包括三相电源和干总线电路，多个馈电线电路连接到干总线电路和用于防止对地事故故障的接地故障保护系统，其中，所述接地故障保护系统包括：
多个接地故障电路中断器单元，所述接地故障电路中断器单元分别与所述干总线电路和所述馈电线电路中的每一个相关联，并且操作用来监视流过其的电容性充电电流和产生数值与流过相关电路的多根导线的电流的不平衡程度相当的故障信号；以及
处理器，通信上连接到并操作用来连续监视干总线电路上的接地故障电路中断器单元和每个馈电线电路上的接地故障电路中断器单元上产生的故障信号，所述处理器被编程成：
基于在由干总线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号和由馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号之间和其中的一定预定关系，确定何时存在故障状态，
确定所述电路中的哪一个正在经历故障，
产生跳闸信号，并且将其传输到故障电路中的接地故障电路中断器单元，从而使该电路中断，以及
产生禁止信号，并且将其传输到其它电路中的至少一些，从而禁止这些电路中断。
17.在根据权利要求16所述的三相电源系统中，其中，所述处理器能够：
如果来自干总线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号和来自至少一个馈电线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号在数值上大于预定阈值，以及
如果来自干总线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号大于来自所述馈电线电路的至少一个中的接地故障电路中断器单元的故障信号至少预定百分比，
则确定故障状态存在于所述干总线电路中。
18.在根据权利要求17所述的三相电源系统中，其中，所述处理器还能够：
如果没有故障状态存在于干总线电路中，以及
如果由在任一馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号实质上不大于由在至少一个其它馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号，
则确定没有故障状态存在于馈电线电路的任一个中。
19.在根据权利要求18所述的三相电源系统中，其中，所述处理器还能够：
如果没有故障状态存在于干总线电路中，以及
如果由在任一馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号实质上大于由在每一个其它馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号，
则确定故障状态存在于馈电线电路之一中。
20.在根据权利要求16所述的三相电源系统中，其中，所述处理器能够：
如果来自干总线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号和来自馈电线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号不具有大于预定阈值的数值，或者
如果来自干总线电路中的接地故障电路中断器单元的故障信号和来自每一个馈电线电路中的接地故障中断器单元的故障信号不具有在彼此的预定百分比内的数值，
则确定故障状态存在于干总线电路中。
21.在根据权利要求20所述的三相电源系统中，其中，所述处理器还能够：
如果没有故障状态存在于干总线电路中，以及
如果由在任一馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号实质上不大于由在至少一个其它馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号，
则确定没有故障状态存在于馈电线电路的任一个中。
22.在根据权利要求21所述的三相电源系统中，其中，所述处理器还能够：
如果没有故障状态存在于干总线电路中，以及
如果由在任一馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号实质上大于由在每一个其它馈电线电路中的接地故障电路中断器单元产生的故障信号，
则确定故障状态存在于馈电线电路之一中。
23.在根据权利要求16所述的三相电源系统中，其中，所述接地故障保护系统还包括：
传输装置，用于在所述接地故障电路中断器单元与所述处理器之间传送故障信号、以及跳闸和禁止信号；以及
其中，每个所述接地故障电路中断器单元包括：
接地故障传感器单元，其连接到相应干总线电路或馈电线电路的载流导线上，并且操作以产生与其中的任何不平衡电流相对应的故障信号；以及
断路器，响应跳闸以便中断相应干总线电路或馈电线电路和响应禁止信号以便禁止中断相应干总线电路或馈电线电路。
24.在根据权利要求23所述的三相电源系统中，其中，每个所述接地故障电路中断器单元还包括：
第一发送器，用于与其接地故障传感器单元连接以将由此产生的故障信号转换成适于通过所述传输装置传送到所述处理器的形式；以及
第一接收器，用于接收通过所述传输装置从处理器传送到接地故障电路中断器单元的转换的跳闸和禁止信号，并且用于将转换的跳闸和禁止信号转变成适于与其断路器连接的形式；以及
其中，所述处理器包括：
第二接收器，用于接收转换的故障信号，并且将它们转变成适于与处理器连接的形式；以及
第二发送器，用于与处理器连接，以将由所述处理器产生的跳闸和禁止信号转换成适于通过所述传输装置传送到所述第一接收器的形式。
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