CN115333065A - 浪涌保护器及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种浪涌保护器，包括浪涌模块和控制模块，其中浪涌模块包括高压放电元件和热脱扣器，其中控制模块包括供电单元、检测单元、处理单元以及传输单元；供电单元用于从供电线路中获取交流电，供电单元用于将供电线路中的交流电转变为直流电，供电单元包括储能电容器用于在掉电时继续进行供电；检测单元用于检测高压放电元件的第二端处的电压，并且将检测到的高压放电元件的第二端处的电压信号发送至处理单元；处理单元用于接收高压放电元件的第二端处的电压信号以及掉电原因信号，基于高压放电元件的第二端处的电压信号和掉电原因信号确定高压放电元件的第二端是否掉电以及掉电原因，以及将掉电原因发送至传输单元；传输单元用于将掉电原因发送至外部设备。

Description

浪涌保护器及其操作方法

技术领域

本公开涉及一种浪涌保护器及其操作方法，尤其涉及一种包括高压放电元件和热脱扣器的浪涌保护器及其操作方法。

背景技术

在雷雨天气，雷电会产生高达低压电网额定电压20倍的瞬态过电压以及大的浪涌电流。浪涌电流会通过供电线路直接侵入建筑物或者通过感应方式或经由大地反击对建筑物内的设备造成损害，例如造成设备老化甚至导致设备直接损毁。为了避免雷击对建筑物内的设备造成损害，在供电线路中正在越来越多地应用浪涌保护器。浪涌保护器可以将浪涌电流泄放到大地，并且可以将例如高达4kV的瞬态过电压限制到设备的绝缘耐冲击电压，例如1.5kV以下。

浪涌保护器通常连接在相线与地线之间，在浪涌保护器中布置有高压放电元件，例如压敏电阻，其工作原理类似于阀门，在电网的额定电压下，即不存在瞬态过电压的情况下高压放电元件处于高阻态，这时浪涌保护器为开路状态，当出现由雷击引起的瞬态过电压时，高压放电元件变为低阻态，这时浪涌保护器为导通状态，浪涌电流会被泄放到大地，同时也将设备两端的电压限制到了规定的绝缘耐冲击电压以下。

浪涌保护器中的高压放电元件例如可以采用金属氧化物压敏电阻(MOV)，在针对浪涌保护器的设计规范中，要求浪涌保护器在标称放电电流下能够正常工作15次而不损坏。随着浪涌电流每次冲击高压放电元件，高压放电元件会逐渐发生老化，因此高压放电元件的对地泄露电流会逐步增大。布置在浪涌保护器内部与高压放电元件串联的热脱扣器会由于越来越大的对地泄露电流而熔断，在浪涌保护器的壳体上可以对此进行指示以提示用户或维修人员来更换浪涌保护器。

高压放电元件的老化以及热脱扣器的熔断是比较缓慢的过程，相对于此，高压放电元件还有可能由于故障而直接发生短路，这时热脱扣器来不及马上熔断，在线路中的断路器没有断开的情况下，大的短路电流会直接流过浪涌保护器并因此造成浪涌保护器的烧毁或者导致供电线路故障。为此，需要在浪涌保护器的上游串联后备保护器(SCB)。在高压放电元件发生短路并引起短路电流流过的情况下，后备保护器会将短路电流断开。不同于普通的断路器(MCB)，SCB具有良好的浪涌电流耐受能力，即能够承受雷击电流而不误动作。此外，SCB在额定电压下还具有良好的过电流保护能力。由于高压放电元件在短路情况下的短路电流仅为几安培至十几安培，而MCB的断开动作范围为额定电流的5-10倍，对于额定电流通常为16安培的MCB来说，160安培的过电流才能发生断开动作，这显然不能满足要求，所以这种专门用于浪涌保护器SCB被设计为可以针对仅为几安培至十几安培短路电流进行断开动作。

然而，传统的浪涌保护器不能及时且准确地报告浪涌保护器的故障，不方便维护人员排除故障。

发明内容

本公开提供了一种浪涌保护器，该浪涌保护器能够在掉电时确定掉电原因并将掉电原因发送至外部设备，从而方便维护人员确定和排除故障。

本公开的实施例提供了一种浪涌保护器，包括浪涌模块和控制模块，其中，所述浪涌模块包括高压放电元件和热脱扣器；所述控制模块包括供电单元、检测单元、处理单元以及传输单元；在所述浪涌模块中，所述高压放电元件的第一端连接至大地用于将浪涌电流引入大地，所述高压放电元件的第二端与所述热脱扣器的第一端连接，所述热脱扣器的第二端用于连接至供电线路；所述供电单元连接至所述高压放电元件的第二端用于从供电线路中获取交流电，所述供电单元用于将所述供电线路中的交流电转变为所述检测单元、所述处理单元和所述传输单元所需的直流电，所述供电单元包括储能电容器用于在所述高压放电元件的第二端掉电时继续为所述检测单元、所述处理单元和所述传输单元供电；所述检测单元用于检测所述高压放电元件的第二端处的电压，并且将检测到的所述高压放电元件的第二端处的电压信号发送至所述处理单元；所述处理单元用于接收所述高压放电元件的第二端处的电压信号以及掉电原因信号，基于所述高压放电元件的第二端处的电压信号和所述掉电原因信号确定所述高压放电元件的第二端是否掉电以及掉电原因，以及将所述掉电原因发送至所述传输单元；所述传输单元用于将所述掉电原因发送至外部设备。

根据本公开的实施例，其中，所述处理单元用于在所述高压放电元件的第二端处的电压信号的有效值低于第一阈值的情况下，确定所述高压放电元件的第二端处掉电。

根据本公开的实施例，其中，所述掉电原因包括：所述供电线路中的断路器断开；用于所述浪涌保护器的后备保护器断开；以及所述热脱扣器断开。

根据本公开的实施例，其中，所述掉电原因信号包括所述断路器的断开信号、所述后备保护器的断开信号以及所述热脱扣器的脱扣信号；并且所述处理单元用于在确定所述高压放电元件的第二端掉电的情况下：若接收到所述断路器的断开信号，则确定所述供电线路中的断路器断开；若接收到所述后备保护器的断开信号，则确定用于所述浪涌保护器的后备保护器断开；以及若接收到所述热脱扣器的脱扣信号，则确定所述热脱扣器断开。

根据本公开的实施例，其中，所述掉电原因信号包括所述后备保护器的断开信号以及所述热脱扣器的第二端处的电压信号；并且所述处理单元用于在确定所述高压放电元件的第二端掉电的情况下：若接收到所述后备保护器的断开信号，则确定用于所述浪涌保护器的后备保护器断开；若未接收到所述后备保护器的断开信号且所述热脱扣器的第二端处的电压信号的有效值高于第二阈值，则确定所述热脱扣器断开；以及若所述热脱扣器的第二端处的电压信号的有效值低于第一阈值，则确定所述供电线路中的断路器断开。

根据本公开的实施例，其中，所述检测单元还用于检测所述高压放电元件的第二端处的电流，并且将检测到的电流信号发送至所述处理单元；所述处理单元还用于根据所述电流信号确定所述高压放电元件的剩余寿命；以及所述传输单元还用于将所述高压放电元件的剩余寿命发送至所述外部设备。

根据本公开的实施例，其中，所述浪涌保护器中的高压放电元件和热脱扣器为多个，各个高压放电元件和热脱扣器用于分别连接到多相供电线路的各个相线形成多个对地线路；所述检测单元用于检测各个高压放电元件的第二端处的电压，并且将检测到的各个高压放电元件的第二端处的电压信号发送给所述处理单元；所述处理单元用于接收各个高压放电元件的第二端处的电压信号以及各个对地线路上的掉电原因信号，基于各个高压放电元件的第二端处的电压信号和各个对地线路上的掉电原因信号确定是在哪个对地线路上的高压放电元件的第二端处发生了掉电以及相应的掉电原因，以及将所述掉电原因发送至所述传输单元；所述传输单元用于将哪个对地线路上发生了掉电以及掉电原因发送至所述外部设备。

根据本公开的实施例，其中，在所述高压放电元件的第二端处发生掉电时，所述检测单元停止工作。

根据本公开的实施例，其中，所述处理单元根据四分之三个电压周期中的电压信号确定所述电压信号的有效值。

根据本公开的实施例，其中，所述传输单元为无线传输单元。

本公开的实施例还提供了一种浪涌保护器的操作方法，其中，所述浪涌保护器包括浪涌模块和控制模块；所述浪涌模块包括高压放电元件和热脱扣器；所述控制模块包括供电单元、检测单元、处理单元以及传输单元；在所述浪涌模块中，所述高压放电元件的第一端连接至大地用于将浪涌电流引入大地，所述高压放电元件的第二端与所述热脱扣器的第一端连接，所述热脱扣器的第二端用于连接至供电线路；所述供电单元连接至所述高压放电元件的第二端用于从供电线路中获取交流电，所述供电单元用于将所述供电线路中的交流电转变为所述检测单元、所述处理单元和所述传输单元所需的直流电，所述供电单元包括储能电容器用于在所述高压放电元件的第二端掉电时继续为所述检测单元、所述处理单元和所述传输单元供电；以及

所述操作方法包括：所述检测单元检测所述高压放电元件的第二端处的电压，并且将检测到的所述高压放电元件的第二端处的电压信号发送至所述处理单元；所述处理单元接收所述高压放电元件的第二端处的电压信号以及掉电原因信号，基于所述高压放电元件的第二端处的电压信号和所述掉电原因信号确定所述高压放电元件的第二端处的掉电以及掉电原因，以及将所述掉电原因发送至所述传输单元；以及所述传输单元将所述掉电原因发送至外部设备。

通过本公开的浪涌保护器和浪涌保护器的操作方法可以在发生掉电时判断出掉电原因，并且能够将掉电用户发送至外部设备，由此实现了浪涌保护器的智能化，维护中心由此能够及时知晓浪涌保护器发生了掉电以及掉电的原因，并且能够为前去维护的人员提供明确的指示以方便其排除故障。此外，本公开的浪涌保护器可以类似于传统的浪涌保护器进行接线，通过供电单元中的储能电容，使得无需为了对其中的控制单元进行供电而附加地从相线和中性线接线，由此简化了浪涌保护器的安装过程。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些示例性实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了根据本公开的实施例的连接在供电线路中的浪涌保护器的示例应用场景和结构图；

图2示出了根据本公开的实施例的浪涌保护器的控制模块的示意框图；

图3示出了根据本公开的实施例的掉电原因信号的来源的示意图；

图4示出了根据本公开的另一实施例的掉电原因信号的来源的示意图；

图5示出了根据本公开的实施例的连接在三相供电线路中的浪涌保护器的示例应用场景和结构图；

图6示出了根据本公开的实施例的浪涌保护器的操作方法的流程图。

具体实施方式

为了使得本公开的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参考附图详细描述根据本公开的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是本公开的全部实施例，应理解，本公开不受这里描述的示例实施例的限制。

在本说明书和附图中，基本上相同或相似的步骤和元素用相同或相似的附图标记来表示，并且对这些步骤和元素的重复描述将被省略。同时，在本公开的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或排序。

在本说明书和附图中，根据实施例，元素以单数或复数的形式来描述。然而，单数和复数形式被适当地选择用于所提出的情况仅仅是为了方便解释而无意将本公开限制于此。因此，单数形式可以包括复数形式，并且复数形式也可以包括单数形式，除非上下文另有明确说明。在本公开的实施例中，除非另有明确说明，“连接”并不意味着必须“直接连接”或“直接接触”，而仅需要电学上连通即可。

为了在发生雷击时将浪涌电流泄放到大地，需要在供电线路中安装浪涌保护器100。如图1所示，浪涌保护器100可以连接在相线L与接地E之间。浪涌保护器100包括浪涌模块130。浪涌模块130包括高压放电元件102和热脱扣器101。高压放电元件的第一端vp1连接至大地，高压放电元件的第二端vp2与热脱扣器的第一端rp1连接，热脱扣器的第二端rp2与相线L连接。高压放电元件102通常可以采用压敏电阻、稳压二极管以及气体放电管等。在电网的额定电压下，高压放电元件102处于高阻态，即开路状态。当出现由雷击引起的瞬态过电压时，高压放电元件变为低阻态，即导通状态，这时浪涌电流会顺着浪涌保护器流到大地。此外，由于高压放电元件102在导通状态下具有很小的电阻，在其上降落的电压，即设备上的电压会降低到规定的绝缘耐冲击电压以下。如前面已经提到的，高压放电元件102会随着承受浪涌电流次数的增加而发生老化，从而会引起越来越大的对地泄露电流。热脱扣器101例如可以由低温焊锡材料形成。大的泄露电流会导致热脱扣器101过热并最终熔断。优选地，还可以在热脱扣器101上连接储能弹簧以便在热脱扣器熔断时迅速将其分离脱扣。热脱扣器101的熔断或脱扣表示高压放电元件102已经老化需要更换。

在根据本公开的实施例中，如图1所示，浪涌保护器100还包括控制模块103，控制模块103与高压放电元件的第二端vp2连接。控制模块103的具体构成如图2所示，其包括供电单元1031、检测单元1032、处理单元1033以及传输单元1034。供电单元1031通过与高压放电元件的第二端vp2的连接从供电线路中获取交流电，并将供电线路中的交流电转变为供电单元1031、检测单元1032、处理单元1033所需的直流电。为此，例如，供电单元1031可以包括用于将交流电转变为直流电的整流器以及用于将整流后的直流电压改变为合适的直流电压的变压单元。此外，供电单元1031还可以具有储能电容器1035用于在高压放电元件的第二端vp2掉电时继续进行供电。检测单元1032用于检测高压放电元件的第二端vp2处的电压，并且将检测到电压信号发送至处理单元1033。处理单元1033可以接收高压放电元件的第二端vp2处的电压信号以及掉电原因信号，并由此确定高压放电元件的第二端vp2是否掉电以及掉电原因。处理单元1033还将所述掉电原因发送至传输单元1034。传输单元1034用于将掉电原因发送至外部设备。传输单元1034例如可以是无线传输单元。外部设备例如可以是维护中心的监控设备。

当处理单元1033根据高压放电元件102的第二端vp2处的电压信号确定该处掉电时，表明线路发生了故障，但处理单元1033仅根据该电压信号无法判断掉电原因(即故障原因)，即使将发生掉电的信息发送至外部设备告知维护人员，维护人员也无法确定故障原因从而不利于快速高效的维修。鉴于此，根据本公开的实施例的处理单元1033还接收掉电原因信号，并根据掉电原因信号判断掉电原因以发送至外部设备告知维护人员，从而维护人员能够基于掉电原因进行快速高效的维修。这里的掉电原因信号可以是任何能够使处理单元1033判断掉电原因的信号，例如其可以是设置在可能发生故障之处的检测器发出的检测信号。下文将具体说明掉电原因信号的具体实施方式。

处理单元1033可以在高压放电元件的第二端处的电压信号的有效值低于第一阈值的情况下，确定所述高压放电元件的第二端处掉电。高压放电元件的第二端处的电压为交流电压，当检测单元1032判断出该处的交流电压的有效值低于第一阈值时，表明此处掉电。例如，可以将第一阈值设定为接近零电压的值，例如为供电线路额定电压的10％或更小。例如，检测单元1032可以以某一频率实时采集高压放电元件的第二端vp2处的电压信号并发送给处理单元1033，处理单元1033可以根据检测单元1032在一段时间内(例如，在1/2至10个电压周期中)提供的电压信号计算该电压信号的有效值。当该电压信号的有效值低于第一阈值时，处理单元1033确定在高压放电元件的第二端vp2处发生掉电。为了更快速地判断出是否发生掉电，可以在1/2个电压周期中计算有效值，也可以使用更长的时间，例如3/4个电压周期，更长的时间可以保证测量和判断更准确。

在将浪涌保护器100连接到相线L中的场景中，如图1所示，供电线路(相线L)中可以包括断路器110，浪涌保护器100与相线L之间可以连接后备保护器120。断路器110串联连接在相线中，其用于在用电设备发生短路时将供电线路断开，或者断路器110还可以与过欠压保护器配合，当线路中出现过电压或欠电压时将供电线路断开。后备保护器120串联连接在浪涌保护器100所在的对地线路中且前置于浪涌保护器100。作为替换的实施方式，也可以将后备保护器120集成到浪涌保护器100内部。如前面已经提到的，后备保护器用于在高压放电元件102由于老化而发生短路时将浪涌保护器100所在的对地线路断开，从而避免浪涌保护器被烧毁或供电线路损伤。

在上述场景中，如果处理单元1033确定在高压放电元件的第二端vp2处发生了掉电，则可能存在三种掉电原因：1)供电线路中的断路器110断开；2)后备保护器120断开；3)热脱扣器101断开。如果是第一种掉电原因，维修人员只需要针对断路器110进行排故，如排除建筑物中的短路，例如将短路的用电设备移除，或者等待电压恢复正常，然后在现场或者远程地将断路器合闸。如果是第二种掉电原因，维修人员除了需要对浪涌保护器100中高压放电元件102进行更换之外还需要将后备保护器120合闸。如果是第三种掉电原因，维修人员需要将热脱扣器101和高压放电元件102一起进行更换。为了判断出具体是哪个原因造成了浪涌保护器的掉电，处理单元1033还需要掉电原因信号。

在一些实施例中，如图3所示，掉电原因信号可以包括断路器110的断开信号、后备保护器120的断开信号以及热脱扣器101的脱扣信号。对于断路器110的断开信号和后备保护器120的断开信号，例如可以通过智能电器附件(iOF)将断路器110/后备保护器120的动作以信号的形式以有线或无线的方式发送给处理单元1033。对于热脱扣器101的脱扣信号，可以在热脱扣器101上设置传感器，从而检测热脱扣器101的脱扣动作并以信号形式发送至处理单元1033。例如，施耐德的浪涌保护器产品iPRD120r/12.5r，iPRU40r800PV/1000PV可以检测和传送热脱扣器101的脱扣信号。在处理单元1033确定了高压放电元件的第二端vp2掉电的情况下，若接收到断路器110的断开信号，则确定是供电线路中的断路器110断开；若接收到后备保护器120的断开信号，则确定是前置于浪涌保护器100的后备保护器120断开；以及若接收到热脱扣器101的脱扣信号，则确定是热脱扣器101断开。

在另一些实施例中，如图4所示，掉电原因信号可以包括后备保护器120的断开信号以及热脱扣器的第二端rp2处的电压信号。在这种情况下，处理单元1033只需要获取距离较近的后备保护器120的断开信号，而不需要接收距离较远的断路器110的断开信号，从而减小对处理单元1033的信号接收能力和复杂度的要求。此外，通过检测热脱扣器的第二端rp2处的电压信号来代替接收热脱扣器101的脱扣信号，可以省去用于产生脱扣信号的传感器，从而可以更紧凑地实现浪涌保护器100。在处理单元1033确定了高压放电元件的第二端vp2掉电的情况下，若接收到后备保护器120的断开信号，则确定是前置于浪涌保护器100的后备保护器120断开；若未接收到后备保护器120的断开信号且热脱扣器的第二端rp2处的电压信号的有效值高于第二阈值，则确定是热脱扣器101断开；以及若热脱扣器的第二端rp2处的电压信号的有效值低于第二阈值，则确定是供电线路中的断路器110断开。所述第二阈值可以被设置为与第一阈值相同。

需要说明的是，上述掉电原因和掉电原因信号仅是示例，本领域技术人员可以根据实际应用确定适用的掉电原因和掉电原因信号。例如，当浪涌保护器100的上游未连接后备保护器120时，掉电原因则不包括后备保护器120的断开，相应地也不存在对应的掉电原因信号。

综上所述，根据本公开实施例的浪涌保护器可以在发生掉电时判断出掉电原因，并且将掉电用户发送至外部设备，由此实现了浪涌保护器的智能化，维护中心由此能够及时知晓浪涌保护器发生了掉电以及掉电的原因，并且能够为前去维护的人员提供明确的指示以方便其排除故障。此外，本公开实施例的浪涌保护器的供电单元还具有储能电容器，用于在高压放电元件的第二端掉电时继续为检测单元、处理单元和传输单元进行供电，从而避免这些单元在掉电时无法工作，或者避免为了对这些单元进行继续供电而需要附加地从相线接收电能，由此简化了浪涌保护器的安装过程。

在一些实施例中，为了尽可能的节省电能，当处理单元1033确定了在高压放电元件的第二端vp2处发生掉电时，检测单元1032停止工作。此外还可以使浪涌保护器100中可能存在的外围设备关闭，例如指示灯熄灭。由此，在高压放电元件的第二端vp2处发生掉电时可以确保处理单元1033和传输单元1034的正常工作，由此能够保证确定掉电原因并将其成功上报。

在本公开的实施例中，传输单元1034可以采用无线传输单元，例如利用WiFi、ZigBee和Bluetooth等无线通信方式的单元，从而可以简化浪涌保护器的结构和安装。

此外，在一些实施例中，检测单元1032还可以检测高压放电元件的第二端vp2处的电流，并且将检测到的电流信号发送至处理单元1033。处理单元1033可以根据所检测到的电流信号确定所述高压放电元件的剩余寿命，例如可以根据相应的特性曲线以及查找表的方式推断出高压放电元件的剩余寿命。由此，传输单元1034除了可以在浪涌保护器100发生掉电时发送掉电原因，还可以例如在浪涌保护器100发生掉电或正常运行时将高压放电元件102的剩余寿命发送至外部设备(例如，维护中心)。如果高压放电元件102的剩余寿命已经很短，维修人员可以在进行线路检修和维护时提前更换高压放电元件102。

根据本公开实施例的浪涌保护器也可以应用于多相供电线路中。图5示出了用于三相供电线路中的浪涌保护器的示意图。在三相供电线路中，每条相线L1、L2、L3上都可以布置断路器110。这三条相线通过浪涌保护器100接地。为此，在浪涌保护器100的浪涌模块130中布置有三个高压放电元件102和三个热脱扣器101。这些高压放电元件102和热脱扣器101可以分别连接到相应的相线L1、L2、L3。相应地，前置于浪涌保护器100还布置了三个后备保护器120以分别对前面提到的三个高压放电元件102进行保护。检测单元1032用于检测各个高压放电元件的第二端vp2处的电压，并且将检测到的各个高压放电元件的第二端vp2处的电压信号发送给处理单元1033。处理单元1033接收各个高压放电元件的第二端处vp2的电压信号以及各个对地线路上的掉电原因信号。如在前面已经详细描述的，掉电原因信号可以包括断路器110的断开信号、后备保护器120的断开信号以及热脱扣器101的脱扣信号，或者掉电原因信号也可以包括后备保护器120的断开信号以及热脱扣器的第二端rp2处的电压信号。根据各个高压放电元件的第二端vp2处的电压信号和各个对地线路上的掉电原因信号，处理单元1033可以确定是在哪个对地线路上的高压放电元件的第二端vp2处发生了掉电以及相应的掉电原因，并且可以将这些信息发送至传输单元。传输单元可以将哪个对地线路上发生了掉电以及掉电原因发送至外部设备。

根据本公开的实施例，还提供一种浪涌保护器的操作方法，该浪涌保护器例如为如上基于图1和图2所陈述的浪涌保护器100。图6示出了根据本公开的实施例的浪涌保护器的操作方法的流程图。操作方法包括步骤601、602、603。在步骤601中，检测单元1032检测高压放电元件的第二端vp2处的电压，并且将检测到的高压放电元件的第二端vp2处的电压信号发送至处理单元1033。在步骤602中，处理单元1033接收高压放电元件的第二端vp2处的电压信号以及掉电原因信号，基于高压放电元件的第二端vp2处的电压信号和掉电原因信号确定高压放电元件的第二端vp2处的掉电以及掉电原因，以及将掉电原因发送至传输单元1034。在步骤603中，传输单元1034将掉电原因发送至外部设备。上文关于浪涌保护器的描述同样适用于操作方法，在此不再累述。

本公开中涉及的电路、单元、器件、装置、设备、系统的方框图仅作为示例性的例子并不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些电路、单元、器件、装置、设备、系统，只要能够实现所期望的目的即可。本公开中涉及的电路、单元、器件、装置可以采用任何合适的方式实现，例如采用专用集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)等，也可以采用通用处理器结合程序的方式实现。

本领域技术人员应该理解，上述的具体实施例仅是例子而非限制，可以根据设计需求和其它因素对本公开的实施例进行各种修改、组合、部分组合和替换，只要它们在所附权利要求或其等同的范围内，即属于本公开所要保护的权利范围。

Claims (16)

1.一种浪涌保护器，包括浪涌模块和控制模块，其中

所述浪涌模块包括高压放电元件和热脱扣器；

所述控制模块包括供电单元、检测单元、处理单元以及传输单元；

在所述浪涌模块中，所述高压放电元件的第一端连接至大地用于将浪涌电流引入大地，所述高压放电元件的第二端与所述热脱扣器的第一端连接，所述热脱扣器的第二端用于连接至供电线路；

所述供电单元连接至所述高压放电元件的第二端用于从供电线路中获取交流电，所述供电单元用于将所述供电线路中的交流电转变为所述检测单元、所述处理单元和所述传输单元所需的直流电，所述供电单元包括储能电容器用于在所述高压放电元件的第二端掉电时继续为所述检测单元、所述处理单元和所述传输单元供电；

所述检测单元用于检测所述高压放电元件的第二端处的电压，并且将检测到的所述高压放电元件的第二端处的电压信号发送至所述处理单元；

所述处理单元用于接收所述高压放电元件的第二端处的电压信号以及掉电原因信号，基于所述高压放电元件的第二端处的电压信号和所述掉电原因信号确定所述高压放电元件的第二端是否掉电以及掉电原因，以及将所述掉电原因发送至所述传输单元；

所述传输单元用于将所述掉电原因发送至外部设备。

2.根据权利要求1所述的浪涌保护器，其中，

所述处理单元用于在所述高压放电元件的第二端处的电压信号的有效值低于第一阈值的情况下，确定所述高压放电元件的第二端处掉电。

3.根据权利要求2所述的浪涌保护器，其中，所述掉电原因包括：

所述供电线路中的断路器断开；

用于所述浪涌保护器的后备保护器断开；以及

所述热脱扣器断开。

4.根据权利要求3所述的浪涌保护器，其中，

所述掉电原因信号包括所述断路器的断开信号、所述后备保护器的断开信号以及所述热脱扣器的脱扣信号；并且

所述处理单元用于在确定所述高压放电元件的第二端掉电的情况下：

若接收到所述断路器的断开信号，则确定所述供电线路中的断路器断开，

若接收到所述后备保护器的断开信号，则确定用于所述浪涌保护器的后备保护器断开，以及

若接收到所述热脱扣器的脱扣信号，则确定所述热脱扣器断开。

5.根据权利要求3所述的浪涌保护器，其中，

所述掉电原因信号包括所述后备保护器的断开信号以及所述热脱扣器的第二端处的电压信号；并且

所述处理单元用于在确定所述高压放电元件的第二端掉电的情况下：

若接收到所述后备保护器的断开信号，则确定用于所述浪涌保护器的后备保护器断开，

若未接收到所述后备保护器的断开信号且所述热脱扣器的第二端处的电压信号的有效值高于第二阈值，则确定所述热脱扣器断开，以及

若所述热脱扣器的第二端处的电压信号的有效值低于第二阈值，则确定所述供电线路中的断路器断开。

6.根据权利要求1所述的浪涌保护器，其中，

所述检测单元还用于检测所述高压放电元件的第二端处的电流，并且将检测到的电流信号发送至所述处理单元；

所述处理单元还用于根据所述电流信号确定所述高压放电元件的剩余寿命；以及

所述传输单元还用于将所述高压放电元件的剩余寿命发送至所述外部设备。

7.根据权利要求1所述的浪涌保护器，其中，

所述浪涌保护器中的高压放电元件和热脱扣器为多个，各个高压放电元件和热脱扣器用于分别连接到多相供电线路的各个相线形成多个对地线路；

所述检测单元用于检测各个高压放电元件的第二端处的电压，并且将检测到的各个高压放电元件的第二端处的电压信号发送给所述处理单元；

所述处理单元用于接收各个高压放电元件的第二端处的电压信号以及各个对地线路上的掉电原因信号，基于各个高压放电元件的第二端处的电压信号和各个对地线路上的掉电原因信号确定是在哪个对地线路上的高压放电元件的第二端处发生了掉电以及相应的掉电原因，以及将所述掉电原因发送至所述传输单元；

所述传输单元用于将哪个对地线路上发生了掉电以及掉电原因发送至所述外部设备。

8.根据权利要求1所述的浪涌保护器，其中，在所述高压放电元件的第二端处发生掉电时，所述检测单元停止工作。

9.根据权利要求1所述的浪涌保护器，其中，所述处理单元根据四分之三个电压周期中的电压信号确定所述电压信号的有效值。

10.根据权利要求1所述的浪涌保护器，其中，所述传输单元为无线传输单元。

11.一种浪涌保护器的操作方法，其中，

所述浪涌保护器包括浪涌模块和控制模块；

所述浪涌模块包括高压放电元件、热脱扣器；

所述控制模块包括供电单元、检测单元、处理单元以及传输单元；

在所述浪涌模块中，所述高压放电元件的第一端连接至大地用于将浪涌电流引入大地，所述高压放电元件的第二端与所述热脱扣器的第一端连接，所述热脱扣器的第二端用于连接至供电线路；

所述供电单元连接至所述高压放电元件的第二端用于从供电线路中获取交流电，所述供电单元用于将所述供电线路中的交流电转变为所述检测单元、所述处理单元和所述传输单元所需的直流电，所述供电单元包括储能电容器用于在所述高压放电元件的第二端掉电时继续为所述检测单元、所述处理单元和所述传输单元供电；以及

所述操作方法包括：

所述检测单元检测所述高压放电元件的第二端处的电压，并且将检测到的所述高压放电元件的第二端处的电压信号发送至所述处理单元；

所述处理单元接收所述高压放电元件的第二端处的电压信号以及掉电原因信号，基于所述高压放电元件的第二端处的电压信号和所述掉电原因信号确定所述高压放电元件的第二端处的掉电以及掉电原因，以及将所述掉电原因发送至所述传输单元；以及

所述传输单元将所述掉电原因发送至外部设备。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述处理单元在所述高压放电元件的第二端处的电压信号的有效值低于第一阈值的情况下，确定所述高压放电元件的第二端处掉电。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述掉电原因包括：

所述供电线路中的断路器断开；

用于所述浪涌保护器的后备保护器断开；以及

所述热脱扣器断开。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，

所述掉电原因信号包括所述断路器的断开信号、所述后备保护器的断开信号以及所述热脱扣器的脱扣信号；并且

所述处理单元在确定所述高压放电元件的第二端掉电的情况下：

若接收到所述断路器的断开信号，则确定所述供电线路中的断路器断开，

若接收到所述后备保护器的断开信号，则确定用于所述浪涌保护器的后备保护器断开，以及

若接收到所述热脱扣器的脱扣信号，则确定所述热脱扣器断开。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，

所述掉电原因信号包括所述后备保护器的断开信号以及所述热脱扣器的第二端处的电压信号；并且

所述处理单元在确定所述高压放电元件的第二端掉电的情况下：

若接收到所述后备保护器的断开信号，则确定用于所述浪涌保护器的后备保护器断开，

若未接收到所述后备保护器的断开信号且所述热脱扣器的第二端处的电压信号的有效值高于第二阈值，则确定所述热脱扣器断开，以及

若所述热脱扣器的第二端处的电压信号的有效值低于第二阈值，则确定所述供电线路中的断路器断开。

16.根据权利要求11所述的方法，还包括：

所述检测单元检测所述高压放电元件的第二端处的电流，并且将检测到的电流信号发送至所述处理单元；

所述处理单元根据所述电流信号确定所述高压放电元件的剩余寿命；以及

所述传输单元将所述高压放电元件的剩余寿命发送至所述外部设备。

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