CN105229883B - 中电压加热器元件湿气检测电路 - Google Patents

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Abstract

在各种实施例中，公开了电加热组件。电加热组件包括一个或多个电加热元件。电流泄漏传感器操作耦合到所述一个或多个加热元件。电流泄漏生成指示来自电加热元件的电流泄漏的信号。电流泄漏与和电加热元件接触的湿气的量成比例。晶闸管耦合到电加热元件。晶闸管被配置为控制所述一个或多个加热元件的功率水平。控制逻辑耦合到晶闸管和泄漏电路。控制逻辑被配置为在干燥模式和控制模式下激活所述一个或多个加热元件。当指示电流泄漏的信号低于预定阈值时，控制逻辑从干燥模式切换到控制模式。

Description

中电压加热器元件湿气检测电路
技术领域
本发明涉及中电压加热器元件湿气检测电路。
背景技术
电加热组件被使用在广泛各种应用中，包括热交换器、循环系统、蒸汽锅炉和浸入式加热器。电加热组件一般包括外壳、外壳内的介电绝缘、嵌在介电绝缘中的电阻线圈以及从电阻线圈延伸的导体销。包括电加热组件的许多应用和系统额定用于低电压操作，其中低于600伏的电压可以被认为是低电压。例如，目前许多热交换器操作在480至600伏范围内的电压。最近，已经提出了操作在高于600伏的、用于电加热元件组件的各种应用和系统。例如，已经提出了操作在600至38000伏范围内的热交换器。这些更高容量的热交换器是作为以燃料为基础的热交换器的环境友好的替代被提出的。600和38000伏之间的电压可以被认为是中电压。这些较高的电压会对电加热组件置以更高的要求。
关于电加热组件顾虑是与电加热元件接触的湿气。湿气会在电加热组件内积聚并且可能造成电加热元件的故障。当前的系统使用软启动来试图消除与电加热元件接触的水。软启动系统通常不是智能的并且只能按照预设的启动过程。软启动系统不能识别存在或不存在湿气，并且不能确保在软启动过程之后湿气已从电加热组件被消除。软启动过程还会运行超过必要的时间并且可能导致浪费电力、时间和生产率。
发明内容
在各种实施例中，公开了电加热组件。电加热组件包括一个或多个电加热元件。电流泄漏传感器可操作地耦合到这一个或多个加热元件。电流泄漏传感器被配置为生成指示来自一个或多个电加热元件的电流泄漏的信号。电流泄漏与和一个或多个电加热元件接触的湿气的量成比例。晶闸管耦合到一个或多个电加热元件。晶闸管被配置为控制一个或多个加热元件的功率水平。控制逻辑被耦合到晶闸管和泄漏电路。控制逻辑被配置为在干燥模式和控制模式中激活一个或多个加热元件。当指示电流泄漏的信号低于预定阈值时，控制逻辑从干燥模式切换到控制模式。
在各种实施例中，公开了用于干燥电加热器组件的方法。该方法包括，由控制逻辑在第一功率水平激活一个或多个加热元件。泄漏传感器检测一个或多个加热元件的电流泄漏。控制逻辑在第二功率水平激活一个或多个加热元件。响应于由电流泄漏传感器检测到的电流泄漏降至低于预定阈值，控制逻辑在第二功率水平激活一个或多个加热元件。
在各种实施例中，公开了电加热组件控制电路。电加热组件控制电路包括被配置为生成指示来自一个或多个电加热元件的电流泄漏的信号的电流泄漏传感器。电流泄漏与和一个或多个电加热元件接触的湿气的量成比例。电加热控制电路还包括被配置为控制一个或多个加热元件的功率水平的晶闸管以及耦合到晶闸管和泄漏电路的控制逻辑。控制逻辑被配置为控制一个或多个加热元件。当指示电流泄漏的信号高于预定阈值时，控制逻辑在干燥模式中激活一个或多个电加热元件。当指示电流泄漏的信号低于预定阈值时，控制逻辑转变到控制模式。
在一个实施例中，公开了一种电加热组件，包括：一个或多个中电压电加热元件，被配置为从中电压电源接收电力，所述中电压电源向所述中电压电加热元件提供600至38000伏之间的电压，其中所述一个或多个中电压电加热元件中的每一个包括：外金属壳；电阻丝；以及位于所述外金属壳内的介电核心，其中所述介电核心包括：端到端定位的第一系列两个或更多个轴向对准的外管状介电体；以及第二系列两个或更多个轴向对准的内管状介电体，其中：所述内管状介电体在所述外金属壳中端到端定位并且嵌套在所述外管状介电体内；所述内管状介电体限定内部通道，并且所述电阻丝位于所述内部通道内；以及所述内管状介电体相对于所述外管状介电体纵向交错；电流泄漏传感器，被配置为生成指示来自所述一个或多个中电压电加热元件的电流泄漏的信号，其中所述电流泄漏与和所述一个或多个中电压电加热元件接触的湿气的量成比例，以及其中所述信号是流过所述一个或多个中电压电加热元件的电流的向量和；晶闸管，耦合到所述一个或多个中电压电加热元件，其中所述晶闸管被配置为控制所述一个或多个中电压电加热元件的功率水平；以及控制逻辑电路，耦合到所述晶闸管和所述电流泄漏传感器，其中所述控制逻辑电路被配置为基于指示由所述电流泄漏传感器感测到的、来自所述一个或多个中电压电加热元件的所述电流泄漏的所述信号来控制所述一个或多个中电压电加热元件和所述晶闸管，并且其中，在干燥模式中，当由所述电流泄漏传感器检测到的所述电流泄漏与和所述一个或多个中电压电加热元件接触的湿气的不可接受范围成比例时，所述控制逻辑电路将所述一个或多个中电压电加热元件维持在第一功率水平。
在一个实施例中，公开了一种用于干燥电加热元件的方法，该方法包括：由控制逻辑电路在第一功率水平激活一个或多个中电压电加热元件，其中所述一个或多个中电压电加热元件从中电压电源接收电力，所述中电压电源向所述中电压电加热元件提供600至38000伏之间的电压，其中所述一个或多个中电压电加热元件中的每一个包括；外金属壳；电阻丝；以及位于所述外金属壳内的介电核心，其中所述介电核心包括：端到端定位的第一系列两个或更多个轴向对准的外管状介电体；以及第二系列两个或更多个轴向对准的内管状介电体，其中：所述内管状介电体在所述外金属壳中端到端定位并且嵌套在所述外管状介电体内；所述内管状介电体限定内部通道，并且所述电阻丝位于所述内部通道内；以及所述内管状介电体相对于所述外管状介电体纵向交错；由电流泄漏传感器检测所述一个或多个中电压电加热元件的电流泄漏，其中所述电流泄漏与和所述一个或多个中电压电加热元件接触的湿气的量成比例，以及其中所述电流泄漏是流过所述一个或多个中电压电加热元件的电流的向量和；以及由所述控制逻辑电路将所述一个或多个中电压电加热元件维持在所述第一功率水平，其中，当由所述电流泄漏传感器检测到的所述电流泄漏与和所述一个或多个中电压电加热元件接触的湿气的不可接受范围成比例时，所述控制逻辑电路将所述一个或多个中电压电加热元件维持在所述第一功率水平。
附图说明
各种实施例的特征特别地在所附权利要求中阐述。但是，关于组织和操作两者，各种实施例连同其优点可以结合附图通过参考以下附图最好地被理解，其中：
图1示出了电加热组件的一种实施例。
图2示出了图1的电加热组件的分解视图。
图3示出了包括控制逻辑的电加热组件的一种实施例。
图4示出了包括控制逻辑的电加热组件的一种实施例。
具体实施方式
现在将具体地参考几种实施例，包括示出用于提供中电压加热器湿气检测电路的系统和方法的示例实现的实施例。在任何可行的地方，类似或相同的标号可以在附图中被使用并且可以指示类似或相同的功能。仅仅为了说明，附图绘出了所公开的系统和/或使用方法的示例实施例。本领域技术人员从以下描述将容易认识到，在不背离本文所述原理的情况下，本文所说明的结构和方法的备选示例实施例可以被采用。
图1和2示出了电加热元件20的一种实施例。电加热元件20可以包括限定开口的外部外壳22。外部外壳22可以容纳从第一端24延伸到第二端26的介电核心和(一根或多根)电阻丝。在一些实施例中，电加热元件20可以包括双核心28。双核心28一般可以包括圆柱形的外核心30和内核心40。例如，内核心可以至少部分地嵌套在外核心30的中心开口内。在一些实施例中，例如，外核心30可以至少部分地位于外部外壳22内。外核心30和/或内核心40可以完全位于外部外壳22内。例如，外核心30和/或内核心40可以包括电绝缘和/或介电材料。电加热元件20可以包括多层核心，其包括两个或更多个至少部分嵌套的核心，例如，部分嵌套的介电核心。
在一些实施例中，外核心30和/或内核心40可以包括多个核心段。例如，外核心30可以包括多个外核心段32a-32d并且内核心40可以包括多个内核心段42a-42d。在各种实施例中，例如，外核心段32a-32d和/或内核心段42a-42d可以轴向对准，和/或端到端定位，以使得它们一般而言共同延伸外壳22的长度。边界38、48可以位于相邻的外核心段32a-32d和/或内核心段32a-32d的接口处。导电组件60可以位于内核心40内。例如，导电组件60可以包括一个或多个螺旋电阻丝62a、62b和/或一个或多个导体销64a、64b。一个或多个导体销64a、64b可以包括在导体销64a、64b周围布置的绝缘护套66a、66b。电阻丝62a、62b的至少一部分可以是螺旋的并且可以在电流流经电阻丝62a、62b的时候产生热量。例如，第一螺旋电阻丝62a可以通过u形电线62c耦合到第二螺旋电阻丝62b。包括第一通道56a和第二通道56b的终止套管50和/或终止盘70可以位于外部外壳22的任一端。绝缘护套66a、66b可以延伸通过第一通道56a和第二通道56b。关于示例中电压加热元件的更多细节在2013年3月14日提交的标题为“MEDIUM VOLTAGE HEATING ELEMENT ASSEMBLY”的美国专利申请13/802,842中提供，其全部公开内容通过引用被结合于此。
在一些实施例中，可能有必要在操作之前从电加热组件除去湿气。电加热组件中的湿气会对输入电流产生可选电流路径并且会导致电加热组件的故障。由于湿气造成的加热器的事实故障对于600和38000伏之间的中电压应用本质上可能是灾难性的。图3示出了包括湿气检测电路的电加热组件100的一种实施例。电加热组件100可以包括，例如，与关于图1和2讨论的加热元件20类似的电加热元件。电加热组件100可以包括被配置为从电加热元件100内检测和/或消除湿气的一个或多个部件。电加热元件100可被配置为在电加热元件的全面操作之前从电加热元件内消除湿气。
在一些实施例中，电加热组件100可以包括多个电加热元件162a-162d。加热元件162a-162d可以包括，例如，螺旋电阻丝。加热元件可以耦合到开关102。开关102可被配置为将多个加热元件162a-162d连接到电源(未示出)(例如中电压(600-38000伏)电源)和/或从其断开。开关102可以包括，例如，一个或多个单极开关和/或一个或多个多极开关。泄漏传感器104可被配置为检测来自加热元件162a-162d的电流泄漏。泄漏传感器104可以包括多个电流传感器106a-106d，用于检测被加热元件162a-162d汲取的电流。例如，在一种实施例中，电加热组件100可以包括与每个加热元件162a-162d关联的一个或多个电流传感器106a-106d。电流传感器106a-106d可被配置为检测来自每个加热元件162a-162d的、由于与加热元件162a-162d接触的湿气造成的电流泄漏。在一些实施例中，由泄漏传感器104检测到的电流泄漏的量可以与和多个加热元件162a-162d当中每一个接触的湿气的量成比例。
在一些实施例中，电流传感器106a-106d可以包括一个或多个回路。这一个或多个回路可以围绕将加热元件162a-162d连接到开关102的一根或多根电线布置。本领域技术人员将认识到，加热元件162a-162d和开关102可以通过一根或多根电线耦合。电流传感器106a-106d的回路可被配置为检测，例如，流经分别将多个加热元件162a-162d耦合到开关102的一根或多根电线的电流的向量和。例如，如图3中所示，加热元件162a-162d当中每一个可以通过三根电线耦合到开关102(例如，对于三相电力)。电流传感器106a-106d可被配置为检测将加热元件162a-162d连接到开关102的每组三根电线内的电流的向量和。如果在诸如第一加热元件162a的加热元件没有发生电流泄漏，则通过关联的电流传感器106a的电流的向量和将是零。如果在第一加热元件162a发生电流泄漏，则通过关联的电流传感器106a的电流的向量和将是非零值。电流传感器106a-106d可以向泄漏传感器104提供指示通过电流传感器106a-106d的电流的向量和的信号。在一些实施例中，泄漏传感器104和多个电流传感器106a-106d可以包括，例如，接地故障中断传感器、对地泄漏传感器和/或任何其它合适的电流泄漏传感器。在一些实施例中，来自加热元件162a-162d的电流泄漏可以与和加热元件162a-162d接触的湿气的量成比例(或者被假设成比例)。
诸如通过多个电流传感器106a-106d，泄漏传感器104可以检测来自多个加热元件162a-162d的电流泄漏。泄漏传感器104可以向控制逻辑电路108提供指示电流泄漏测量的一个或多个信号。控制逻辑电路108可被配置为诸如通过激活或停用加热元件162a-162d来控制加热组件100的操作。例如，在一些实施例中，控制逻辑电路108可以耦合到被配置为控制加热元件162a-162d的操作的一个或多个接触器(例如，真空接触器)。例如，在一些实施例中，多个主接触器110a-110d和多个次接触器112a-112c可被配置为控制加热元件162a-162d的操作。控制逻辑电路108可被配置为控制主接触器110a-110d当中的一个或多个和/或次接触器112a-112c当中的一个或多个，以激活加热元件162a-162d当中的一个或多个，如以下进一步描述的。
在一些实施例中，控制逻辑电路108可以包括可编程逻辑设备，诸如可编程逻辑阵列(PLA)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)，和/或任何其它类型的可编程逻辑电路和/或它们的组合。在一些实施例中，控制逻辑电路108可以包括存储器单元，诸如随机存取存储器(RAM)单元、闪存存储器单元，和/或任何其它类型的易失性或非易失性存储器，和/或其任意组合。存储器单元可被配置为存储与加热组件100关联的数据，如以下更详细描述的。在一些实施例中，低电压控制电路116可被配置为向控制逻辑电路108和/或泄漏传感器104提供电力。低电压控制电路116可以通过降压变压器118耦合到中电压电源。降压变压器118可被配置为将输入电压从中电压范围降低到适合给控制逻辑电路108和/或泄漏传感器104供电的范围。保险丝120可以耦合到降压变压器118和低电压控制电路116，以便为控制逻辑电路108和/或泄漏传感器104提供浪涌保护。
在一些实施例中，控制逻辑电路108可以耦合到晶闸管114或其它类型的固态半导体双稳态门控开关。晶闸管114可被配置为调节由电源输送到加热元件162a-162d当中一个或多个的电压或功率水平。晶闸管114可以包括，例如，硅控整流器。晶闸管114可被配置为基于从控制逻辑电路108接收到的控制信号控制输送到多个加热元件当中的一个或多个的功率水平，例如，最大功率水平的从0-100％。例如，控制逻辑电路108可被配置为生成用于晶闸管114基于由泄漏传感器104感测到的泄漏电流调节加热元件162a-162d的功率水平的控制信号。例如，在一些实施例中，控制逻辑电路108可以向晶闸管114提供包含4mA至20mA的电流的控制信号，其中4mA对应于零功率水平并且20mA对应于100％功率水平。由晶闸管114提供的功率水平可以随着电流从4mA增加至20mA而线性增加。虽然讨论了4mA至20mA的范围，但是本领域技术人员将认识到，晶闸管114可被配置为用于任何电流范围并且可以包括线性或非线性响应。在一些实施例中，晶闸管114可以额定为与由电源向加热元件162a-162d提供的电压相同或更高的电压。
在一些实施例中，控制逻辑电路108可以配置电加热组件100在干燥模式中或在控制模式中操作。在干燥模式中，控制逻辑电路108可以通过晶闸管114以第一功率水平同时激活多个加热元件162a-162d。例如，来自控制逻辑电路108的控制信号可以控制晶闸管114向加热元件162a-162d提供特定的电压量或功率水平。例如，控制信号可以将晶闸管114设为第一功率水平，该第一功率水平可以是例如可输送到加热元件162a-162d的最大功率的百分比，诸如最大功率的5-10％。通过例如闭合或激活第一主接触器110a和多个次接触器112a-112c，控制逻辑电路108可以在第一功率水平同时激活加热元件162a-162d。通过第一主接触器110a和多个次接触器112a-112c闭合，电流可以在第一功率水平流经晶闸管114、第一主接触器110a、多个次接触器112a-112c当中每一个以及加热元件162a-162d当中每一个。由于用于电源的电流路径对于加热元件162a-162d当中每一个流经晶闸管114，所以加热元件162a-162d被同时设为第一功率水平。
在一些实施例中，控制逻辑电路108可以将加热元件162a-162d维持在干燥模式，直到泄漏传感器104指示加热元件162a-162d当中每一个的电流泄漏低于预定水平。低于预定阈值的电流泄漏可以指示，例如，基本上没有湿气(或足够低的量)与加热元件162a-162d接触。当电流泄漏传感器104指示加热元件162a-162d当中每一个的电流泄漏低于预定阈值时，控制逻辑电路108可以将加热组件100从干燥模式转变为正常操作，或控制模式。通过例如在第二功率水平激活加热元件162a-162d，控制逻辑电路108可以将加热组件100从干燥模式转变为正常操作模式。例如，控制逻辑电路108可以闭合多个主接触器110a-110d、打开和/或闭合多个次接触器112a-112c，和/或将晶闸管114设为第二功率水平(例如，对于加热组件100的应用的期望功率水平)。
例如，在一些实施例中，在控制模式中，取决于加热组件100的应用，第二功率水平可以包括最大功率的100％或者可以小于加热组件100的最大输出的100％。例如，通过单独激活或停用加热元件162a-162d当中一个或多个，控制逻辑电路108可以在小于100％的第二功率水平操作加热组件100。通过例如打开多个主接触器110a-110d当中一个或多个和/或多个次接触器112a-112c当中一个或多个，控制逻辑电路108可以激活和/或停用加热元件162a-162d当中的一个或多个。作为另一个例子，通过闭合第一主接触器110a和多个次接触器112a-112c并且控制由晶闸管114向加热元件162a-162d提供的功率水平，控制逻辑电路108可以在小于100％的功率水平操作加热组件100。控制逻辑电路108可以调节到晶闸管114的控制信号，以更改输送到加热元件162a-162d的功率水平。
在一些实施例中，控制逻辑电路108可以存储用于加热组件100的历史电流泄漏数据。例如，控制逻辑电路108可以监视在诸如加热组件100的操作期之类的预定时间段，由泄漏传感器104检测到的电流泄漏。控制逻辑电路108可以周期性地存储由泄漏传感器104检测到的电流泄漏。控制逻辑电路108可以在例如计算机可读存储介质中存储电流泄漏数据。计算机可读存储介质可以与控制逻辑电路108集成、可以从控制逻辑电路108移除或者可以远离控制逻辑电路108定位。控制逻辑电路108可以存储关于加热组件100的、可能与所存储的电流泄漏数据关联的附加数据。例如，控制逻辑电路108可以存储指示如下状态的数据：加热元件162a-162d当中哪些处于活动和/或产生电流泄漏、处于活动的加热元件162a-162d的功率水平和/或当电流泄漏被记录时电加热组件100的模式，诸如干燥模式或控制模式。
在一些实施例中，控制逻辑电路108可以将加热组件100配置为处于作为启动模式的干燥模式并且当泄漏传感器104指示加热元件162a-162d的电流泄漏低于预定阈值时可以转变到控制模式。例如，当开关102闭合时，控制逻辑电路108可以将加热组件100配置为处于干燥模式。例如，通过向晶闸管114提供控制信号以便将晶闸管114设置为诸如最大功率的5-10％之类的预定功率水平，并且闭合第一主接触器110a和多个第二接触器112a-112c，控制逻辑电路108可以在第一功率水平激活加热元件162a-162d。控制逻辑电路108可以监视由泄漏传感器104检测到的电流泄漏。控制逻辑电路108可以将多个加热元件162a-162d维持在干燥模式，直到泄漏传感器104指示电流泄漏低于预定阈值。当由泄漏传感器104检测到的电流泄漏低于预定阈值时，控制逻辑电路108可以将加热组件100从干燥模式转变成控制模式。通过闭合主接触器110a-110d当中一个或多个，控制逻辑电路108可以激活加热元件162a-162d当中一个或多个。控制逻辑电路108可以继续监视由泄漏传感器104检测到的电流泄漏并且如果泄漏传感器104检测到的电流泄漏超过预定阈值就转变回干燥模式。
图4示出了加热元件200的一种实施例。加热元件200类似于加热组件100。加热元件200可以包括耦合到开关202的多个加热元件262a-262d。加热元件262a-262d可以包括，例如，螺旋电阻丝，诸如在图1和2中所示的螺旋电阻丝。泄漏传感器204和多个电流传感器206a-206d可被配置为检测由于与加热元件262a-262d接触的湿气造成的电流泄漏。控制逻辑电路208可以耦合到泄漏传感器204并且可被配置为控制加热元件262a-262d和/或晶闸管214。
在一些实施例中，控制逻辑电路208可被配置为例如通过控制多个主接触器210a-210d和多个次接触器212a-212d，来控制多个加热元件262a-262d。控制逻辑电路208可以激活主接触器210a-210d和/或次接触器212a-212d当中一个或多个，以激活加热元件262a-262d当中一个或多个。控制逻辑电路208可以耦合到晶闸管214，其中晶闸管214被配置为控制输送到加热元件262a-262d当中一个或多个的功率水平。晶闸管214可以类似于关于图3讨论的晶闸管114并且可以由来自控制逻辑电路208的可变控制信号控制。晶闸管214可被配置为，例如，以线性方式从由电源输送的最大功率的0-100％控制加热元件262a-262d的功率水平。
在一些实施例中，控制逻辑电路208可以将加热元件200配置为处于启动或干燥模式。干燥模式可以包括，例如，在预定的功率水平顺序激活多个加热元件262a-262d当中的每一个。控制逻辑电路208可以将每个被顺序激活的加热元件262a-262d维持在预定的功率水平，直到泄漏传感器204指示处于活动的加热元件的电流泄漏低于预定阈值。由泄漏传感器204检测到的电流泄漏可以与和加热元件262a-262d接触的湿气的量成比例。低于预定阈值的电流泄漏可以指示和处于活动的加热元件接触的湿气水平在可接受的范围内。例如，预定阈值可以指示基本上没有湿气和被激活的加热元件接触。通过例如为多个主接触器210a-210d和多个次接触器212a-212d生成一系列控制信号，控制逻辑电路208可以顺序激活加热元件262a-262d。在一些实施例中，预定的功率水平可以包括用于干燥处于活动的加热元件的任何合适功率水平，诸如由电源提供的最大功率的100％。
例如，在一种实施例中，控制逻辑电路208可以向晶闸管214发送控制信号，以便将输送到加热元件262a-262d的功率水平设置在预定的功率水平，诸如由电源提供的最大功率的100％。控制逻辑电路208可以激活第一主接触器210a和第一次接触器212a，以激活第一加热元件262a。控制逻辑电路208可以监视来自第一加热元件262a的电流泄漏(如由泄漏传感器204和第一电流传感器206a检测到的)。控制逻辑电路208可以将处于活动状态的第一加热元件262a维持在预定的功率水平，直到泄漏传感器204检测到来自第一加热元件262a的电流泄漏低于预定阈值。低于预定阈值的电流泄漏可以指示基本上没有湿气与第一加热元件262a接触。
当泄漏传感器204检测到第一加热元件262a的电流泄漏低于预定阈值时，控制逻辑电路208可以例如通过打开第一主接触器210a和第一次接触器212a来停用第一加热元件262a。例如，通过闭合第二主接触器210b和第二次接触器212b，控制逻辑电路208可以顺序激活第二加热元件262b。控制逻辑电路208可以在预定的功率水平将第二加热元件262b维持在活动状态，直到泄漏传感器204指示来自第二加热元件262b的电流泄漏低于预定阈值。当泄漏传感器204指示来自第二加热元件262b的电流泄漏低于预定阈值时，例如，通过打开第二主接触器210b和第二次接触器212b，控制逻辑电路208可以停用第二加热元件262b。
控制逻辑电路208可以顺序激活第三加热元件262c。例如，通过闭合第三主接触器210c和第三次接触器212c，控制逻辑电路208可以激活第三加热元件262c。控制逻辑电路208可以在预定的功率水平将第三加热元件262c维持在活动状态，直到泄漏传感器204指示来自第三加热元件262c的电流泄漏低于预定阈值。一旦泄漏传感器204指示来自第三加热元件262c的电流泄漏低于预定阈值，例如，通过打开第三主接触器210c和第三次接触器212c，控制逻辑电路208就可以停用第三加热元件262c。
控制逻辑电路208可以顺序激活第四加热元件262d。例如，通过闭合第四主接触器210d和第四次接触器212d，控制逻辑电路208可以激活第四加热元件262d。控制逻辑电路208可以在预定的功率水平将第四加热元件262d维持在活动状态，直到泄漏传感器204指示来自第四加热元件262d的电流泄漏低于预定阈值。一旦泄漏传感器204指示来自第四加热元件262d的电流泄漏低于预定阈值，例如，通过打开第四主接触器210d和第四次接触器212d，控制逻辑电路208就可以停用第四加热元件262d。
在一些实施例中，控制逻辑电路208可以将加热元件200从干燥模式转变成控制模式。当泄漏传感器204指示来自加热元件262a-262d当中每一个的电流泄漏都低于预定阈值时，控制逻辑电路208可以将加热元件转变成控制模式。在控制模式中，控制逻辑电路208可以基于例如以一个或多个输入为基础的预编程的加热例行程序和/或实时加热例行程序来控制加热元件262a-262d当中的一个或多个的操作。例如，在一种实施例中，加热元件200可以被设置为50％输出。控制逻辑电路208可以激活第一加热元件262a和第二加热元件262b，以便从加热元件200提供50％输出。例如，通过闭合第一主接触器210a和第二主接触器210b以及第一次接触器212a和第二次接触器212b，控制逻辑电路208可以激活第一加热元件262a和第二加热元件262b。在一些实施例中，控制逻辑电路208可以通过经由晶闸管214控制加热元件262a-262d的功率水平来控制加热元件200的输出。例如，在一种实施例中，加热元件200可以被控制逻辑电路208设置为50％输出。例如，通过闭合多个主接触器210a-210d和多个次接触器212a-212d，控制逻辑电路208可以激活加热元件262a-262d的全部。例如，通过向晶闸管214提供控制信号，控制逻辑电路208可以将晶闸管214设置为50％功率水平。
在一些实施例中，控制逻辑电路208可被配置为存储用于加热元件200的历史电流泄漏。例如，控制逻辑电路208可以在诸如加热元件200的操作期之类的预定的时间段，监视由泄漏传感器204检测到的电流泄漏。控制逻辑电路208可以周期性地存储由泄漏传感器204检测到的电流泄漏。控制逻辑电路208可以在例如计算机可读存储介质中存储电流泄漏数据。计算机可读存储介质可以与控制逻辑电路208一体化、可以从控制逻辑电路208移除或者可以远离控制逻辑电路208定位。控制逻辑电路208还可以存储与所存储的电流泄漏数据关联的加热组件的操作状态。
联系本文所公开的实施例描述的各种功能元件、逻辑方框、模块和电路元件的功能可以在计算机可执行指令的一般语境下实现，诸如由处理单元执行的软件、控制模块、逻辑和/或逻辑模块。一般而言，软件、控制模块、逻辑和/或逻辑模块包括被布置为执行特定操作的任何软件元件。软件、控制模块、逻辑和/或逻辑模块可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例行程序、程序、对象、部件、数据结构等。软件、控制模块、逻辑和/或逻辑模块和技术的实现可以存储在某种形式的计算机可读介质中和/或穿过某种形式的计算机可读介质发送。在这方面，计算机可读介质可以是可用于存储信息并且可被计算设备访问的任何可用介质或媒介。一些实施例还可以在分布式计算环境中实践，其中由一个或多个通过通信网络链接的远程处理设备执行操作。在分布式计算环境中，软件、控制模块、逻辑和/或逻辑模块可以既位于本地又位于远程计算机存储介质中，其中存储介质包括存储器存储设备。
此外，应当认识到，本文所述的实施例说明了示例实现，并且功能元件、逻辑方框、模块和电路元件可以以各种其它与所述实施例一致的途径实现。此外，由这种功能元件、逻辑方框、模块和电路元件执行的操作对于给定的实现可以被组合和/或分离或者可以被更大数量或更少数量的部件或模块执行。如对本领域技术人员将显然的，在阅读本公开内容基础上，在不背离本公开内容的范围的情况下，本文所描述和说明的每种独立实施例都具有可以容易地与任何其它几个方面的特征分离或组合的分立部件和特征。任何所述方法都可以按所述事件的次序或者以逻辑上可能的任何其它次序执行。
值得指出的是，对“一种实施例”或“实施例”的任何引用都意味着联系该实施例描述的特定特征、结构或特点包括在至少一种实施例中。短语“在一种实施例中”或者“在一方面”在本说明书中的出现不一定全都指相同的实施例。
除非专门另外声明，否则可以认识到，诸如“处理”、“计算”、“确定”等术语指计算机或计算系统或者类似电子计算设备的动作和/或处理，其中类似的电子计算设备诸如通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或其它可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件或者其任意组合，这些设备被设计为执行本文所述的将寄存器和/或存储器内表示为物理量(例如，电子)的数据操纵和/或变换为存储器、寄存器或其它此类信息存储、传输或显示设备内类似地表示为物理量的其它数据的功能。
值得指出的是，一些实施例可以利用措辞“耦合”和“连接”连同其派生词来描述。这些术语不是要作为彼此的同义词。例如，一些实施例可以利用术语“连接到”和/或“耦合到”来描述，以指示两个或更多个元件彼此直接物理或电接触。但是，术语“耦合”还可以指两个或更多个元件不彼此直接接触，但是仍然共同操作或者彼此交互。关于软件元件，例如，术语“耦合”可以指接口、消息接口、应用编程接口(API)、交换消息，等等。
在一般意义上，本领域技术人员将认识到，本文所述的可以被广泛的硬件、软件、固件或其任意组合单独和/或共同实现的各方面可以被看作由各种类型“电气电路”组成。因此，如在本文所使用的，“电气电路”包括，但不限于，具有至少一个离散电气电路的电气电路、具有至少一个集成电路的电气电路、具有至少一个专用集成电路的电气电路、形成由计算机程序配置的通用计算设备(例如，由计算机程序配置的至少部分地执行本文所述过程和/或设备的通用计算机，或者由计算机程序配置的至少部分地执行本文所述过程和/或设备的微处理器)的电气电路、形成存储器设备(例如，随机存取存储器的形式)的电气电路和/或形成通信设备(例如，调制解调器、通信开关或者光电装置)的电气电路。本领域技术人员将认识到，本文所述的主题可以以模拟或数字方式或者其某种组合实现。
以上具体描述已经经由框图、流程图和/或例子的使用阐述了设备和/或过程的各种实施例。就这种框图、流程图和/或例子包含一个或多个功能和/或操作而言，本领域技术人员将理解，这种框图、流程图或例子内的每个功能和/或操作可以通过广泛的硬件、软件、固件或其基本上任意组合单独和/或共同实现。在一种实施例中，本文所述的主题的几个部分可以经由专用集成电路ASIC、FPGA、DSP或其它集成格式来实现。但是，本领域技术人员将认识到，本文公开的实施例的一些方面整体地或部分地可以等效地在集成电路中实现，作为在一个或多个计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，作为在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序)、作为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，作为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)、作为固件或者作为基本上其任意组合，并且依据本公开内容，设计电路和/或编写用于软件和/或固件的代码将在本领域技术人员的技术范围之内。
本领域技术人员将认识到，为了概念的清晰，本文描述的部件(例如，操作)、设备、对象以及伴随其的讨论被用作例子，并且各种配置修改是预期的。因此，如在本文所使用的，所阐述的具体例子和伴随的讨论是要作为其更一般的类的代表。一般而言，任何具体例子的使用是要代表作为其类的代表，并且具体部件(例如，操作)、设备和对象的未包括不应当认为是限制的。
关于本文基本上任何复数和/或单数术语的使用，在对上下文和/或应用适当的情况下，本领域技术人员可以从复数变换成单数和/或从单数变换成复数。为了清晰，各种单数/复数置换在本文没有明确阐述。
本文所述的主题有时说明了包含在不同的其它部件内、或者与其连接的不同部件。应当理解，这样绘出的体系架构仅仅是示例性的，并且实际上许多其它实现相同功能的体系架构都可以被实现。在概念意义上，实现相同功能的部件的任何布置都有效地“关联”，以使得实现期望的功能。由此，本文被组合以便实现特定功能的任何两个部件都可以被看作彼此“关联”，以使得实现期望的功能，而不考虑体系架构或中间部件。同样，这样关联的任何两个部件也都可以被看作彼此“操作连接”或“操作耦合”，以实现期望的功能，并且能够这样关联的任何两个部件也都可以被看作彼此“可操作耦合”，以实现期望的功能。可操作耦合的具体例子包括但不限于可物理配对和/或物理交互部件，和/或可无线交互，和/或无线交互部件，和/或逻辑交互和/或可逻辑交互部件。
在一些情况下，一个或多个部件在本文可以被称为“被配置为”、“可配置为”、“可操作/操作为”、“适于/可适于”、“能够”、“可符合/符合”等等。本领域技术人员将认识到，“被配置为”可以一般地涵盖活动状态部件和/或非活动状态部件和/或备用状态部件，除非上下文另外需要。
虽然本文所述本主题的特定方面已经被示出并描述，但是对本领域技术人员将很显然，基于本文的示教，在不背离本文所述主题及其更广方面的情况下，可以进行改变和修改，并且因此，所附权利要求应当涵盖在其范围内所有此类改变和修改，就像在本文所述主题的真正精神和范围内一样。本领域技术人员将理解，一般而言，本文所使用的术语，并且尤其是在所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中，一般是要作为“开放式”术语(例如，术语“包括”应当被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应当被解释为“具有至少”，术语“包括”应当被解释为“包括但不限于”，等等)。本领域技术人员还将理解，如果预期具体数量的所引入权利要求陈述，则这种意图将在权利要求中明确地陈述，并且，在没有这种陈述的情况下，就不存在这种意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求可以包括引导性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用，以引入权利要求陈述。但是，即使在同一个权利要求包括引导性短语“至少一个”和“一个或多个”和诸如“一个”或“一”的不定冠词时(例如，“一个”或“一”通常应当被解释为指“至少一个”和“一个或多个”)，这种短语的使用也不应当被认为暗示由不定冠词“一个”或“一”对权利要求陈述的引入将包含这种被引入的权利要求陈述的任何特定权利要求限制到只包含一个这种陈述的权利要求；对于被用来引入权利要求陈述的定冠词的使用，这同样成立。
此外，即使明确地陈述了具体数量的被引入权利要求陈述，本领域技术人员也将认识到，这种陈述通常应当被解释为指至少所陈述的数量(例如，没有其它修饰语的仅“两个陈述”的陈述通常指至少两个陈述，或者两个或更多个陈述)。此外，在其中使用类似于“A、B和C等等当中至少一个”的约定的那些情况下，一般而言，这种构造是预期在本领域技术人员将理解该约定的意义上(例如，“具有A、B和C当中至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C和/或具有A、B和C等等的系统)。在其中使用类似于“A、B或C等等当中至少一个”的约定的那些情况下，一般而言，这种构造是预期在本领域技术人员将理解该约定的意义上(例如，“具有A、B或C当中至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C和/或具有A、B和C等等的系统)。本领域技术人员还将理解，不管是在说明书、权利要求还是附图中，通常给出两个或更多个备选术语的转折(disjunctive)词和/或短语都应当被理解为预期包括术语当中一个、术语当中任意一个或者两个术语都包括的可能性，除非上下文另有指示。例如，短语“A或B”通常将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
关于所附权利要求，本领域技术人员将认识到，其中所陈述的操作一般可以以任何次序执行。而且，虽然各种操作流是按顺序给出的，但是应当认识到，各种操作可以按与所说明的次序不同的次序执行，或者可以并发执行。这种备选排序的例子可以包括重叠、交织、中断、重新排序、递增、预备、补充、同时、颠倒或者其它变化排序，除非上下文另有指示。此外，像“响应于”、“关于”或者其它过去时态形容词的术语一般不是要排除这种变体，除非上下文另有指示。
虽然各种实施例已经在本文进行了描述，但是对那些实施例的多种修改、变化、替换、改变和等效物都可以被实现并且是本领域技术人员可以想到的。而且，当对某些部件公开材料时，其它材料也可以被使用。因此，应当理解，前面的描述和所附权利要求是要覆盖属于所公开实施例范围内的所有此类修改和变体。以下权利要求是要覆盖所有此类修改和变化。
总而言之，已经描述了从采用本文所述概念得到的各种好处。前面对一种或多种实施例的描述的给出是为了说明和描述。它不是详尽的或者要限定到所公开的精确形式。根据以上示教，修改或变化是可能的。这一种或多种实施例被选择和描述是为了说明原理和实践应用，由此使本领域普通技术人员能够利用各种实施例并且预期了具有适于特定用途的各种修改。在此提交的权利要求意在定义整个范围。

Claims (16)

1.一种电加热组件，包括：
一个或多个中电压电加热元件，被配置为从中电压电源接收电力，所述中电压电源向所述中电压电加热元件提供600至38000伏之间的电压，其中所述一个或多个中电压电加热元件中的每一个包括：
外金属壳；
电阻丝；以及
位于所述外金属壳内的介电核心，其中所述介电核心包括：
端到端定位的第一系列两个或更多个轴向对准的外管状介电体；以及
第二系列两个或更多个轴向对准的内管状介电体，其中：
所述内管状介电体在所述外金属壳中端到端定位并且嵌套在所述外管状介电体内；
所述内管状介电体限定内部通道，并且所述电阻丝位于所述内部通道内；以及
所述内管状介电体相对于所述外管状介电体纵向交错；
电流泄漏传感器，被配置为生成指示来自所述一个或多个中电压电加热元件的电流泄漏的信号，其中所述电流泄漏与和所述一个或多个中电压电加热元件接触的湿气的量成比例，以及其中所述信号是流过所述一个或多个中电压电加热元件的电流的向量和；
晶闸管，耦合到所述一个或多个中电压电加热元件，其中所述晶闸管被配置为控制所述一个或多个中电压电加热元件的功率水平；以及
控制逻辑电路，耦合到所述晶闸管和所述电流泄漏传感器，其中所述控制逻辑电路被配置为基于指示由所述电流泄漏传感器感测到的、来自所述一个或多个中电压电加热元件的所述电流泄漏的所述信号来控制所述一个或多个中电压电加热元件和所述晶闸管，并且其中，在干燥模式中，当由所述电流泄漏传感器检测到的所述电流泄漏与和所 述一个或多个中电压电加热元件接触的湿气的不可接受范围成比例时，所述控制逻辑电路将所述一个或多个中电压电加热元件维持在第一功率水平。
2.如权利要求1所述的电加热组件，其中，当指示所述电流泄漏的所述信号低于预定阈值时，所述控制逻辑电路在控制模式中操作所述一个或多个中电压电加热元件。
3.如权利要求2所述的电加热组件，其中所述干燥模式包括所述控制逻辑电路在所述第一功率水平同时操作所述一个或多个中电压电加热元件。
4.如权利要求3所述的电加热组件，其中所述第一功率水平包括所述电加热组件的最大功率水平的5-10％。
5.如权利要求2所述的电加热组件，其中，在所述干燥模式中，所述控制逻辑在所述第一功率水平顺序地操作所述一个或多个中电压电加热元件。
6.如权利要求5所述的电加热组件，其中所述第一功率水平包括所述电加热组件的最大功率水平的100％。
7.如权利要求1至6当中任何一项所述的电加热组件，其中所述晶闸管包括硅控整流器。
8.如权利要求2至6当中任何一项所述的电加热组件，其中所述一个或多个中电压电加热元件包括多个中电压电加热元件；以及
所述电加热组件进一步包括：
多个主接触器，其中所述主接触器中的每一个耦合到所述一 个或多个中电压电加热元件中的一个；以及
多个次接触器，其中所述次接触器中的每一个耦合到所述一个或多个中电压电加热元件中的一个。
9.如权利要求8所述的电加热组件，其中所述控制逻辑电路闭合所述多个次接触器和所述多个主接触器当中的至少一个，以激活所述干燥模式。
10.如权利要求8所述的电加热组件，其中所述控制逻辑电路闭合所述多个主接触器之一和所述多个次接触器之一，以便对于所述一个或多个中电压电加热元件之一激活所述干燥模式。
11.一种用于干燥电加热元件的方法，该方法包括：
由控制逻辑电路在第一功率水平激活一个或多个中电压电加热元件，其中所述一个或多个中电压电加热元件从中电压电源接收电力，所述中电压电源向所述中电压电加热元件提供600至38000伏之间的电压，其中所述一个或多个中电压电加热元件中的每一个包括；
外金属壳；
电阻丝；以及
位于所述外金属壳内的介电核心，其中所述介电核心包括：
端到端定位的第一系列两个或更多个轴向对准的外管状介电体；以及
第二系列两个或更多个轴向对准的内管状介电体，其中：
所述内管状介电体在所述外金属壳中端到端定位并且嵌套在所述外管状介电体内；
所述内管状介电体限定内部通道，并且所述电阻丝位于所述内部通道内；以及
所述内管状介电体相对于所述外管状介电体纵向交错；
由电流泄漏传感器检测所述一个或多个中电压电加热元件的电流 泄漏，其中所述电流泄漏与和所述一个或多个中电压电加热元件接触的湿气的量成比例，以及其中所述电流泄漏是流过所述一个或多个中电压电加热元件的电流的向量和；以及
由所述控制逻辑电路将所述一个或多个中电压电加热元件维持在所述第一功率水平，其中，当由所述电流泄漏传感器检测到的所述电流泄漏与和所述一个或多个中电压电加热元件接触的湿气的不可接受范围成比例时，所述控制逻辑电路将所述一个或多个中电压电加热元件维持在所述第一功率水平。
12.如权利要求11所述的方法，其中激活所述一个或多个中电压电加热元件包括由所述控制逻辑电路在所述第一功率水平同时激活所述一个或多个中电压电加热元件。
13.如权利要求11所述的方法，其中激活所述一个或多个中电压电加热元件包括，响应于由所述电流泄漏传感器检测到的所述电流泄漏，由所述控制逻辑电路在所述第一功率水平顺序地激活所述一个或多个中电压电加热元件。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述第一功率水平包括所述一个或多个中电压电加热元件的最大功率水平的100％。
15.如权利要求11至14当中任何一项所述的方法，其中在所述第一功率水平激活和维持所述一个或多个中电压电加热元件包括：由所述控制逻辑电路控制连接到所述一个或多个中电压电加热元件的多个第一接触器和多个第二接触器。
16.如权利要求15所述的方法，其中激活所述一个或多个中电压电加热元件包括：由所述控制逻辑电路激活所述多个第一接触器当中至少一个和所述多个第二接触器当中至少一个，以便激活所述一个或多个中电压电加热元件之一。
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