CN115603274A - 用于对发动机部件的直流馈电提供接地故障保护的系统和方法 - Google Patents

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CN115603274A CN202210800439.7A CN202210800439A CN115603274A CN 115603274 A CN115603274 A CN 115603274A CN 202210800439 A CN202210800439 A CN 202210800439A CN 115603274 A CN115603274 A CN 115603274A
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Abstract

提供了用于对各种发动机或发电机组部件的直流(DC)馈电提供故障保护的系统和方法。在一些实施例中，发电机组包括布置在DC配电电路和发电机组的子系统之间的接地故障装置。所述接地故障装置被配置为基于所述DC配电电路与所述子系统之间的第一电线中的第一电流与第二电线中的第二电流的比较来检测故障状况。响应于检测到所述故障状况，所述接地故障装置被配置为断开所述子系统。

Description

用于对发动机部件的直流馈电提供接地故障保护的系统和 方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年7月8日提交的名称为“用于对发动机部件的直流馈电提供接地故障保护的系统和方法”的美国临时申请序列号为63/219,573的权益和优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及电力传输。更具体地，本公开涉及用于对向智能电力子系统和/或发动机或发电机组上的部件上的直流馈电进行接地故障保护的系统和方法。
背景技术
在发动机或发电机组上，配电电路可以向发电机组的一个或多个部件提供直流(DC)电力。例如，电池可以向发电机组的DC配电箱和/或电路提供DC电力。然后，DC配电箱可以耦合到发电机组的各个子系统并向其提供DC电力。DC配电箱可以包括保险丝或电流断路器以防止开路故障。但是，发电机组可能容易受到保险丝或断路器无法检测或防止的其他故障的影响。
发明内容
一种实现方式涉及一种发电机组，所述发电机组包括电源、耦合到所述电源的分配电路、耦合到所述分配电路并且被配置为经由第一电线和第二电线接收DC电力的第一子系统、串联连接在所述第一电线上的第一开关、以及耦合到所述第一开关的控制器电路，所述控制器电路被配置为基于所述第一电线中的第一电流和所述第二电线中的第二电流检测所述第一子系统处的故障状况，并基于此选择性地控制所述第一开关。
在一些实施例中，为了检测所述故障状况，所述控制器电路被配置为将所述第一电流的幅度与所述第二电流的幅度进行比较，并确定所述第一电流的幅度比所述第二电流的幅度至少大预定阈值。
在一些实施例中，所述预定阈值在0.01安到0.05安的范围内。
在一些实施例中，所述控制器电路被配置为响应于检测到所述故障状况而打开所述第一开关。
在一些实施例中，所述发电机系统还包括第二子系统，所述第二子系统耦合到所述分配电路并且被配置为经由第三电线和第四电线接收DC电力；以及第二开关，所述第二开关串联连接在所述第一电线上，所述第二开关经由所述控制器电路或第二控制器电路选择性地控制，其中所述控制器电路被配置为基于所述第三电线中的第三电流和所述第四电线中的第四电流检测所述第二子系统处的故障状况。
在一些实施例中，所述控制器电路被配置为通过将所述第三电流的幅度与所述第四电流的幅度进行比较、并确定所述第三电流的幅度比所述第四电流的幅度至少大预定阈值来检测所述第二子系统处的故障状况。
在一些实施例中，所述发电机系统还包括控制器，所述控制器被配置为响应于所述故障状况禁用所述发电机系统并通过显示器提供所述故障状况的通知。
在一些实施例中，所述发电机系统还包括第一电流检测器，所述第一电流检测器被定位成检测所述第一电线上的所述第一电流，所述第一电流检测器耦合到所述控制器电路；以及第二电流检测器，所述第二电流检测器被定位成检测所述第二电线上的所述第二电流，所述第二电流检测器耦合到所述控制器电路。
另一种实现方式涉及一种用于发动机和/或发电机组的子系统的接地故障装置，所述接地故障装置包括壳体，所述壳体被配置为安装到发电机系统；第一输入端子，所述第一输入端子被配置为耦合到所述发电机系统的第一DC端子；第一输出端子，所述第一输出端子被配置为耦合到所述发电机系统的子系统的第一DC端子，其中所述第一输入端子和所述第一输出端子经由开关耦合在一起；第二输入端子，所述第二输入端子被配置为耦合到所述发电机系统的第二DC端子；第二输出端子，所述第二输出端子被配置为耦合到所述发电机系统的所述子系统的第二DC端子，其中所述第二输入端子和所述第二输出端子耦合在一起；以及耦合到所述开关的控制器电路，所述控制器电路被配置为检测所述子系统处的故障状况并响应于检测到所述故障状况打开所述开关。
在一些实施例中，所述控制器电路被配置为通过将所述第一输入端子和所述第一输出端子之间的第一电流的幅度与所述第二输入端子和所述第二输出端子之间的第二电流的幅度进行比较、并确定所述第一电流的幅度比所述第二电流的幅度至少大预定阈值来检测所述故障状况。
在一些实施例中，所述预定阈值在0.01安到0.05安的范围内。
在一些实施例中，所述接地故障装置包括第一电流检测器，所述第一电流检测器被定位成检测所述第一电流，所述第一电流检测器耦合到所述控制器电路；以及第二电流检测器，所述第二电流检测器被定位成检测所述第二电流，所述第二电流检测器耦合到所述控制器电路。
在一些实施例中，所述控制器还被配置为响应于所述故障状况发送信号以禁用所述发电机系统，并通过显示器提供所述故障状况的通知。
又一种实现方式涉及一种方法，所述方法包括在发电机系统的直流(DC)分配电路处接收电力、经由第一电线和第二电线从DC分配电路向子系统提供DC电力、将所述第一电线的第一电流与所述第二电线的第二电流进行比较、基于所述第一电流和所述第二电流的所述比较来检测故障状况、以及响应于检测到所述故障状况，断开到所述第一子系统的所述DC电力。
在一些实施例中，所述方法还包括通过所述发电机系统上的显示器提供所述故障状况的通知。
在一些实施例中，所述方法还包括：用与所述第一电线串联的第一电流检测器检测所述第一电流、以及用与所述第二电线串联的第二电流检测器检测所述第二电流。
在一些实施例中，将所述第一电流与第二电流进行比较包括将所述第一电流的幅度与第二电流的幅度进行比较。
在一些实施例中，所述检测到故障状况包括确定所述第一电流的幅度比所述第二电流的幅度至少大预定阈值。
在一些实施例中，由耦合到所述分配电路的第二子系统经由第三电线和第四电线接收DC电力、选择性地控制串联连接在所述第一电线上的第二开关、以及基于所述第三电线中的第三电流和所述第四电线中的第四电流检测所述第二子系统处的故障状况。
在一些实施例中，所述方法还包括将所述第三电流的幅度与所述第四电流的幅度进行比较、以及确定所述第三电流的幅度比所述第四电流的幅度至少大预定阈值。
附图说明
结合附图，从以下详细描述中将更充分地理解本公开，其中相同的附图标记指代相同的元件，其中：
图1是示出根据示例性实施例的发电机组的框图。
图2是根据示例性实施例的用于发动机和/或发电机组的子系统的接地故障检测装置的示意图。
图3是根据示例性实施例的具有各种子系统的发电机组的示意图。
图4是根据示例性实施例的检测发电机组的子系统的接地故障的方法的流程图。
具体实施方式
在转向详细示出示例性实施例的附图之前，应当理解，本申请不限于在说明书中阐述或在附图中示出的细节或方法。还应理解，术语仅用于描述的目的，而不应被视为限制性的。
总体上参考附图，根据一个示例性实施例，提供了用于为各种发动机或发电机组子系统/部件的直流馈电提供接地故障保护的系统和方法。一种系统包括DC配电箱和发动机(例如，发电机组)的一个或多个子系统(例如部件)。DC配电箱可以耦合到一个或多个电源，例如电池和/或交流发电机。在一些实施例中，DC配电箱可以包括保险丝、断路器和/或诸如整流器、电压调节器等的其他电路。DC配电箱经由正极电缆(例如，第一电缆或电线)和负极电缆(例如，第二电缆或电线)耦合到一个或多个子系统。在一些实施例中，保险丝或断路器可以配置为如果提供给正极电缆的电流高于预定阈值(例如，20安培)，则断开(例如，跳闸)。
在正极和负极电缆可能向发电机组的燃料子系统(例如，燃料泵)供应DC电力的应用中，必须小心避免潜在的危险情况。因此，本文所述的装置、电路和方法能够检测电弧放电事件或其他故障状况，并在可能发生损坏或火灾之前使发电机组或发动机发生故障。例如，在一个实施例中，接地故障电路可以定位或布置在DC配电箱和子系统之间，其检测子系统处的接地故障并使断路器跳闸以在子系统损坏之前中断到子系统的电源并停止任何电弧放电。通过这种方式，发电机组能够主动地防止持续的电弧放电事件。
参考图1，根据一个示例性实施例示出了说明发电机组100的框图。发电机组100包括DC配电箱101、第一子系统102和电源130。在一些实施例中，DC配电箱101、第一子系统102、接地故障电路103和/或电源130可以机械地耦接到或固定到发电机组100的底盘110。底盘110可以包括各种部件或部分，并且由金属和/或其他刚性材料形成。底盘110可以耦合到地，以防止在底盘110上形成任何静电，从而减少潜在的电击或其它电气危险。在一些实施例中，电源130可以耦合到发电机组100的各种部件。例如，电源130可以耦合到发电机组100的起动器111。在一些实施例中，电源130可以包括电池(例如，24伏电池)、交流发电机(例如，具有整流器)和/或任何其他电源。
DC配电箱101机械地和电气地耦合到电源101并且在第一组输入端子处接收电力(例如，直流和/或交流电力)。DC配电箱101包括各种电路部件，以便将DC电力分配给一个或多个子系统，例如第一子系统102。例如，DC配电箱101可以包括一个或多个保险丝、电压调节器、整流器、控制器等，其允许DC配电箱101从电源130接收电力并以预定特性(例如，电压)将电力分配给一个或多个子系统。在一实施例中，DC配电箱101经由第一电缆121(例如，正极电缆/电线)和第二电缆122(例如，负极电缆/电线)向第一子系统102供应DC电力。在一些实施例中，第一电缆121和第二电缆122分别经由第一连接器123和第二连接器124连接到第一子系统102。例如，第一连接器123可以设计成将第一电缆121耦合到第一子系统102的第一端子(例如，第一环形端子)，并且第二连接器124可以设计成将第二电缆122耦合到第一子系统102的第二端子(例如，第二环形端子)。
第一子系统102可以包括印刷电路板120和执行预定义功能的其它电路。例如，第一子系统102可以包括使第一子系统102能够执行系统内的预定义功能的驱动器、马达、泵、控制器等。预定义的功能可以包括对发电机组100的发动机的冷却功能、对发电机组100的发动机的燃料供应功能、和/或发电机组100的运行所必需的其他功能。在一实施例中，第一电缆121和第二电缆122耦合到印刷电路板120的相应端子，以便将DC电力供应给第一子系统102。然而，在一些实施例中，第一电缆121和第二电缆122的连接可能容易受到可能导致电弧放电事件的故障状况的影响。
接地故障电路103被设计成检测从DC配电箱101供应到第一子系统102的电力上的接地故障。在一些实施例中，接地故障电路103可以被包括在DC配电箱101内。替代地或附加地，接地故障电路102可以是与DC配电箱101分开的套件或装置。在一实施例中，接地故障电路102包括定位为第一电缆121的一部分的第一开关131。在其他实施例中，第一开关121可以连接在DC配电箱101的端子与第一电缆121之间。第一开关131耦合到控制器电路132。控制器电路132被配置为选择性地打开和闭合第一开关131，使得可以经由第一开关131和控制器电路132选择性地向第一子系统102提供电力。接地故障电路103还包括定位成读取/检测第一电缆121上的第一电流(I1)的第一电流检测器133、和定位成读取/检测第二电缆122上的第二电流(I2)的第二电流检测器134。第一电流检测器133和第二电流检测器134耦合到控制器电路132。
控制器电路132接收第一电流(I1)和第二电流(I2)的读数，并基于第一电流(I1)和第二电流(I2)的幅度来控制第一开关131。例如，如果第一电流(I1)的幅度距第二电流(I2)的幅度在预定阈值(0.05安培)内，则控制器电路132可以不打开第一开关131。但是，如果第一电流(I1)的幅度和第二电流(I2)的幅度之间的差值大于预定阈值(0.05安培)，则控制器电路132可以打开第一开关131以防止电力被供应到第一子系统102。在一些实施例中，可以通过用户输入设置和/或调整预定阈值。在一些实施例中，第一电流(I1)的幅度大于第二电流(I2)的幅度可以向控制器电路132指示存在故障状况(例如，接地故障)。例如，第一电流(I1)的幅度大于第二电流(I2)的幅度可以表示被供应给第一子系统102的电流的一部分(例如，I1和I2之间的差值)是经由底盘110经由第三电流(I3)传输到地，这可以表示电弧放电事件。
在一些实施例中，控制器电路132还可以可通信地耦合到发电机组的主控制器。在打开第一开关131时，控制器电路132可以向主控制器发送通知或故障消息。在一些实施例中，发电机组100和/或主控制器可以自动检测第一开关131何时被打开，并且使得故障通知被显示在发电机组的面板上、和/或将消息发送到与发电机组100的管理员相关联的个人计算装置。发电机组100可以在后续操作之前手动重置，并且通知可以向管理员指示已经发生电弧放电事件和/或接地故障。以这种方式，接地故障电路132能够检测具有特殊性的接地故障(例如，在特定子系统处高于预定阈值的小接地故障)并防止对发电机组100部件的危害和/或损坏。
参考图2，根据一个示例性实施例示出了用于发动机和/或发电机组的子系统的接地故障电路200(例如，接地故障检测装置)的示意图。在一些实施例中，接地故障电路200可以是如参考图1所描绘的的DC配电箱101的一部分。在其他实施例中，接地故障电路200可以是具有壳体并被配置为定位在配电箱101和子系统(例如，第一子系统101)之间的独立装置或套件。例如，壳体可以设计成安装到发电机组或发动机(例如，底盘)并设计成与现有发电机组集成，在DC电源和一个或多个不同子系统之间。
接地故障电路200可以包括设计成耦合到DC配电箱的正极端子(例如，正极DC电压端子)的第一输入端子201、和设计成耦合到DC配电箱的负极端子(例如，负极DC电压端子)的第二输入端子202。接地故障电路200可以包括设计成耦合到发电机组的子系统的正极端子的第一输出端子211、和设计成耦合到子系统的负极端子的第二输出端子212。第一输入端子201经由开关220耦合到第一输出端子211。第二输入端子202耦合到第二输出端子212。
接地故障电路200可以包括：第一电流检测器221和第二电流检测器222，第一电流检测器221被配置为检测第一输入端子201和第一输出端子211之间的第一电流，第二电流检测器222被配置为检测第二输入端子202和第二输出端子212之间的第二电流。在一些实施例中，接地故障电路200包括耦合到开关220、第一电流检测器221和第二电流检测器222的控制器电路232。在各种实施例中，控制器电路232可以耦合到电源。例如，接地故障电路200可以包括被配置为向控制器电路232供电的一个或多个电池。在一些实施例中，控制器电路232可以包括被配置为耦合到外部电源和/或耦合到另一控制器的通信终端的一个或多个端子。替代地或附加地，接地故障电路200可以包括耦合到控制器电路232的收发器，其能够通过例如蓝牙或其他无线通信协议与个人设备和/或发电机组的其他控制器进行无线通信。
控制器电路232被设计成将经由第一电流检测器221检测到的第一电流与经由第二电流检测器222检测到的第二电流进行比较，并且基于此选择性地打开和/或闭合开关220。例如，控制器电路232可以将第一电流的第一幅度与第二电流的第二幅度进行比较。如果第一幅度比第二幅度大预定阈值，则控制器电路232可以打开开关220。在一些实施例中，基于接地故障电路200的应用程序，通过用户输入来确定、设置和/或调整预定阈值。例如，预定阈值可以在毫安(mA)的量级或更小，但不限于此。通过这种方式，接地故障电路能够将电源从经历具有特殊性的潜在故障的子系统断开，从而确保在小故障发展为大故障之前检测到小故障。
参考图3，根据一个示例性实施例示出了具有各种子系统的发电机组300的示意图。发电机组300包括电源301、DC配电电路302(例如，DC配电箱)、第一子系统303、第二子系统304和第三子系统305。电源101耦合到DC配电电路302的输入端子。在一些实施例中，电源101还可以直接连接到发电机组的其他设备，例如起动器电路310。例如，起动器电路310可以被配置为起动发电机组的发动机。
DC配电电路302被配置为从电源101接收电力并将DC电力分配给各个子系统303、304和305。在一些实施例中，发电机组300可以包括附加的或更少的子系统303、304和305。在所描绘的示例中，第一子系统303是燃料泵系统、第二子系统304是水泵系统、并且第三子系统305是风扇或气流系统。应当理解，该示例仅用于说明目的，并且在替代实施例中，子系统可以包括其他类型的子系统。子系统303、304和305中的每一个被配置为经由相应的端子和电线从DC配电电路接收DC电力。
子系统303、304和305中的每一个被配置为经由相应的端子和电线(例如，正极和负极电线/电缆)从DC配电电路接收DC电力。发电机组300包括耦合在子系统303、304和305中的每一个与DC配电电路302之间的接地故障电路306a-c。接地故障电路306a-c可以类似于上面参考图1和2描述的接地故障电路。在该配置中，发电机组300能够经由接地故障电路306a-c精确地检测子系统303、304和305处的接地故障，这确保检测和管理任何小故障。在一些实施例中，接地故障电路306a-c中的每一个可以通信地耦合到发电机组的系统控制器，使得当检测到故障时，系统控制器能够关闭发电机组，并且基于接地故障电路306a-c检测到故障并断开到相应子系统的电源来通知用户检测到的故障的位置。在一些实施例中，接地故障电路306a-c可以共享一个或多个控制电路或具有相应的控制电路以监测故障并控制相应的开关。
参考图4，根据一个示例性实施例示出了检测发电机组的子系统的接地故障的方法400的流程图。方法400可以由控制器(例如，控制器电路132)执行。方法400允许系统(例如，发动机系统、发电机系统、发电机组100)检测故障状况。
在操作401中，系统的DC分配电路从一个或多个电源接收电力。例如，DC分配电路可以经由第一输入端子和第二输入端子从一个或多个电源(例如，电池)接收电力。DC分配电路可以调节电力并且在操作402处经由第一电线(例如，在正极端子处)和第二电线(例如，在负极端子处)向子系统提供具有特定特性(例如，电压特性)的DC电力。在一些实施例中，第一电线耦合到子系统的控制器电路(例如，印刷电路板)的第一端子，并且第二电线耦合到子系统的控制器电路的第二端子。
在操作403中，将流过第一电线的第一电流与流过第二电线的第二电流进行比较。在一些实施例中，通过发电机组的控制器电路或接地故障电路的控制器电路来比较第一电流和第二电流。在各种实施例中，将第一电流的第一幅度与第二电流的第二幅度进行比较。如果第一幅度和第二幅度相同，则未检测到故障。在各种其他实施例中，可以执行第一电流和第二电流之间的其他比较。
在操作404中，控制器电路基于第一电流和第二电流的比较来检测故障状况。例如，第一幅度可以由控制器电路确定为超过第二幅度预设阈值(例如，0.05A)，这可以指示故障状况。故障状况可能是子系统发生接地故障。例如，由于第一幅度超过第二幅度，控制器电路可以确定电力(例如，电流)正在子系统中的某处泄漏到地。此外，接地电流故障可能导致子系统内的电弧放电事件(例如，等离子弧)，如果未检测到，可能会导致子系统部件发热和损坏。
在操作405中，DC电力从第一子系统断开。例如，在一些实施例中，控制器电路可以打开第一电线上的开关，该开关断开到子系统的电力。在一些实施例中，控制器电路可以使系统关闭，从而断开到所有子系统的电力。在各种实施例中，控制器电路可以打开电源和DC分配电路之间的开关，从而断开到所有子系统的电力。可替代地或附加地，控制器电路可以使通知被发送到系统的显示器或与系统的用户相关联的个人设备。该通知可以向用户或维护人员指示特定子系统上存在故障，从而允许他们检查与子系统的连接和/或重置系统以供将来操作。
以上参考附图描述了本公开。这些附图说明了实现本公开的系统、方法和程序的特定实施例的某些细节。然而，用附图描述本公开不应被解释为对本公开施加任何可能存在于附图中的限制。本公开考虑了在任何机器可读介质上用于完成其操作的方法、系统和程序产品。本公开的实施例可以使用现有的计算机处理器来实现，或者通过为此或其他目的而结合的专用计算机处理器或通过硬连线系统来实现。本文中主张的元件不应根据35U.S.C.§112(第六段)的规定来解释，除非使用短语“用于.....”明确叙述该元件。此外，本公开中的任何元件、部件或方法步骤都不旨在专用于公众，无论该元件、部件或方法步骤是否在权利要求中明确记载。
如上所述，在本公开范围内的实施例包含包括用于携带或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质的程序产品。这种机器可读存储介质可以是可以由计算机或具有处理器的其他机器访问的任何可用介质。作为示例，这种机器存储可读介质可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CDROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁性存储设备、或可用于以机器可执行指令或数据结构形式携带或存储所需程序代码并可以由计算机或具有处理器的其他机器访问的任何其他介质。上述组合也包括在机器可读存储介质的范围内。机器可执行指令包括例如使计算设备或机器执行特定功能或功能组的指令和数据。如本文所引用的，机器或计算机可读存储介质不包括暂时性介质(即，空间中的信号)。
在方法步骤的一般上下文中描述了本公开的实施例，该方法步骤可以在一个实施例中通过包括机器可执行指令的程序产品来实现，诸如例如以由联网环境中的机器执行的程序模块的形式的程序代码。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。机器可执行指令、相关联的数据结构和程序模块表示用于执行本文公开的方法的步骤的程序代码的示例。这种可执行指令或相关联的数据结构的特定序列表示用于实现这些步骤中描述的功能的相应动作的示例。
本公开的实施例可以在使用与具有处理器的一个或多个远程计算机的逻辑连接的网络环境中实施。逻辑连接可以包括局域网(LAN)和广域网(WAN)，在此以示例而非限制的方式呈现。这种网络环境在办公室范围或企业范围的计算机网络、内联网和互联网中很常见，并且可以使用多种不同的通信协议。本领域技术人员将理解，这种网络计算环境通常包括多种类型的计算机系统配置，包括个人计算机、手持设备、多处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子产品、网络PC、服务器、小型计算机、大型计算机等。本公开的实施例还可以在分布式计算环境中实践，其中任务由通过通信网络链接(通过硬连线链路、无线链路或通过硬连线链路或无线链路的组合)的本地和远程处理设备执行。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储设备两者中。
用于实现本公开的整个系统或部分的示例性系统可以包括计算设备，该计算设备包括例如处理单元、系统存储器以及将包括系统存储器的各种系统部件耦合到处理单元的系统总线。系统存储器可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)或其他非暂时性存储介质。计算机还可以包括用于读取和写入磁硬盘的磁硬盘驱动器、用于读取或写入可移动磁盘的磁盘驱动器以及用于读取或写入诸如CDROM或其他光学介质的可移动光盘的光盘驱动器。驱动器及其相关的机器可读介质为计算机提供机器可执行指令、数据结构、程序模块和其他数据的非易失性存储。
应当注意，虽然这里提供的流程图示出了方法步骤的特定顺序，但是应当理解，这些步骤的顺序可能与所描绘的不同。还可以同时执行或者部分同时执行两个或更多个步骤。这种变化将取决于所选的软件和硬件系统以及设计者的选择。应该理解，所有这些变化都在本公开的范围内。同样，可以用具有基于规则的逻辑和其他逻辑的标准编程技术来完成本公开的软件和网络实现，以完成各种数据库搜索步骤、相关步骤、比较步骤和决策步骤。还应注意，本文和权利要求中使用的词语“部件”旨在涵盖使用一行或多行软件代码的实现方式、和/或硬件实现方式、和/或用于接收手动输入的设备。
出于说明和描述的目的，已经呈现了本公开的实施例的前述描述。并非旨在穷举或将本公开限制为所公开的精确形式，并且根据上述教导可以进行修改和变化，或者可以从本公开的实践中获得。选择和描述实施例是为了解释本公开的原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够在各种实施例中利用本公开并且具有适合于预期的特定用途的各种修改。

Claims (20)

1.一种发电机系统，其特征在于，包括：
电源；
耦合到所述电源的分配电路；
第一子系统，所述第一子系统耦合到所述分配电路并且被配置为经由第一电线和第二电线接收DC电力；
串联连接在所述第一电线上的第一开关；以及
耦合到所述第一开关的控制器电路，其中所述控制器电路被配置为基于所述第一电线中的第一电流和所述第二电线中的第二电流检测所述第一子系统处的故障状况，并基于此选择性地控制所述第一开关。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，为了检测故障状况，所述控制器电路被配置为将所述第一电流的幅度与所述第二电流的幅度进行比较，并确定所述第一电流的幅度比所述第二电流的幅度至少大预定阈值。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述预定阈值在0.01安到0.05安的范围内。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器电路被配置为响应于检测到所述故障状况而打开所述第一开关。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
第二子系统，所述第二子系统耦合到所述分配电路并且被配置为经由第三电线和第四电线接收DC电力；以及
串联在所述第一电线上的第二开关，所述第二开关经由所述控制器电路或第二控制器电路选择性地控制，其中所述控制器电路被配置为基于所述第三电线中的第三电流和所述第四电线中的第四电流检测所述第二子系统处的故障状况。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制器电路被配置为通过将所述第三电流的幅度与所述第四电流的幅度进行比较、并确定所述第三电流的幅度比所述第四电流的幅度至少大预定阈值来检测所述第二子系统处的故障状况。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器被配置为响应于所述故障状况禁用所述发电机系统并通过显示器提供所述故障状况的通知。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
第一电流检测器，所述第一电流检测器被定位成检测所述第一电线上的所述第一电流，所述第一电流检测器耦合到所述控制器电路；以及
第二电流检测器，所述第二电流检测器被定位成检测所述第二电线上的所述第二电流，所述第二电流检测器耦合到所述控制器电路。
9.一种用于发电机系统的接地故障装置，其特征在于，所述接地故障装置包括：
壳体，所述壳体被配置为安装到发电机系统；
第一输入端子，所述第一输入端子被配置为耦合到所述发电机系统的第一DC端子；
第一输出端子，所述第一输出端子被配置为耦合到所述发电机系统的子系统的第一DC端子，其中所述第一输入端子和所述第一输出端子经由开关耦合在一起；
第二输入端子，所述第二输入端子被配置为耦合到所述发电机系统的第二DC端子；
第二输出端子，所述第二输出端子被配置为耦合到所述发电机系统的所述子系统的第二DC端子，其中所述第二输入端子和所述第二输出端子耦合在一起；以及
耦合到所述开关的控制器电路，所述控制器电路被配置为检测所述子系统处的故障状况并响应于检测到所述故障状况打开所述开关。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制器电路被配置为通过将所述第一输入端子和所述第一输出端子之间的第一电流的幅度与所述第二输入端子和所述第二输出端子之间的第二电流的幅度进行比较、并确定所述第一电流的幅度比所述第二电流的幅度至少大预定阈值来检测所述故障状况。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述预定阈值在0.01安到0.05安的范围内。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：
第一电流检测器，所述第一电流检测器被定位成检测所述第一电流，所述第一电流检测器耦合到所述控制器电路；以及
第二电流检测器，所述第二电流检测器被定位成检测所述第二电流，所述第二电流检测器耦合到所述控制器电路。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制器电路还被配置为响应于所述故障状况发送信号以禁用所述发电机系统，并通过显示器提供所述故障状况的通知。
14.一种检测发电机系统的子系统上的接地故障的方法，其特征在于，所述方法包括：
在发电机系统的直流(DC)分配电路处接收电力；
经由第一电线和第二电线从所述DC分配电路向子系统提供DC电力；
将所述第一电线的第一电流与所述第二电线的第二电流进行比较；
基于所述第一电流和所述第二电流的所述比较来检测故障状况；以及
响应于检测到所述故障状况，断开到所述第一子系统的所述DC电力。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括通过所述发电机系统上的显示器提供所述故障状况的通知。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：
用与所述第一电线串联的第一电流检测器检测所述第一电流；以及
用与所述第二电线串联的第二电流检测器检测所述第二电流。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，将所述第一电流与第二电流进行比较包括将所述第一电流的幅度与第二电流的幅度进行比较。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述检测到故障状况包括确定所述第一电流的幅度比所述第二电流的幅度至少大预定阈值。
19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：
由耦合到所述分配电路的第二子系统经由第三电线和第四电线接收DC电力；
选择性地控制串联连接在所述第一电线上的第二开关；以及
基于所述第三电线中的第三电流和所述第四电线中的第四电流检测所述第二子系统处的故障状况。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述第三电流的幅度与所述第四电流的幅度进行比较；以及
确定所述第三电流的幅度比所述第四电流的幅度至少大预定阈值。
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