CN116979481A - 剩余电流动作保护器、配电系统和脱扣控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了剩余电流动作保护器、配电系统和脱扣控制方法，该剩余电流动作保护器，包括：脱扣模块、剩余电流检测模块和处理模块；脱扣模块连接在电源与负载之间，剩余电流检测模块连接在脱扣模块与负载之间的供电线路上；剩余电流检测模块，被构造为采集用于指示负载的供电线路中剩余电流的剩余电流信号，并将剩余电流信号发送给处理模块；处理模块，被构造为根据剩余电流信号和脱扣曲线，在任一频率的剩余电流大于相对应的脱扣电流阈值时，控制脱扣模块执行脱扣动作，断开负载的供电线路，其中，脱扣曲线用于指示剩余电流的频率与脱扣电流阈值的对应关系，脱扣曲线基于供电线路的固有剩余电流确定。本方案能够提高配电的稳定性。

Description

剩余电流动作保护器、配电系统和脱扣控制方法
技术领域
本申请涉及电气工程技术领域，尤其涉及一种剩余电流动作保护器、配电系统和脱扣控制方法。
背景技术
剩余电流动作保护器(Residual Current Operated Protective Device，RCD)是一种在电路的剩余电流在规定条件下达到规定值时，引起触头动作而断开主电路的保护设备。剩余电流动作保护器能够在发生漏电故障时脱扣，以防止人身触电、电器火灾和电器设备损坏，被广泛应用于家庭及工业配电系统中。
目前，剩余电流动作保护器根据标准的脱扣曲线执行脱扣动作，在剩余电流达到脱扣曲线定义的动作电流时脱扣。
然而，在配电系统包括变频器、变频驱动器等高开关频率的负载时，会产生高频剩余电流，该高频剩余电流会导致剩余电流动作保护器脱扣，但该高频剩余电流并非故障所致，因此会造成剩余电流动作保护器误动作，影响配电的稳定性。
发明内容
有鉴于此，本申请提供的剩余电流动作保护器、配电系统和脱扣控制方法，能够提高配电的稳定性。
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种剩余电流动作保护器，包括：脱扣模块、剩余电流检测模块和处理模块；所述脱扣模块连接在电源与负载之间，所述剩余电流检测模块连接在所述脱扣模块与负载之间的供电线路上；所述剩余电流检测模块，被构造为采集用于指示负载的供电线路中剩余电流的剩余电流信号，并将所述剩余电流信号发送给所述处理模块；所述处理模块，被构造为根据所述剩余电流信号和脱扣曲线，在任一频率的所述剩余电流大于相对应的脱扣电流阈值时，控制所述脱扣模块执行脱扣动作，断开负载的供电线路，其中，所述脱扣曲线用于指示剩余电流的频率与脱扣电流阈值的对应关系，所述脱扣曲线基于所述供电线路的固有剩余电流确定。
根据本申请实施例的第二方面，提供了一种脱扣控制方法，应用于剩余电流动作保护器，所述剩余电流动作保护器包括脱扣模块和剩余电流检测模块，所述脱扣模块连接在电源与负载之间，所述剩余电流检测模块连接在所述脱扣模块与负载之间的供电线路上，所述方法包括：获取所述剩余电流检测模块采集的用于指示负载的供电线路中剩余电流的剩余电流信号；根据所述剩余电流信号和脱扣曲线，在任一频率的所述剩余电流大于相对应的脱扣电流阈值时，控制所述脱扣模块执行脱扣动作，断开负载的供电线路，其中，所述脱扣曲线用于指示剩余电流的频率与脱扣电流阈值的对应关系，所述脱扣曲线基于所述供电线路的固有剩余电流确定。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种配电系统，包括：电源、至少一个负载和至少一个第一方面中的剩余电流动作保护器；各所述剩余电流动作保护器的输入端分别与所述电源相连接；每个所述剩余电流动作保护器的输出端与至少一个所述负载相连接。
根据本申请实施例的第四方面，提供了一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述第二方面所提供脱扣控制方法对应的操作。
根据本申请实施例的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行上述第二方面所提供脱扣控制方法对应的操作。
根据本申请实施例的第六方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行如上述第一方面提供的脱扣控制方法。
由上述技术方案，剩余电流检测模块采集剩余电流信号，处理模块根据剩余电流信号和脱扣曲线控制脱扣模块执行脱扣动作，在任一频率的剩余电流大于脱扣曲线中该频率对应的脱扣电流阈值时，处理模块控制脱扣模块执行脱扣动作，断开负载的供电线路。由于脱扣曲线是基于负载供电线路的固有剩余电流确定，所以固有剩余电流的频率在脱扣曲线中对应的脱扣电流阈值大于固有剩余电流的幅值，保证负载供电线路的固有剩余电流不会导致脱扣模块执行脱扣动作，从而可以减少剩余电流动作保护器的误动作，进而提高配电的稳定性。
附图说明
图1是本申请一个实施例的剩余电流动作保护器的示意图；
图2是本申请另一个实施例的剩余电流动作保护器的示意图；
图3是本申请一个实施例的脱扣曲线的示意图；
图4是本申请又一个实施例的剩余电流动作保护器的示意图；
图5是本申请一个实施例的包括通信模块的剩余电流动作保护器的示意图；
图6是本申请再一个实施例的四提供的一种电子设备的示意图；
图7是本申请一个实施例的脱扣控制方法的流程图；
图8是本申请一个实施例的配电系统的示意图；
图9是本申请一个实施例的电子设备的示意图。
附图标记列表：
10：剩余电流动作保护器 20：电源 30：负载
40：数据收集器 700：脱扣控制方法 800：配电系统
900：电子设备 11：脱扣模块 12：剩余电流检测模块
13：处理模块 14：通信模块 15：指示模块
131：数字滤波单元 132：脱扣控制单元 133：上限检测单元
134：频域分析单元 301：上限脱扣曲线 302：下限脱扣曲线
303：标准脱扣曲线 121：零序电流互感器 122：激励电路
123：运算放大器 902：处理器 904：通信接口
906：存储器 908：通信总线 910：程序
135：模数转换器
701：获取剩余电流检测模块采集的剩余电流信号
702：在任一频率的剩余电流大于相脱扣电流阈值时，控制脱扣模块执行脱扣动作
具体实施方式
如前所述，目前的剩余电流动作保护器具有标准的脱扣曲线，在将剩余电流动作保护器安装到配电系统后，在供电线路中剩余电流达到脱扣曲线定义的动作电流后，剩余电流动作保护器执行脱扣动作，断开负载的供电线路。然而，不同的配电系统中负载的类型不同，对于包括变频器、变频驱动器等高开关频率负载的配电系统，会在负载的供电线路中产生高频剩余电流，基于标准的脱扣曲线该高频剩余电流会导致剩余电流动作保护器脱扣，但该高频剩余电流并非故障所致，因此会造成剩余电流动作保护器误动作，进而影响配电的稳定性。
在本申请实施例中，剩余电流动作保护器的脱扣曲线基于供电线路的固有剩余电流确定，脱扣曲线定义了剩余电流的频率与脱扣电流阈值的对应关系，当供电线路中任一频率的剩余电流大于脱扣曲线定义的脱扣电流阈值时，剩余电流动作保护器执行脱扣动作，断开负载的供电线路。由于脱扣曲线是基于供电线路的固有剩余电流确定的，因此可以使供电线路的固有剩余电流的频率对应较大的脱扣电流阈值，保证供电线路的固有剩余电流不会导致剩余电流动作保护器脱扣，从而减少剩余电流动作保护器误动作的次数，提高配电的稳定性。
下面结合附图对本申请实施例提供的剩余电流动作保护器、配电系统和控制方法进行详细说明。
剩余电流动作保护器
图1是本申请实施例提供的一种剩余电流动作保护器的示意图。如图1所示，剩余电流动作保护器10包括脱扣模块11、剩余电流检测模块12和处理模块13。脱扣模块11连接在电源20与负载30之间，剩余电流检测模块12连接在脱扣模块11与负载30之间的供电线路上。剩余电流检测模块12可以采集用于指示负载30的供电线路中剩余电流的剩余电流信号，并将剩余电流信号发送给处理模块13。处理模块13可以根据剩余电流信号和脱扣曲线，在任一频率的剩余电流大于相对应的脱扣电流阈值时，控制脱扣模块11执行脱扣动作，以断开负载30的供电线路。其中，脱扣曲线用于指示剩余电流的频率与脱扣电流阈值的对应关系，脱扣曲线基于负载30的供电线路的固有剩余电流确定。
脱扣曲线可以指示剩余电流的频率与脱扣电流阈值的对应关系，根据脱扣曲线可以确定不同频率的剩余电流对应的脱扣电流阈值。脱扣电流阈值是脱扣模块11动作的临界电流值，当某一频率的剩余电流大于相对应的脱扣电流阈值时，说明负载侧发生短路、漏电等故障，进而处理模块13控制脱扣模块11执行脱扣动作，断开负载30的供电线路，停止向负载30供电。
在本申请实施例中，剩余电流检测模块12采集剩余电流信号，处理模块13根据剩余电流信号和脱扣曲线控制脱扣模块11执行脱扣动作，在任一频率的剩余电流大于脱扣曲线中该频率对应的脱扣电流阈值时，处理模块13控制脱扣模块11执行脱扣动作，断开负载30的供电线路。由于脱扣曲线是基于负载30供电线路的固有剩余电流确定，所以固有剩余电流的频率在脱扣曲线中对应的脱扣电流阈值大于固有剩余电流的幅值，保证负载30供电线路的固有剩余电流不会导致脱扣模块11执行脱扣动作，从而可以减少剩余电流动作保护器10的误动作，进而提高配电的稳定性。
图2是本申请另一个实施例的剩余电流动作保护器的示意图。如图2所示，处理模块13包括数字滤波单元131和脱扣控制单元132。数字滤波单元131可以根据负载30的额定电流、负载30的工作频率和负载30供电线路的电缆长度，确定负载30供电线路的固有剩余电流，并根据负载30供电线路的固有剩余电流生成脱扣曲线，使脱扣曲线上负载30供电线路的固有剩余电流对应的脱扣电流阈值大于该固有剩余电流的幅值。脱扣控制单元132可以根据剩余电流信号和脱扣曲线，在负载30供电线路中任一频率的剩余电流大于脱扣曲线中该频率对应的脱扣电流阈值时，控制脱扣模块11执行脱扣动作，断开负载30的供电线路。
在本申请实施例中，负载30的额定电流、工作频率以及供电线路的电缆长度，都会影响负载30供电线路的固有剩余电流，比如电缆长度增加会导致负载30供电线路的固有剩余电流增大，负载30的工作频率会影响固有剩余电流的频率，负载30的额定电流会影响固有剩余电流的幅值，数字滤波单元131根据负载30的额定电流、工作频率及供电线路的电缆长度确定负载30供电线线路的固有剩余电流，保证所确定固有剩余电流的准确性。
数字滤波单元131可以对剩余电流信号进行数字滤波处理，并将数字滤波处理的结果发送给脱扣控制单元132，进而脱扣控制单元132可以判断任一频率的剩余电流是否大于脱扣曲线中该频率对应的脱扣电流阈值，并在确定任一频率的剩余电流大于脱扣曲线中该频率对应的脱扣电流阈值时，控制脱扣模块11执行脱扣动作。
在一种可能的实现方式中，预先确定有目标频率，脱扣控制单元132可以根据剩余电流信号，确定目标频率对应的剩余电流是否大于第一电流阈值，其中，第一电流阈值小于脱扣曲线上目标频率对应的脱扣电流阈值。如果目标频率对应的剩余电流大于第一电流阈值，脱扣控制单元132控制脱扣模块11执行脱扣动作，以断开负载30的供电线路。
例如，目标频率为10kHz，第一电流阈值为5A，脱扣曲线上10kHz的剩余电流对应的脱扣电流阈值为10A。当脱扣控制单元132确定负载30供电线路中10kHz的剩余电流大于5A时，便会控制脱扣模块11执行脱扣动作，以断开负载30的供电线路。
在本申请实施例中，用户可以根据需求设定目标频率和第一电流阈值，第一电流阈值小于脱扣曲线上目标频率对应的脱扣电流阈值，当目标频率的剩余电流大于第一电流阈值时，脱扣控制单元132控制脱扣模块11执行脱扣动作。如果用户认为脱扣曲线上目标频率对应的脱扣电流阈值太大，存在安全风险，则用户可以设定与目标频率相对应的第一电流阈值，使第一电流阈值小于脱扣曲线上目标频率对应的脱扣电流阈值，当目标频率的剩余电流大于第一电流阈值时，脱扣控制单元132便会控制脱扣模块11执行脱扣动作，从而可以满足不同用户的个性化要求，提高用户对于剩余电流动作保护器10的使用体验。
需要说明的是，目标频率可以是一个或多个，当目标频率为多个时，每个目标频率具有相对应的第一电流阈值，不同目标频率对应的第一电流阈值可以相同或不同。
在一种可能的实现方式中，数字滤波单元131在生成脱扣曲线时，根据负载30供电线路的固有剩余电流及预设的上限脱扣曲线和下限脱扣曲线生成脱扣曲线，其中，任一剩余电流频率在脱扣曲线上对应的脱扣电流阈值，位于该剩余电流频率在上限脱扣曲线和下限脱扣曲线上对应的脱扣电流阈值之间。
图3是本申请一个实施例的脱扣曲线的示意图。如图3所示，横坐标为剩余电流的频率，单位为赫兹(Hz)，纵坐标为脱扣电流阈值与剩余电流动作保护器10的额定漏电动作电流(Idn)的比值。曲线301为上限脱扣曲线，曲线302为下限脱扣曲线，数字滤波单元131生成的脱扣曲线位于曲线301和曲线301之间。
在本申请实施例中，预先设定上限脱扣曲线和下限脱扣曲线，数字滤波单元131在根据负载30供电线路的固有剩余电流生成脱扣曲线时，所生成的脱扣曲线位于上限脱扣曲线和下限脱扣曲线之间，避免脱扣电流阈值过大导致故障发生时脱扣模块11不执行脱扣动作，也避免脱扣电流阈值设置过小导致脱扣模块11频繁误动作，从而能够在保证配电系统安全性的前提下，减少剩余电流动作保护器10的误动作。
如图3所示，曲线303为相关标准定义的标准脱扣曲线，上限脱扣曲线(曲线301)位于曲线303下方，保证在各项误差的作用下，基于脱扣曲线确定的脱扣电流阈值不会超过相关标准的规定值，从而保证剩余电流动作保护器10满足相关标准的要求。
在一种可能的实现方式中，在脱扣控制单元132由于某一频率的剩余电流大于脱扣曲线中该频率对应的脱扣电流阈值，而控制脱扣模块11执行脱扣动作后，数字滤波单元131可以对脱扣曲线进行更新，增大该频率在更新后脱扣曲线上对应的脱扣电流阈值，其中，更新后脱扣曲线上该频率对应的脱扣电流阈值，小于上限脱扣曲线上该频率对应的脱扣电流阈值。
例如，脱扣曲线上10kHz的剩余电流对应的脱扣电流阈值为10A，上限脱扣曲线上10kHz的剩余电流对应的脱扣电流阈值为15A。在负载30供电线路上10kHz的剩余电流为12A时，脱扣控制单元132因12A的剩余电流大于10A的脱扣电流阈值而控制脱扣模块11执行脱扣动作，然后数字滤波单元131对脱扣曲线进行更新，增大脱扣曲线上10kHz的剩余电流对应的脱扣电流阈值，使更新后脱扣曲线上10kHz的剩余电流对应的脱扣电流阈值大于10A且小于或等于15A。
在脱扣控制单元132由于某一频率的剩余电流大于脱扣曲线中该频率对应的脱扣电流阈值，而控制脱扣模块11执行脱扣动作后，数字滤波单元131在对脱扣曲线进行更新时，数字滤波单元131可以按照预设的电流增幅，增大该频率在脱扣曲线中对应的脱漏电流阈值。比如预设的电流增幅为1A，脱扣曲线上10kHz的剩余电流对应的脱扣电流阈值为10A，上限脱扣曲线上10kHz的剩余电流对应的脱扣电流阈值为15A，在负载30供电线路上10kHz的剩余电流为12A，使得脱扣控制单元132控制脱扣模块11执行脱扣动作后，数字滤波单元131将脱扣曲线中10kHz的剩余电流对应的脱扣电流阈值由10A调整为11A。
在本申请实施例中，在某一频率的剩余电流大于相对应的脱扣电流阈值，导致脱扣模块11执行脱扣动作后，数字滤波单元131对脱扣曲线进行更新，以增大脱扣曲线中该频率对应的脱扣电流阈值，实现了脱扣曲线的自适应调节，使得剩余电流动作保护器10能够更好的与负载30和配电系统相匹配，从而更加有效的对配电系统进行防护，而且保证配电系统的可靠性。
图4是本申请一个实施例的剩余电流动作保护器的示意图。如图4所示，处理模块13包括上限检测单元133。上限检测单元133可以根据剩余电流信号，确定不同频率的剩余电流相叠加后的电流幅值，并将确定出的电流幅值发送给脱扣控制单元132。脱扣控制单元132可以判断电流幅值是否大于第二电流阈值，如果电流幅值大于第二电流阈值，则控制脱扣模块11执行脱扣动作，以断开负载30的供电线路。
在本申请实施例中，当负载30供电线路中低频剩余电流与高频剩余电流的比值较小时，低频剩余电流将会被高频剩余电流湮没，无法确定低频剩余电流的幅值是否大于相对应的脱扣电流阈值，进而在产生低频剩余电流的故障发生时脱扣模块11不会执行脱扣动作，造成安全防风险。在上限检测单元133确定不同频率的剩余电流相叠加后的电流幅值大于第二电流阈值时，低频剩余电流与高频剩余电流的比值较小，低频剩余电流将被高频剩余电流湮没，此时脱扣控制单元132控制脱扣模块11执行脱扣动作，避免无法确定低频剩余电流是否大于相对应的脱扣电流阈值，而导致故障发生时脱扣模块11未执行脱扣动作的情况发生，保证了配电的安全性。
图5是本申请一个实施例的剩余电流动作保护器的示意图。如图5所示，剩余电流动作保护器10包括通信模块14，处理模块13包括频域分析单元134。频域分析单元134可以在频域对剩余电流信号进行分析，确定大于相对应脱扣电流阈值的剩余电流的频率信息，并将所确定的频率信息发送给通信模块14。通信模块14可以将接收到的频率信息发送给剩余电流动作保护器10外部的数据收集器。
频域分析单元134通过在频域对剩余电流信息进行分析，可以确定导致脱扣模块11执行脱扣的剩余电流的频率，而不同类型的故障所产生剩余电流的频率不同，通信模块14将导致脱扣的剩余电流的频率信息发送给数据收集器后，数据收集器可以根据频率信息确定导致剩余电流动作保护器10脱扣的故障类型，进而方便对配电系统进行故障排除，提高用户的使用体验。
例如，在负载包括变频器的配电系统中，如果导致剩余电流动作保护器10脱扣的剩余电流的频率为50Hz，则可能是变频器的输入有接地故障，如果导致剩余电流动作保护器10脱扣的剩余电流的频率为5kHz，而转换器的开关频率为5kHz，则可能是绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)接地故障。
可选地，频域分析单元134可通过快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)对剩余电流信号进行分析，以确定脱扣剩余电流的频率。
图6是本申请一个实施例的剩余电流动作保护器的示意图。如图6所示，剩余电流检测模块12包括零序电流互感器(Zero-Sequence Current Transformer，ZCT)121、激励电路122和运算放大器123。零序电流互感器121连接在脱扣模块11与负载30之间的供电线路上。零序电流互感器121分别与激励电路122和运算放大器123相连接。激励电路122可以向零序电流互感器121提供激励信号。零序电流互感器121可以基于激励信号，检测负载30供电线路中的剩余电流，并将检测到的电流信号发送给运算放大器123。运算放大器123可以对电流信号进行低通滤波处理，并对低通滤波处理后的电流信号进行放大处理，获得剩余电流信号，然后将剩余电流信号发送给处理模块13。
零序电流互感器121连接在负载30的供电线路上，当负载30的供电线路发生触电或漏电故障时，零序电流互感器121可以检测到负载30的供电线路中的剩余电流，获得用于指示剩余电流的电流信号。零序电流互感器121采集到的电流信号中包括高频的干扰信号，而且零序电流互感器121输出的电流信号为毫伏级信号，即电流信号比较微弱，所以可以通过运算放大器123对电流信号进行低通滤波处理，滤除电流信号中的高频干扰信号，然后对电流信号进行放大处理，获得能够被处理模块13识别的剩余电流信号。
在本申请实施例中，通过零序电流互感器121采集负载30的供电线路中的剩余电流，获得用于指示剩余电流的电流信号，通过运算放大器123对电流信号进行低通滤波处理和信号放大处理，获得能够被处理模块13识别的剩余电流信号，进而处理模块13可以根据剩余电流信号控制脱扣模块11执行脱扣动作，使得配电系统发生故障时脱扣模块11能够及时脱扣，保证配电的安全性。
应理解，运算放大器123可以实现低通滤波器的功能和放大电路的功能，因此通过运算放大器123可以对电流信号进行低通滤波处理和信号放大处理。零序电流互感器121可以是高频范围的零序电流互感器，以从负载侧获取剩余电流，因此剩余电流的频率可以达到100kHz或更高，零序电流互感器的材料可以是纳米晶(nanocrystalline)材料。
在一种可能的实现方式中，处理模块13可以通过通信模块14向数据收集器发送时域剩余电流、频域剩余电流和跳闸日志，以便于数据收集器通过对时域剩余电流、频域剩余电流和跳闸日志进行分析，确定配电系统的运行状态。通信模块14还可以接收数据收集器发送的配置信息，并将配置信息发送给处理模块13，配置信息包括负载的额定电流、工作频率和供电线路的电缆长度等，进而处理模块13可以根据配置信息生成脱扣曲线，或对脱扣曲线进行更新。
通信模块14可以通过WiFi、蓝牙、ZigBee等网络与数据收集器进行通信，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，如图6所示，剩余电流动作保护器10还包括指示模块15。指示模块15与处理模块13相连接。指示模块15可以指示剩余电流动作保护器10的工作模式和预警信息等，通过指示模块15还可以配置额定漏电动作电流(Idn)、延时时间和自适应保护等。
剩余电流动作保护器10的工作模式包括自适应模式、上限模式、下限模式和标准模式。在自适应模式下，处理模块13生成脱扣曲线，并根据生成的脱扣曲线控制脱扣模块11执行脱扣动作，实现自适应B型保护。在上限模式下，处理模块13根据上限脱扣曲线控制脱扣模块11执行脱扣动作，实现上限脱扣电流曲线B型保护。在在下限模式下，处理模块13根据下限脱扣曲线控制脱扣模块11执行脱扣动作，实现下限脱扣电流曲线B型保护。在标准模式下，处理模块13基于标准DIN VDE 0664-400：2012控制脱扣模块11执行脱扣动作。
指示模块15可以包括一个或多个指示灯和按钮，或者指示模块15可以包括用于展示相关信息和输入信息的触摸屏。
在一种可能的实现方式中，脱扣模块11可以包括磁跳闸机构。
在一种可能的实现方式中，如图6所示，处理模块13还包括模数转换器135，剩余电流检测模块12将剩余电流信号发送给模数转换器135后，模数转换器135将剩余电流信号由模拟信号转换为数字信号，然后将经过转换的剩余电流信号发送给数字滤波单元131、上限检测单元133和频域分析单元134。
脱扣控制方法
图7是本申请一个实施例的脱扣控制方法的流程图，该脱扣控制方法可应用于上述剩余电流动作保护器10，具体地，该脱扣控制方法可由上述剩余电流动作保护器10中的处理模块13执行。如无特别说明，下述方法实施例中的剩余电流检测模块可为前述实施例中的剩余电流检测模块12，下述方法实施例中的脱扣模块可为前述实施例中的脱扣模块11。如图7所示，脱扣控制方法700包括如下步骤：
步骤701、获取剩余电流检测模块采集的用于指示负载的供电线路中剩余电流的剩余电流信号。
步骤702、根据剩余电流信号和脱扣曲线，在任一频率的剩余电流大于相对应的脱扣电流阈值时，控制脱扣模块执行脱扣动作，断开负载的供电线路，其中，脱扣曲线用于指示剩余电流的频率与脱扣电流阈值的对应关系，脱扣曲线基于供电线路的固有剩余电流确定。
在本申请实施例中，根据剩余电流信号和脱扣曲线控制脱扣模块执行脱扣动作，由于脱扣曲线是基于负载的供电线路的固有剩余电流确定，所以固有剩余电流的频率在脱扣曲线中对应的脱扣电流阈值大于固有剩余电流的幅值，保证负载供电线路的固有剩余电流不会导致脱扣模块执行脱扣动作，从而可以减少剩余电流动作保护器的误动作，进而提高配电的稳定性。
在一种可能的实现方式中，该脱扣控制方法700还包括：根据负载的额定电流、负载的工作频率和供电线路的电缆长度中的至少一个，确定供电线路的固有剩余电流，并根据固有剩余电流生成脱扣曲线，使脱扣曲线上固有剩余电流的频率对应的脱扣电流阈值大于固有剩余电流的幅值。
在一种可能的实现方式中，该脱扣控制方法700还包括：根据剩余电流信号，确定预设的目标频率对应的剩余电流是否大于第一电流阈值，如果目标频率对应的剩余电流大于第一电流阈值，控制脱扣模块执行脱扣动作，其中，第一电流阈值小于脱扣曲线上目标频率对应的脱扣电流阈值。
在一种可能的实现方式中，在根据固有剩余电流生成脱扣曲线时，可以根据固有剩余电流及预设的上限脱扣曲线和下限脱扣曲线，生成脱扣曲线，使得任一剩余电流频率在脱扣曲线上对应的脱扣电流阈值，位于该剩余电流频率在上限脱扣曲线和下限脱扣曲线上对应的脱扣电流阈值之间。
在一种可能的实现方式中，该脱扣控制方法700还包括：在确定任一频率的剩余电流大于相对应的脱扣电流阈值而控制脱扣模块执行脱扣动作后，对脱扣曲线进行更新，增大更新后脱扣曲线上该频率对应的脱扣电流阈值，其中，更新后脱扣曲线上该频率对应的脱扣电流阈值小于该频率在上限脱扣曲线上对应的脱扣电流阈值。
在一种可能的实现方式中，该脱扣控制方法700还包括：根据剩余电流信号，确定不同频率的剩余电流相叠加后的电流幅值，若电流幅值大于第二电流阈值，则控制脱扣模块执行脱扣动作。
在一种可能的实现方式中，该脱扣控制方法700还包括：在频域对剩余电流信号进行分析，确定大于相对应脱扣电流阈值的剩余电流的频率信息，并将频率信息发送给数据收集器。
需要说明的是，本申请实施例中的脱扣控制方法基于前述实施例中的剩余电流动作保护器10实现，由于脱扣控制方法的细节在上述剩余电流动作保护器实施例中已结合结构示意图进行了详细说明，具体过程可参见前述剩余电流动作保护器实施例中的描述，在此不再进行赘述。
配电系统
图8是本申请一个实施例的配电系统的示意图。如图8所示，该配电系统800包括电源20、至少一个负载30和至少一个上述任一实施例提供的剩余电流动作保护器10。各剩余电流动作保护器10的输入端分别与电源20相连接，每个剩余电流动作保护器10的输出端与至少一个负载30相连接。
在本申请实施例中，每个剩余电流动作保护器10与一个或多个负载30相连接，且各剩余电流动作保护器10分别与电源20相连接，剩余电流动作保护器10可以根据相应负载30供电线路的剩余电流和脱扣曲线，断开负载30的供电线路，由于脱扣曲线根据负载30供电线路的固有剩余电流确定，所以固有剩余电流的频率在脱扣曲线中对应的脱扣电流阈值大于固有剩余电流的幅值，保证负载供电线路的固有剩余电流不会导致脱扣模块执行脱扣动作，从而可以减少剩余电流动作保护器的误动作，进而提高配电的稳定性。
在一种可能的实现方式中，如图8所示，该配电系统800还包括数据收集器40。数据收集器40可以通过有线网络或无线网络分别与每个剩余电流动作保护器10进行通信，以接收剩余电流动作保护器10发送的频率信息，并根据频率信息对剩余电流动作保护器10的脱扣原因进行分析。
在本申请实施例中，数据收集器40可以接收各剩余电流动作保护器10发送的频率信息，由于配电系统中不同类型的故障所产生剩余电流的频率不同，数据收集器通过对频率信息进行分析可以确定导致剩余电流动作保护器脱扣的故障类型，进而方便对配电系统进行故障排除，提高用户的使用体验。
应理解，数据收集器40可以是本地服务器，也可以是云端服务器。数据收集器40与剩余电流动作保护器10之间可以通过蓝牙、WiFi、ZigBee、5G、4G等无线网络进行通信，也可以通过光纤、宽带等有线网络进行通信。
电子设备
图9是本申请实施例提供的一种电子设备的示意图，本申请具体实施例并不对电子设备的具体实现做限定。参见图9，本申请实施例提供的电子设备900包括：处理器(processor)902、通信接口(Communications Interface)904、存储器(memory)906、以及通信总线908。其中：
处理器902、通信接口904、以及存储器906通过通信总线908完成相互间的通信。
通信接口904，用于与其它电子设备或服务器进行通信。
处理器902，用于执行程序910，具体可以执行前述任一脱扣控制方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序910可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器902可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。智能设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器906，用于存放程序910。存储器906可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
程序910具体可以用于使得处理器902执行前述任一实施例中的脱扣控制方法。
程序910中各步骤的具体实现可以参见前述任一脱扣控制方法实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。
通过本申请实施例的电子设备，根据剩余电流信号和脱扣曲线控制脱扣模块执行脱扣动作，由于脱扣曲线是基于负载的供电线路的固有剩余电流确定，所以固有剩余电流的频率在脱扣曲线中对应的脱扣电流阈值大于固有剩余电流的幅值，保证负载供电线路的固有剩余电流不会导致脱扣模块执行脱扣动作，从而可以减少剩余电流动作保护器的误动作，进而提高配电的稳定性。
计算机可读存储介质
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储用于使一机器执行如本文所述的脱扣控制方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本申请的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
计算机程序产品
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行上述各实施例提供的脱扣控制方法。应理解，本实施例中的各方案具有上述方法实施例中对应的技术效果，此处不再赘述。
需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
以上各实施例中，硬件模块可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件模块可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件模块还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。
上文通过附图和优选实施例对本申请进行了详细展示和说明，然而本申请不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本申请更多的实施例，这些实施例也在本申请的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种剩余电流动作保护器(10)，包括：脱扣模块(11)、剩余电流检测模块(12)和处理模块(13)；
所述脱扣模块(11)连接在电源(20)与负载(30)之间，所述剩余电流检测模块(12)连接在所述脱扣模块(11)与负载(30)之间的供电线路上；
所述剩余电流检测模块(12)，被构造为采集用于指示负载(30)的供电线路中剩余电流的剩余电流信号，并将所述剩余电流信号发送给所述处理模块(13)；
所述处理模块(13)，被构造为根据所述剩余电流信号和脱扣曲线，在任一频率的所述剩余电流大于相对应的脱扣电流阈值时，控制所述脱扣模块(11)执行脱扣动作，断开负载(30)的供电线路，其中，所述脱扣曲线用于指示剩余电流的频率与脱扣电流阈值的对应关系，所述脱扣曲线基于所述供电线路的固有剩余电流确定。
2.根据权利要求1所述的剩余电流动作保护器(10)，其中，所述处理模块(13)包括：数字滤波单元(131)和脱扣控制单元(132)；
所述数字滤波单元(131)，用于根据负载(30)的额定电流、负载(30)的工作频率和所述供电线路的电缆长度中的至少一个，确定所述供电线路的固有剩余电流，并根据所述固有剩余电流生成所述脱扣曲线，使所述脱扣曲线上所述固有剩余电流的频率对应的脱扣电流阈值大于所述固有剩余电流的幅值；
所述脱扣控制单元(132)，用于根据所述剩余电流信号和所述脱扣曲线，在任一频率的所述剩余电流大于相对应的脱扣电流阈值时，控制所述脱扣模块(11)执行脱扣动作。
3.根据权利要求2所述的剩余电流动作保护器(10)，其中，
所述脱扣控制单元(132)，用于根据所述剩余电流信号，确定预设的目标频率对应的剩余电流是否大于第一电流阈值，如果所述目标频率对应的剩余电流大于所述第一电流阈值，控制所述脱扣模块(11)执行脱扣动作，其中，所述第一电流阈值小于所述脱扣曲线上所述目标频率对应的脱扣电流阈值。
4.根据权利要求2所述的剩余电流动作保护器(10)，其中，
所述数字滤波单元(131)，用于根据所述固有剩余电流及预设的上限脱扣曲线和下限脱扣曲线，生成所述脱扣曲线，使得任一剩余电流频率在所述脱扣曲线上对应的脱扣电流阈值，位于该剩余电流频率在所述上限脱扣曲线和所述下限脱扣曲线上对应的脱扣电流阈值之间。
5.根据权利要求4所述的剩余电流动作保护器(10)，其中，
所述数字滤波单元(131)，用于在所述脱扣控制单元(132)由于任一频率的剩余电流大于相对应的脱扣电流阈值而控制所述脱扣模块(11)执行脱扣动作后，对所述脱扣曲线进行更新，增大更新后脱扣曲线上该频率对应的脱扣电流阈值，其中，更新后脱扣曲线上该频率对应的脱扣电流阈值小于该频率在所述上限脱扣曲线上对应的脱扣电流阈值。
6.根据权利要求2所述的剩余电流动作保护器(10)，其中，所述处理模块(13)包括：上限检测单元(133)；
所述上限检测单元(133)，用于根据所述剩余电流信号，确定不同频率的所述剩余电流相叠加后的电流幅值，并将所述电流幅值发送给所述脱扣控制单元(132)；
所述脱扣控制单元(132)，用于在所述电流幅值大于第二电流阈值时，控制所述脱扣模块(11)执行脱扣动作。
7.根据权利要求1-6中任一所述的剩余电流动作保护器(10)，其中，所述剩余电流动作保护器(10)还包括通信模块(14)，所述处理模块(13)还包括频域分析单元(134)；
所述频域分析单元(134)，在频域对所述剩余电流信号进行分析，确定大于相对应脱扣电流阈值的剩余电流的频率信息，并将所述频率信息发送给所述通信模块(14)；
所述通信模块(14)，用于将所述频率信息发送给数据收集器(40)。
8.根据权利要求1-6中任一所述的剩余电流动作保护器(10)，其中，所述剩余电流检测模块(12)包括：零序电流互感器(121)、激励电路(122)和运算放大器(123)；
所述零序电流互感器(121)连接在所述脱扣模块(11)与负载(30)之间的供电线路上，所述零序电流互感器(121)分别与所述激励电路(122)和所述运算放大器(123)相连接；
所述激励电路(122)，用于向所述零序电流互感器(121)提供激励信号；
所述零序电流互感器(121)，用于基于所述激励信号，检测负载(30)的供电线路中的剩余电流，并将检测到的电流信号发送给所述运算放大器(123)；
所述运算放大器(123)，用于对所述电流信号进行低通滤波处理，并对低通滤波处理后的所述电流信号进行放大处理，获得所述剩余电流信号，以及将所述剩余电流信号发送给所述处理模块(13)。
9.一种脱扣控制方法(700)，应用于剩余电流动作保护器(10)，所述剩余电流动作保护器(10)包括脱扣模块(11)和剩余电流检测模块(12)，所述脱扣模块(11)连接在电源(20)与负载(30)之间，所述剩余电流检测模块(12)连接在所述脱扣模块(11)与负载(30)之间的供电线路上，所述方法包括：
获取所述剩余电流检测模块(12)采集的用于指示负载(30)的供电线路中剩余电流的剩余电流信号；
根据所述剩余电流信号和脱扣曲线，在任一频率的所述剩余电流大于相对应的脱扣电流阈值时，控制所述脱扣模块(11)执行脱扣动作，断开负载(30)的供电线路，其中，所述脱扣曲线用于指示剩余电流的频率与脱扣电流阈值的对应关系，所述脱扣曲线基于所述供电线路的固有剩余电流确定。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法还包括：根据负载(30)的额定电流、负载(30)的工作频率和所述供电线路的电缆长度中的至少一个，确定所述供电线路的固有剩余电流，并根据所述固有剩余电流生成所述脱扣曲线，使所述脱扣曲线上所述固有剩余电流的频率对应的脱扣电流阈值大于所述固有剩余电流的幅值。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括：根据所述剩余电流信号，确定预设的目标频率对应的剩余电流是否大于第一电流阈值，如果所述目标频率对应的剩余电流大于所述第一电流阈值，控制所述脱扣模块(11)执行脱扣动作，其中，所述第一电流阈值小于所述脱扣曲线上所述目标频率对应的脱扣电流阈值。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述根据所述固有剩余电流生成所述脱扣曲线，包括：
根据所述固有剩余电流及预设的上限脱扣曲线和下限脱扣曲线，生成所述脱扣曲线，使得任一剩余电流频率在所述脱扣曲线上对应的脱扣电流阈值，位于该剩余电流频率在所述上限脱扣曲线和所述下限脱扣曲线上对应的脱扣电流阈值之间。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法还包括：
在确定任一频率的剩余电流大于相对应的脱扣电流阈值而控制所述脱扣模块(11)执行脱扣动作后，对所述脱扣曲线进行更新，增大更新后脱扣曲线上该频率对应的脱扣电流阈值，其中，更新后脱扣曲线上该频率对应的脱扣电流阈值小于该频率在所述上限脱扣曲线上对应的脱扣电流阈值。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括：
根据所述剩余电流信号，确定不同频率的所述剩余电流相叠加后的电流幅值，若所述电流幅值大于第二电流阈值，则控制所述脱扣模块(11)执行脱扣动作。
15.根据权利要求9-14中任一所述的方法，其中，所述方法还包括；
在频域对所述剩余电流信号进行分析，确定大于相对应脱扣电流阈值的剩余电流的频率信息，并将所述频率信息发送给数据收集器(40)。
16.一种配电系统(800)，包括：电源(20)、至少一个负载(30)和至少一个权利要求1-8中任一所述的剩余电流动作保护器(10)；
各所述剩余电流动作保护器(10)的输入端分别与所述电源(20)相连接；
每个所述剩余电流动作保护器(10)的输出端与至少一个所述负载(30)相连接。
17.根据权利要求16所述的配电系统，其中，所述配电系统还包括：数据收集器(40)；
所述数据收集器(40)，用于通过有线网络或无线网络分别与每个所述剩余电流动作保护器(10)进行通信，以接收所述剩余电流动作保护器(10)发送的频率信息，并根据所述频率信息对所述剩余电流动作保护器(10)的脱扣原因进行分析。
18.一种电子设备，一种电子设备(900)，包括：处理器(902)、通信接口(904)、存储器(906)和通信总线(908)，所述处理器(902)、所述存储器(906)和所述通信接口(904)通过所述通信总线(908)完成相互间的通信；
所述存储器(906)用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器(902)执行如权利要求9-15中任一项所述的脱扣控制方法(700)对应的操作。
19.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行权利要求9-15中任一项所述的方法。
20.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行根据权利要求9-15中任一项所述的方法。
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