CN109073694A - 报警触发电源断开的装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文描述了一种系统，包括一种激活电路，该激活电路配置为产生指示报警条件的信号。剩余电流器件触发电路与激活电路和剩余电流器件耦合。剩余电流装置触发电路配置为提供模拟漏地电流条件，在接收到报警条件指示信号时触发剩余电流装置。

Description

报警触发电源断开的装置、系统和方法

技术领域

本发明涉及一种报警触发电源断开的装置、系统和方法，特别是通过触发剩余电流装置而断开电源的电源。

背景技术

许多火灾是由电气设备引起的，要么是由于故障，要么是由于定位不当或使用不当。例如，与电加热器或电熨斗接触或接近的物品可能过热而起火。同样，无人看管的厨房电器，如烤箱或炉子，也是家庭火灾的重要原因。

烟雾或火灾探测器以在火灾发生时发出警报或激活灭火系统(如喷头系统)或至少是烟雾等早期指示物而闻名。然而，在许多情况下，电器设备的持续操作导致了火灾的实际发生——甚至在探测器启动之后。即使在有人意识到警报的情况下，他们也可能没有头脑(或对潜在问题的理解)来断开设备的电源。

最终对该装置的损坏可能导致电路短路，从而触发电源电源中的电路保护装置，如保险丝，但在该阶段，火灾可能会自我维持，并在断电后继续增长。

在其他情况下，也可能需要将设备或子电路上的设备从电源供应断开——例如防盗报警，为了减少电力消耗，或在空间未被占用的情况下减少因设备故障而引起的火灾。

本发明的目的是解决上述问题，或至少为公众提供一个有用的选择。

本发明的进一步的方面和优势将从随后的描述中变得明显，这只是通过例子。

发明内容

根据本发明的示例性实施例，提供了一种装置，包括:

一种激活电路，配置为产生指示报警条件的信号；

与激活电路和剩余电流装置(RCD)耦合的RCD触发电路，配置为提供模拟的漏地电流条件，以在收到报警条件指示的信号时触发RCD。

根据本发明的示例性实施例，提供了一种装置，包括:

一种RCD触发电路，配置为与一激活电路耦合，以产生指示报警条件的信号，以及一种剩余电流装置(RCD)，

其中，RCD触发电路配置为提供模拟的漏地电流条件，在接收到报警条件指示信号时触发RCD。

根据本披露书的一个示例性实施例，提供了一个系统，包括:

剩余电流装置(RCD)；

一种激活电路，配置为产生指示报警条件的信号；和

与激活电路和RCD耦合的RCD触发电路，配置为提供模拟的漏地电流条件，在接收到报警条件指示信号时触发RCD。

漏电电流是指电路中载流导体(通常称为火线和零线，下文将简称)与接地之间不需要的电流。一个或多个剩余电流装置(RCDs)可以连接在建筑物的电源和子电路之间，配置为在导体之间电流不平衡时断开电路，即检测漏电流。通过使用RCD触发电路模拟报警情况下的漏电情况，可以有选择地触发RCD，使与RCD相关的一个或多个子电路断电。

在一个示例性实施例中，设想RCD可以是一个剩余电流断路器(RCCB)。据设想，在许多装置中，可在建筑电路内分别向RCD提供过载保护。因此，相对于包括过载保护的RCD类型，RCCB可能是首选，例如带有过流保护的残余电流断路器(RCBO)。

在一个示例性实施例中，RCD触发器电路可包括一个开关装置，该开关装置配置为提供带电与接地之间模拟漏电电流的连接。在一个示例性实施例中，设想开关装置可以是固态继电器。固态继电器耗电非常少，因此可以由激活电路触发而不影响其工作。更特别的是，低电流牵引降低了对压电式蜂鸣器等报警装置操作的干扰可能性。然而，值得注意的是，其他开关设备(例如，机电继电器)可用于示例性实施例中，特别是在激活电路产生的信号可以传递到更重的负载而不影响激活电路的运行的情况下。

所述激活电路可能是具有希望从电源供应断开子电路的功能的任何适当装置的激活电路。例如，激活电路可能是一个安全装置——例如运动探测器、光电光束感应器、玻璃破裂探测器——或者用户激活的断开电路。在示例性实施例中，用户激活的断开电路可能包括手动驱动的开关设备，如按钮或拨动开关，激活该开关会导致报警条件信号的产生。在一个示例性实施例中，用户激活的断开电路可能包括一个通信设备，该通信设备配置为接收来自用户的远程发送的信号，接收到的信号导致报警条件信号的生成。

在示例性实施例中，可以提供多个激活电路。例如，除了具有传感器的激活电路之外，还可以提供用户激活的断开电路，该传感器配置为生成指示报警条件的信号。

在示例性实施例中，该装置可在计算设备(例如，个人计算机或服务器)的电源和电源之间提供。设想在这种实施例中，该装置可包括RCD。模范化身的装置可能会作为一个离散的组件提供的计算设备——例如,在removeable连接器装置和电源,设备和电源——然而也设想装置可以被集成到电源或电源的接口。该计算设备可配置为操作自动入侵检测软件工具，并通过输出检测入侵事件的信号作为激活电路，提供入侵预防功能。需要注意的是，可以使用各种技术从计算设备传递激活信号。例如，计算设备的端口，例如USB端口，可以连接到设备，以及通过端口传递的信号。在示例性实施例中，该设备可包括无线信号接收器，并接收指示检测从该计算设备无线传输的入侵事件的信号。在接收到信号后，RCD触发电路提供模拟的漏地电流条件，触发RCD，断开电源，挫败入侵事件。

而，预计本发明的示例性实施例可能特别适用于火灾探测。因此，为了便于理解，本文将激活电路描述为火灾探测器电路。火灾探测器电路可以是配置为对一个或多个燃烧、热、烟、火焰或气体指示器作出响应的任何适当电路。例如，这种探测器电路可能对温度、烟雾或气体成分(例如一氧化碳)有反应。

在示例性实施例中，火灾探测器电路可包括报警装置，报警装置的激活提供报警条件的信号。例如，压电式蜂鸣器在烟雾报警器的艺术中是众所周知的，它可以提供声音报警。传递给蜂鸣器的直流信号可以用来触发模拟的漏电流开关装置(例如固态继电器)。值得注意的是，在示例性实施例中，触发器电路可以由专用输出提供。

在示例性实施例中，可将RCD触发电路配置为提供大约15mA到150mA的模拟漏地电流。在一个示例性实施例中，模拟的漏电电流大约在30mA到100mA之间。应该感激,RCD触发电路可以配置为提供任何模拟漏电电流足以RCD去它连接——然而,设想的是大约30mA到100mA的范围可能会允许更大的灵活性选择延迟计时器线圈电阻的值,或在故障保护电路的示例性实施例中(将在下文进一步描述)减少电源对定时器的电压降，以便将电压维持在足以进行定时器操作的水平。

在一个示例性实施例中，该电路可包括一个电压限制电路，该电路配置为将连接到RCD上的一个或多个子电路上的电压限制在一个预先确定的电平上，该电平在RCD触发电路时对人接触是安全的。值得注意的是，虽然实际值可以用适用的标准来定义，但是可以设想，电压限制电路可以配置为将电压限制在50Vac以下，例如小于25Vac。

在示例性实施例中，电压限制电路可包括零线和地线之间的第二电阻，与RCD触发电路的电阻形成分压器网络，在RCD触发电路被激活时提供所需的安全电压。在一个示例性实施例中，电压限制电路可包括由火灾探测器电路触发的开关装置，用于选择性地将第二电阻切换到分压器，例如连接在火灾探测器电路的蜂鸣器上的固态继电器。在与地线连接的正常情况下，由于第二电阻的作用，模拟的漏电电流将流向地线，而不是零线，即人受到冲击的风险很低。当接地发生故障时，接地漏电电流通过第二电阻返回零线，产生安全电压。在示例性实施例中，可以选择第二电阻，使安全电压大约或小于以下所述故障保护电路的定时器的电压供应的可容忍偏差的值。

在示例性实施例中，该电路可包括故障保护电路。在示例性实施例中，故障保护电路可能包括一个定时器，用于在RCD未跳闸的情况下断开RCD触发器电路。在示例性实施例中，定时器可配置为在接地导体故障时断开RCD触发器电路——即无法与接地连接。虽然设想包括限压电路在内的示例性实施例可能会降低在模拟地球泄漏条件下遭受有害冲击的可能性，但在预定时间后断开RCD触发电路可能会进一步降低这种可能性。在示例性实施例中，故障保护电路可包括一个或多个开关设备，由配置为关闭一个或多个(RCD触发器电路和电压限制电路)的定时器控制。

在示例性实施例中，计时器可配置为在RCD的最大中断时间发生后断开RCD触发器电路。应该感激,这个最大的休息时间可能依赖于地方性法规或标准,例如监管24(3)(a)(i)的电力(安全)规章2010认为RCD不安全如果不中断当前在300毫秒内所有生活导体通过其额定剩余电流。在示例性实施例中，可以提供额外的缓冲时间，使RCD有机会跳闸，以降低火灾风险——例如，总共大约400毫秒到1000毫秒。在火灾探测电路中，报警装置通常在大约1到2秒的时间内发出脉冲，这种延迟可能会给RCD提供足够的时间在报警信号持续时间内进行跳闸。

在示例性实施例中，故障保护电路可包括故障指示装置，例如，在RCD未跳闸或接地导线故障时触发的指示灯。据设想，故障保护电路可能包括用户输入设备，例如用户激活开关或按钮，以复位故障指示设备。

在一个示例性实施例中，该装置可包括一个单相三极插头，该三极插头配置为将该装置连接到建筑物的子电路，从而连接到RCD。值得注意的是，这并不是有意要限制，而且仪器可能被硬连接到建筑物的一个子电路。

在示例性实施例中，该装置可包括用于火灾探测器电路的电源电路。由于该设备需要连接到建筑物的子电路才能运行，所以供电电路利用该连接提供比火灾探测器通常可用的更可靠的电源。许多火灾探测器依靠电池工作，因此，如果这些电池没有被监测和更换，就很容易无法正常工作。在示例性实施例中，供电电路可包括电力存储设备(例如，可充电电池)，用于在RCD跳闸后或在其他停电条件下为火灾探测器电路供电。

从下面的描述和附图中可以看出以上和其他特征。

附图说明

图纸的详细说明为附图，附图中:

图1说明了用于本发明的示例性实施例的电源配电板；

图2是配电板剩余电流装置脱扣示范性系统示意图；

图3为示范性系统的电路图；

图4为系统与连接到配电板的子电路的连接方式；

图5A是一个示范性系统示意图，用于在检测到入侵企图时保护计算设备

图5B是计算装置保护示范性系统的电路图。

具体实施方式

图1展示了一个典型的配电板排列100，有一个双极微型断路器(DP-MCB)102连接到一个火线104和一个零线106从电力服务接收。的模范体现了DP-MCB 102被连接到一个漏电保护器(RCD)剩余电流断路器的形式(RCCB)108，依次从一个输出连接到一个火线汇流排110分裂的多数单极微型断路器(SP-MCBs)112个,输出的SP-MCBs 112n的提供居住在次电流导体114n的相关建筑的配电板100。RCCB 108的另一个输出连接到一个零线链路116，输出在子电路中提供零线118a-n。一个地线120连接到一个地线链接122，输出提供地线导体124a-n在子电路。需要注意的是，所描述的排列是为了说明目的，不打算局限于所有实施例。例如，RCCB 108可能安装在一个或多个子电路上——例如在电源出口子电路上，而不是关联的紧急照明子电路126上，具有专用的紧急照明mcb128。还应认识到，本文所述的工作原理可能同样适用于其他干线布线安排，例如新西兰常见的多接地线零线点(MEN)配置。此外，值得注意的是，在示例性实施例中，可以使用隔离器或电源开关代替图1所示的断路器。此外，这里可能会提到主要的供电电压是240伏交流电，但值得注意的是，这里描述的原理也可以应用于其他电源供电电压，如120伏交流电。

图2显示了在火灾报警情况下RCCB 108跳闸系统200。系统200包括一个火灾探测器设备202，其中有一个火灾探测器电路204，配置为产生一个指示报警条件的信号，该信号对一个或多个燃烧、热量、烟雾、火焰或气体的指示器作出响应。该信号以压电蜂鸣器206的形式激活火灾探测器202的声音报警。应该感激,虽然描述的系统200是火警探测、其他信号生成设备可以使用的蜂鸣器206-例如安全传感器,或接收单元配置来接收用户控制(手动激活,或者通过远程设备如计算设备通过网络传输)。

系统200包括一个RCD触发装置208耦合到火灾探测器装置202和RCCB 108。RCD触发器208包括一个RCD触发器电路210，配置为提供模拟大地泄漏电流条件，以在收到报警条件指示信号时触发RCCB 108。RCD触发器208还包括一个电压限制电路212，该电路212配置用于将子电路上的电压限制到一个预先确定的电平，该电平在RCD触发器210触发时对人接触是安全的。RCD触发器208的故障保护电路214包括一个定时器，用于在RCCB 108不跳闸的情况下断开RCD触发器210。例如,RCD触发装置208可能还包括电源电路216提供电力给火灾探测器设备202——尽管它应该是感激,这或许不需要火灾探测器源202都有自己的专用电源。

在示例性实施例中，可将RCD触发器设备208单独安装到火灾探测器设备202上，特别是在RCD触发器设备208配置为与现有火灾探测设备202接口的地方。然而，还设想在示例性实施例中，RCD触发器设备208和火灾探测器设备202可打包为集成单元218。

参考图3,RCD触发电路210包括一个第一固态继电器300形式的开关装置，其直流输入一端与zieo蜂鸣器206触发输入信号端连接。固态继电器300直流信号输入另一端与火灾探测器202的电源端负极(0vdc)连接。第一个固态继电器300可能是，例如，FSS1-102Z(5Vdc)或KUDOM KSA 240D2-5。当蜂鸣器206启动后，第一个固态继电器300被激活，为模拟地球与地球之间的漏电流提供连接。RCD触发电路210包括一个第一电阻302，以获得所需的模拟地球泄漏电流。虽然模拟的地球泄漏电流可能足以触发RCCB 108，但就本实施例的描述而言，所需的模拟地球泄漏电流大约在30mA到100mA之间。

在图示的示例性实施例中，第一电阻302是有延迟型延时继电器的线圈。在图示的示例性实施例中，电阻元件304与第一电阻302并联提供。电阻元件304可以是任何合适的装置，与第一个电阻302一起提供足够的电流，以达到所需的模拟地球泄漏电流。例如，电阻元件304可以是电阻，也可以是灯泡。据设想，这可能允许使用目前可用的定时器，这些定时器不能产生足够的电流以达到所需的模拟地球泄漏电流。然而，应该认识到，这并不打算局限于所有实施例，并设想在没有并联电阻元件304的情况下使用第一个电阻302。

例如，发明者发现由IMO Precision Controls提供的TA8-A系列定时器可以在232.7Vac上绘制8mA。当使用6800欧姆大功率电阻(例如SBCHE6 6K8大功率电阻)作为并联电阻元件304时，发明者测量总电流为41.2mA。值得注意的是，电阻器值可以根据电源供电电压来选择，例如120Vac或240Vac。在主电源电压为120Vac的示例性实施例中，并联电阻元件304可以是3300欧姆大功率电阻(例如SBC-4 3k3大功率电阻)。

限压电路212包括第二固态继电器306的开关装置，其直流输入与第一固态继电器300输入并联。该限压电路212还包括在零线和地线之间的第二电阻308，与RCD触发器214的第一电阻302形成一个分压器网络，在RCD触发器214被激活时提供所需的安全电压。在正常情况下，子电路通过连接点310与地线120连接，模拟的地漏电流由于第二次电阻308的作用，会流向地线120而不是零线的106。在接地发生故障的情况下(如接地线120与连接点310断开)，模拟漏电流通过第二个电阻308返回到零线106，产生安全电压。

可选择第一电阻302、并联电阻304、第二电阻308，以达到所要求的“安全”电压，并模拟漏电流。除了达到安全的电压水平外，还可以选择电阻值，以便将电源上的相关电压降限制在延时继电器(下面讨论)的10％以下。为了保持正常功能，许多商用计时器的电压许可公差大约为15％。例如，模拟地球泄漏电流在33毫安到100毫安之间时，第二个电阻308可能在50欧姆到80欧姆之间，相应的“安全”电压约为1.6Vac到8Vac。预计这种配置在120伏交流电和240伏交流电的情况下是可行的。

故障保护电路214利用时间继电器(图3所示为时间延迟线圈302和时间延迟开关312)断开RCD触发电路210和电压限制电路212，万一RCCB 108在一个预先确定的时间里不跳闸，控制继电器在图3表现为离散的组件:包括第一个常闭开关314连接火线104和时间延迟线圈302,第二个常闭开关316位于第二电阻308和零线106之间。继电器线圈318处于零线106和时间延迟开关312,和一个常开开关320位于火线104和继电器线圈318之间。

如果RCCB 108在400毫秒内没有被触发(即延时线圈302仍然处于通电状态)，则关闭延时开关312为继电器线圈318通电。通电的继电器线圈318打开第一个常闭开关314第一固态继电器300断开(因此地球模拟泄漏电流),并打开第二个常闭开关316第二个固态继电器306断开(因此电压限制电路212)。继电器线圈318由常开开关320保持通电锁定。

除了断开RCD触发电路210和电压限制电路212,例如故障保护电路214包括一个设备故障指示灯322,连接常开开关320和零线中间，万一RCCB 108不跳闸或一个接地导线故障，故障灯将点亮。这同时断开第二固态继电器306从而关闭电压限制电路212。故障保护电路214包括一个用户输入装置，以按钮的形式324，使故障灯322复位。

电源电路216包括降压变压器326，将240Vac电源电压降至24Vac，然后桥式整流器328将交流输入转换为直流。电压调节器330调节可充电电池332(例如9Vdc)的整流输出。可充电电池332提供消防探测器202设备。

用户可选择的开关334用于操作断开RCD触发器设备208与火灾探测器设备202的连接，特别是RCD触发器电路210、限压电路212和故障保护电路214。需要注意的是，可以提供一种操作指示装置，例如一盏灯，以指示RCD触发器208是工作的还是停用的。

图4示出了RCD触发器208与火线114n、零线118n和地线124n的子电路连接的示例性连接。在一个实施例中，单相三极插头400可以插入到现有的插座402中，插头400的电缆404连接到RCD触发器设备208。在另一实施例中，电缆406可直接连接到火线114n、零线118n和地线124n。

图5A说明了本发明原则的另一个实现，在计算设备入侵保护系统500中。计算设备502，例如个人电脑或服务器，有504电源。电源506通过电源断开装置508连接到电源508(例如电源电源)。电源断开器508在电源506和电源504之间包含RCCB 510形式的RCD。电源断开装置508包括一个RCD触发装置512，通常按照图2和图3所示的方式配置，但具有不同的触发信号源。

计算设备502在计算设备502上运行一个自动入侵检测软件工具，该工具被配置为确定入侵事件，或至少是满足预先确定的威胁级别的入侵尝试。在确定此类事件后，通过有线端口514或与计算设备502的无线发射机518通信的无线接收器516将信号传输到RCD触发器512设备。值得注意的是，虽然系统500说明为计算设备502本身执行入侵检测和触发信号的后续传输，但这可能由远程设备监视计算设备502执行。收到触发器会导致RCD触发器512产生前面描述的模拟漏地电流，RCCB 510跳闸时将电源504与电源506断开。

图5B演示了电力断开装置508的示例性实施例。RCD触发器512与图3所示的RCD触发器210、限压电路212、故障保护电路214基本相同。在这个示例性实施例中，触发器信号通过有线端口514接收。电源断开器508配置为分立器件，包括连接电源504的母插座，插入电源506插座的公插头522。然而，值得注意的是，还设想在示例性实施例中，电源断开装置508可以与电源504集成。

我们不承认在本协议中披露的任何引用都构成先前技术。对参考文献的讨论陈述了作者的主张，申请人保留对引用文献的准确性和针对性提出质疑的权利。可以明确理解的是，虽然这里提到了一些现有技术出版物，但这并不意味着承认任何这些文件都是新西兰或任何其他国家在奋进领域的共同一般知识的一部分。

在这个规范,“包含”或“包括”这个词,或其变体如“包含”、“包括”、“包含”或“包括”将被理解意味着包含一个声明元素,整数或步骤,或一组元素的整数或步骤,但不排除任何其他元素,整数或步骤,或一组元素,整数或步骤。

本文描述的实施例也可以广义地说，包括在应用程序规范中引用或指明的部分、元素和特性中，单独或集体地以上述两个或多个部件、元素或特性的任意或全部组合中。

在前面的描述中，如果引用的整数或具有已知等价物的组件，那么这些整数就像单独列出的一样被合并在一起。

需要注意的是，对本文中描述的当前首选实施例的各种变化和修改对于精通该技术的人来说是显而易见的。此类变更和修改可以在不偏离披露范围和不削弱其附带优势的情况下进行。因此，本发明拟包括此类更改和修改。

Claims (21)

1.一个系统,包括:

剩余电流器件(RCD)，

一种激活电路，配置为产生指示报警条件的信号；和

与激活电路和RCD耦合的RCD触发电路，配置为提供模拟的漏地电流条件，在接收到报警条件指示信号时触发RCD。

2.权利要求1的系统，其中RCD是一个剩余电流断路器。

3.权利要求1或权利要求2的系统，其中RCD触发电路包括第一开关装置，该开关装置被配置为为带电与接地之间的模拟漏电电流提供连接。

4.权利要求3的系统，其中第一个开关设备是固态继电器。

5.权利要求1至4中的任何一项的系统，其中激活电路包括一个手动驱动的开关装置，激活该装置会产生指示报警条件的信号。

6.权利要求1至4中的任何一项的系统，其中激活电路包括一种通信设备，该通信设备配置为接收来自用户的远程发送的信号，接收到的信号会产生报警状态的信号。

7.权利要求1至4中的任何一项的系统，包括配置为:

操作自动入侵检测软件工具；和

当检测到入侵事件时，将信号发送到激活电路，

其中，激活电路配置为在接收到来自计算设备的信号时生成报警条件的信号。

8.权利要求1至4中的任何一项的系统，其中所述激活电路包括一个火灾探测器电路，该电路配置为对一个或多个指示器(燃烧、热量、烟雾、火焰和气体)作出响应，并产生指示报警条件的信号。

9.权利要求8的系统，其中火灾探测器电路包括报警装置，报警装置的激活提供报警条件的信号。

10.权利要求9的系统，其中报警装置是一个压电蜂鸣器。

11.权利要求1至10中的任何一项的系统，其中RCD触发电路被配置为提供大约15mA到150mA的模拟漏电电流。

12.权利要求11系统，其中模拟地球泄漏电流约为30mA至100mA。

13.权利要求1至12中的任何一项的系统，包括一个电压限制电路，该电路配置为将与RCD连接的一个或多个子电路上的电压限制在一个预先确定的电平上，该电平在RCD触发电路时对人接触是安全的。

14.权利要求13所述系统，其中RCD触发电路包括带电与接地之间的第一电阻，电压限制电路包括中性与接地之间的第二电阻，提供一个分压器网络，在RCD触发电路被激活时提供所需的安全电压。

15.权利要求14中所述的系统，其中所述限压电路包括由报警条件指示信号触发的第二开关装置，以选择性地将第二电阻切换到分压器。

16.任何一项权利要求1至15的系统，包括故障保护电路，故障保护电路包括一个定时器，用于在RCD未在预定时间内跳闸的情况下断开RCD触发器电路。

17.权利要求16的系统，其中定时器配置为在接地导线故障时断开RCD触发电路。

18.权利要求17所述系统，其中故障保护电路包括由定时器控制的第三个开关装置，用于断开RCD触发器电路。

19.权利要求16的系统，当依赖于权利要求13至15中的任何一项时，其中故障保护电路包括由定时器控制的第三个开关装置，用于关闭电压限制电路。

20.一种设备,包括:

一种激活电路，配置为产生指示报警条件的信号；

与激活电路和剩余电流装置(RCD)耦合的RCD触发电路，配置为提供模拟的漏地电流条件，以在收到报警条件指示的信号时触发RCD。

21.一个装置,包括:

一种RCD触发电路，配置为与一激活电路耦合，以产生指示报警条件的信号，以及一种剩余电流装置(RCD)，

其中，RCD触发电路配置为提供模拟漏地电流条件，在接收到报警条件指示信号时触发RCD。