CN118362871A - 用于漏电保护装置的检测电路和方法以及漏电保护装置 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种用于漏电保护装置的检测电路和方法以及漏电保护装置。该检测电路包括：模拟漏电支路，被配置为生成供电线路的漏电电流；脱扣监测支路，被配置为生成监测信号以监测漏电保护装置的漏电保护开关的脱扣动作；以及控制器，耦合到模拟漏电支路和脱扣监测支路，并且被配置为：控制模拟漏电支路生成具有不同大小值的至少两个检测漏电电流；从脱扣监测支路接收监测信号；以及响应于监测信号指示漏电保护开关发生脱扣，将至少两个检测漏电电流中的触发漏电保护开关脱扣的检测漏电电流确定为漏电保护装置的脱扣电流。本公开可以低成本并且高效地检测漏电保护装置完成脱扣所需的最小漏电电流(即，漏电保护装置的灵敏度)，从而可以及时维护和更换异常装置并且消除安全隐患。

Description

用于漏电保护装置的检测电路和方法以及漏电保护装置

技术领域

本公开涉及电力技术领域，更具体地，涉及用于漏电保护装置的检测电路和检测方法以及包括该检测电路的漏电保护装置。

背景技术

漏电保护装置(Residual Current Device,RCD)作为一种安全保护设备被广泛应用在诸如家庭、医院之类的各种用电场景中。漏电保护装置可以在用电设备或线路中发生漏电和接地短路等情况下切断线路以停止供电，从而保证人员和设备的安全。

漏电保护装置在发现漏电之后需要及时地完成切断线路的脱扣操作。这里，触发脱扣操作的漏电电流的大小可用于指示漏电保护装置的灵敏度。如果漏电保护装置不灵敏(即，触发漏电保护装置脱扣操作的漏电电流过大)，则加大的漏电电流仍然可能会人体造成伤害，从而产生安全隐患。另一方面，如果漏电保护装置过于灵敏(即，触发漏电保护装置脱扣操作的漏电电流过大)，则可能导致漏电保护装置频繁脱扣，影响用户体验。为了确保漏电保护装置的处于正常范围，通常需要进行定期检测和维护。然而，这种定期检测和维护常常需要用户和生产商之外的第三方的专业人员，并且成本高昂。目前，缺乏简单有效的手段来对漏电保护装置的诸如脱扣灵敏度之类的操作性能进行检测。

发明内容

为了至少部分解决上述以及其他可能存在的问题，本公开的实施例提供了一种用于漏电保护装置的检测电路和检测方法以及包括该检测电路的漏电保护装置。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于漏电保护装置的检测电路，其中漏电保护装置的漏电保护开关适于被串联耦合到供电线路中，并且在供电线路发生漏电的情况下脱扣，该检测电路包括：模拟漏电支路，被配置为生成供电线路的漏电电流；脱扣监测支路，被配置为生成监测信号以监测漏电保护装置的漏电保护开关的脱扣动作；以及控制器，耦合到模拟漏电支路和脱扣监测支路，并且被配置为：控制模拟漏电支路生成具有不同大小值的至少两个检测漏电电流；从脱扣监测支路接收监测信号；以及响应于监测信号指示漏电保护开关发生脱扣，将至少两个检测漏电电流中的触发漏电保护开关脱扣的检测漏电电流确定为漏电保护装置的脱扣电流。

在本公开的实施例中，通过与模拟漏电支路和脱扣监测支路进行配合，控制器可以自动检测漏电保护装置触发脱扣操作所需的最小漏电电流。由此，可以低成本、简单并且高效地检测和测试当前的漏电保护装置的灵敏度，从而可以及时维护或更换灵敏度过高或过低的漏电保护装置并且消除安全隐患。

在本公开的一些实施例中，模拟漏电支路可以包括耦合在供电线路的火线与接地之间的第一开关，并且第一开关耦合到控制器，并且控制器被配置为控制第一开关以不同的预定状态导通，以生成至少两个检测漏电电流中的每个检测漏电电流。通过该实施例，模拟漏电支路可以在火线与接地之间形成通断可控的漏电电流流通路径，因此可以有效模拟供电线路发生漏电的场景。

在本公开的一些实施例中，模拟漏电支路还可以包括位于第一开关与接地之间的检测节点，检测节点进一步耦合到控制器，并且控制器还被配置为在第一开关处于导通状态期间检测检测节点处的电压电平，并且响应于电压电平低于阈值电压电平而确定模拟漏电支路发生故障。通过该实施例，控制器可以检测到第一开关是否发生故障，从而避免了因第一开关发生故障所导致的误检问题，提升了用户体验。

在本公开的一些实施例中，第一开关可以是功率管，并且控制器被配置为控制功率管以不同的预定导通角导通，以生成至少两个检测漏电电流中的每个检测漏电电流。通过该实施例，可以准确、快速地生成具有预定大小的检测漏电电流，从而提升了检测的可靠性。

在本公开的一些实施例中，控制器被配置为：控制功率管生成一个检测漏电电流；响应于监测信号指示一个检测漏电电流没有触发漏电保护开关发生脱扣，控制功率管生成下一检测漏电电流，该下一检测漏电电流大于一个检测漏电电流。通过该实施例，可以在控制器中创建生成多个不同大小的检测漏电电流的时序，从而通过多次尝试实现灵敏度检测的自动化。

在本公开的一些实施例中，控制器进一步被配置为：响应于监测信号指示下一检测漏电电流触发漏电保护开关发生脱扣，将下一检测漏电电流确定为脱扣电流。通过该实施例，可以实现灵敏度检测的自动化。

在本公开的一些实施例中，模拟漏电支路还包括串联耦合在第一开关与所述火线之间的二极管，二极管被配置为针对来自火线的电压执行稳压操作。

在本公开的一些实施例中，模拟漏电支路还包括耦合在功率管与控制器之间的至少一个晶体管，至少一个晶体管被配置为将来自控制器的用于生成检测漏电电流的控制电平转换为适于导通和截止功率管的开关电平。通过该实施例，可以使模拟漏电支路中的功率管更加稳定安全地工作，提升了检测电路的稳定性。

在本公开的一些实施例中，脱扣监测支路适于耦合在供电线路的火线与接地之间，并且脱扣监测支路与火线的耦合点位于漏电保护开关与连接到所述火线的负载之间的线路上，并且脱扣监测支路包括信号生成部件，信号生成部件耦合到控制器并且被配置为基于流过脱扣监测支路的电流而生成监测信号。通过该实施例，可以监测到漏电保护开关的脱扣并且向控制器提供指示脱扣的监测信号。

在本公开的一些实施例中，脱扣监测支路还包括电阻，并且信号生成部件包括光耦器件，光耦器件的原边与电阻串联耦合，并且光耦器件的副边耦合到控制器以向控制器提供监测信号。通过该实施例，可以简单、低成本并且准确监测流过脱扣监测支路的电流的变化，由此帮助确定脱扣状态。此外，还可以确保流过脱扣监测支路的电流适当，而不会误触发漏电保护装置的保护动作。

在本公开的一些实施例中，所述脱扣监测支路还包括与信号生成部件串联耦合的第二开关，第二开关耦合到控制器，并且控制器被配置为在控制模拟漏电支路生成至少两个检测漏电电流的同时或之前控制第二开关导通。通过该实施例，可以仅在准备对漏电保护装置的脱扣漏电电流进行检测时才接通脱扣检测电路，从而减少检测电路中的电能消耗和器件损耗。

在本公开的一些实施例中，控制器被配置为定期地接通第一开关和所述第二开关。通过该实施例，可以自动检测并更新漏电保护装置的性能状况，从而确保漏电保护装置的可靠性。

在本公开的一些实施例中，控制器被配置为在流过供电线路的交流供电电流过零时控制模拟漏电支路依次递增地生成至少两个检测漏电电流。通过该实施例，可以避免电弧对脱扣操作的不利影响。

在本公开的一些实施例中，控制器被配置为在脱扣电流小于第一阈值电流或者大于第二阈值电流时发出报警信号，第一阈值电流小于第二阈值电流。通过该实施例，可以在漏电保护装置出现异常时提醒用户或操作人员进行维护或更换，从而消除安全隐患。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于漏电保护装置的检测方法，该包括：控制模拟漏电支路生成具有不同大小值的至少两个检测漏电电流；从脱扣监测支路接收监测信号，监测信号监测漏电保护装置的漏电保护开关的脱扣动作；以及响应于监测信号指示漏电保护开关发生脱扣，将至少两个检测漏电电流中的触发漏电保护开关脱扣的检测漏电电流确定为漏电保护装置的脱扣电流。

在本公开的一些实施例中，模拟漏电支路131中包括功率管，并且控制模拟漏电支路生成至少两个检测漏电电流包括：控制功率管以不同的预定导通角导通，以生成至少两个检测漏电电流中的每个检测漏电电流。

在本公开的一些实施例中，控制所述模拟漏电支路生成所述至少两个检测漏电电流进一步包括：控制所述功率管生成一个检测漏电电流；响应于所述监测信号指示所述一个检测漏电电流没有触发所述漏电保护开关发生脱扣，控制所述功率管生成下一检测漏电电流，所述下一检测漏电电流大于所述一个检测漏电电流。

在本公开的一些实施例中，确定所述脱扣电流包括：响应于所述监测信号指示所述下一检测漏电电流触发所述漏电保护开关发生脱扣，将所述下一检测漏电电流确定为所述脱扣电流。

在本公开的一些实施例中，检测方法还包括：在控制所述模拟漏电支路生成所述至少两个检测漏电电流的同时或之前接通所述脱扣监测支路。

在本公开的一些实施例中，控制模拟漏电支路生成至少两个检测漏电电流包括：在流过与所述漏电保护装置耦合的供电线路的交流供电电流过零时指示所述模拟漏电支路生成所述至少两个检测漏电电流。

在本公开的一些实施例中，检测方法还包括：在所述脱扣电流小于第一阈值电流或者大于第二阈值电流时发出报警信号，所述第一阈值电流小于所述第二阈值电流。

根据本公开的第三方面，提供了一种漏电保护装置，该漏电保护装置包括漏电保护开关以及根据第一方面的检测电路。

提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的关键特征或主要特征，也无意限制本公开的范围。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了常规电气系统的示意电路图。

图2示出了根据本公开的实施例的电气系统的示意电路图。

图3示出了根据本公开的另一实施例的电气系统的示意电路图。

图4示出了根据本公开的又一实施例的电气系统的示意电路图。

图5示出了根据本公开的实施例的用于漏电保护装置的检测方法的示意流程图。

图6示出了根据本公开的实施例的由控制器控制的生成检测漏电电流的时序图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。本领域的技术人员可以在不偏离本公开精神和保护范围的基础上从下述描述得到选替技术方案。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

图1示出了常规电气系统1000’的示意电路图。如图1所示，电气系统1000’包括漏电保护装置100’和供电线路200’。供电线路200’或者连接到供电线路200’的用电设备(即负载)可能会发生漏电或接地短路，例如，人员或导电物体可能不慎接触到火线L’，或者由于线路老化等原因而导致用电设备的外壳带电，并且人员触摸到带电外壳。漏电保护装置100’的感测单元140’可以感测供电线路200’的火线L和零线N上流过的电流以实时地将电流感测结果提供给漏电保护装置100’的控制器130’(其可以是MCU或ASIC-RCD集成电路)，因此当发生漏电或接地短路时，控制器130’可以基于流过供电线路200的火线L和零线N的电流确定漏电电流或接地短路电流的大小。如果漏电电流或接地短路电流过大而可能影响安全，控制器130’会向漏电保护装置100’的驱动单元120’发出信号以使驱动单元120’驱动漏电保护装置100’的漏电保护开关110’执行脱扣操作，以切断供电线路200’，从而避免发生安全事故。

为了保证人员和设备的安全以及日常的用户体验，漏电保护装置的灵敏度需要保持在正常范围内。然而，由于老化、故障或其他原因，漏电保护装置实现脱扣所需的漏电电流会发生变化。如果漏电保护装置脱扣所需的漏电电流过小，就会由于频繁的脱扣操作影响用户的日常使用，而如果漏电保护装置脱扣所需的漏电电流过大，则即使最终成功脱扣也可能会导致人员经历大电流或设备损坏等事故。为了消除这种安全隐患，需要定期或不定期地对漏电保护装置进行检测或测试，以确保漏电保护装置实现脱扣所需的漏电电流在安全范围内。目前，漏电保护装置的检测或测试较为复杂、成本较高并且常常依赖于用户和设备生产商之外的第三方。在安装有大量漏电保护装置的一些场景中，用户常常需要花费大量经费来对这些漏电保护装置进行检测和维护。

本公开的实施例提供了一种检测漏电保护装置的改进方案。在该改进方案中，通过与模拟漏电支路和脱扣监测支路进行配合，控制器可以自动检测漏电保护装置完成脱扣操作所需的漏电电流，从而可以方便地根据需要或定期对漏电保护装置进行检测。此外，实现上述检测功能的检测电路可以整合到漏电保护装置中，由此漏电保护装置可以方便地对自身进行自动检测，并且在漏电保护装置的脱扣操作所需的漏电电流大小不符合安全标准的情况下提醒用户，以便及时维护或更换漏电保护装置。由此，可以低成本和高效地检测漏电保护装置的脱扣灵敏度是否正常，从而消除了人员和设备的安全隐患。

图2示出了根据本公开的实施例的电气系统1000的示意电路图。如图2所示，电气系统1000包括漏电保护装置100和供电线路200。供电线路200可以包括火线L和零线N。火线L和零线N在一侧连接到诸如公用电网之类的电源，并且在另一侧可以连接到负载或用电设备，由此可以通过供电线路200将电力从电源传输到负载来为用电设备供电。虽然图2中示出的电气系统1000是单相系统，但是电气系统1000的实现方式并不受限于此，而可以是多相系统，例如三相系统。

漏电保护装置100可以为供电线路200以及供电线路200所连接的用电设备提供漏电保护功能，以在用户设备或线路发生漏电或接地短路时保护人员和设备的安全。漏电保护装置100可以包括适于串联耦合在供电线路200中的漏电保护开关110。在供电线路200发生漏电的情况下，漏电保护开关110可以执行脱扣操作，以切断供电线路200的连接。此外，漏电保护装置100还可以包括驱动单元120、感测单元140和供电单元150。驱动单元120可以包括用于生成电磁力的电磁组件以及用于控制流过电磁组件的电流的开关器件，从而可以利用生成的电磁力来驱动漏电保护开关110执行闭合动作或脱扣动作。例如，驱动单元120中的晶闸管可以被触发以使驱动电流流过驱动单元120中的电磁线圈或者改变流过电磁线圈的驱动电流的方向，由此，流过控制线圈的电流可以产生相应的电磁力以驱动漏电保护开关110执行脱扣动作或闭合动作。感测单元140可以感测流过供电线路200的火线L和零线N的电流，这种电流感测结果可以帮助判断电气系统1000中的是否发生了漏电或接地短路。供电单元150可以耦合到供电线路200以获取电力并且为漏电保护装置100中的有源器件供电。供电单元150例如可以包括功率变流器(例如AC-DC变流器、DC-DC变流器等)或者其他适当元件，从而为漏电保护装置100提供适当的供电电压。此外，ASIC-RCD IC 160作为专用集成电路，可以接收感测单元140的电流感测结果，并将结果转发至控制器133。

根据本公开的实施例，漏电保护装置100可以包括检测电路130。具体而言，检测电路130被用于检测或测试漏电保护装置100完成脱扣所需的漏电电流(或称为最小漏电电流)，并且可以被集成在漏电保护装置100中，由此能够通过简单设置而随时或定期对漏电保护装置100进行检测，从而确定漏电保护装置100的脱扣灵敏度。可以理解，检测电路130也可以独立于漏电保护装置100，例如检测电路130可以是与漏电保护装置100分离的装置并且在需要对漏电保护装置100进行检测或测试时附接或连接到漏电保护装置100和供电线路200，这同样可以实现本公开的实施例。

检测电路130可以包括模拟漏电支路131，模拟漏电支路131被配置为生成供电线路200的漏电电流。作为示例，模拟漏电支路131可以生成从供电线路200流入接地的漏电电流，模拟发生漏电或接地短路的场景，以便测试该漏电电流是否触发漏电保护开关110执行脱扣动作。此外，检测电路130可以包括脱扣监测支路132，脱扣监测支路132被配置为生成监测信号以监测漏电保护装置100的漏电保护开关110的脱扣动作。作为示例，脱扣监测支路132可以利用漏电保护开关110脱扣前和脱扣后的电气量(例如电流或电压)的变化来监测漏电保护开关110的脱扣动作并且生成监测信号。

检测电路130还可以包括控制器133，控制器133耦合到模拟漏电支路131和脱扣监测支路132。作为示例，控制器133可以是具有计算和处理能力的控制设备或处理设备，例如微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)或数字信号处理器(Digital SignalProcessor,DSP)，此外，控制器133也可以以其他形式来实现，例如，以模拟电路和/或数字电路的电路形式来实现、或者以上述多种形式的组合来实现。控制器133可以向模拟漏电支路131发送生成漏电电流的指令信号，并且从脱扣监测支路132接收前述监测信号。由此，控制器133可以指示模拟漏电支路131生成所需的漏电电流，并且获取来自脱扣监测电路132的监测信号以获知脱扣状况。在模拟漏电支路131生成的多个漏电电流中，能够触发漏电保护开关110执行脱扣操作的漏电电流(尤其是其中的最小漏电电流)即可被确定为漏电保护装置100的脱扣电流。在一些实施例中，控制器133在流过供电线路200的交流供电电流过零时控制模拟漏电支路131依次递增地生成多个检测漏电电流。具体而言，交流供电电流过零意味着流过漏电脱扣开关110的电流为零，因此在这个时刻生成漏电电流并触发脱扣操作可以最大程度避免电弧对脱扣操作的不利影响。

当确定了漏电保护装置100的脱扣电流，可以将其与预先设置的阈值电流进行比较。例如，一些漏电保护产品要求漏电保护装置的脱扣电流应大于3mA并且小于12mA。更优选地，漏电保护装置的脱扣电流可以被限制为大于5mA并且小于10mA。更优选地，漏电保护装置的脱扣电流可以被限制为大于6mA并且小于8mA。因此，可以根据允许的最小脱扣电流和最大脱扣电流来设置阈值电流。当确定检测出的脱扣电流超过了阈值限制的范围时，例如当检测出的脱扣电流小于最小脱扣电流或者大于最大脱扣电流时，控制器133可以确定当前的漏电保护装置100已经出现异常或故障，并且可以使漏电保护装置100发出诸如声音、光、图像、符号之类的报警信号，或者以无线通信或有线通信的方式向控制中心发送提示消息，以提示操作人员和用户对漏电保护装置100进行维护或更换。

此外，控制器133还可以接收来自感测单元140的感测信号，并且基于感测信号来判断供电线路200以及连接到供电线路200的负载是否发生了漏电或接地短路。在一些情况下，控制器133可以包括用于计算漏电电流的专用芯片或集成电路。如果控制器133确定发生了漏电或接地短路时，可以指示驱动单元120驱动漏电保护开关110执行脱扣操作，并且还可以在漏电故障排除之后指示驱动单元120驱动漏电保护开关110执行闭合操作。也就是说，控制器133可以在实现脱扣电流检测所需的控制功能的同时，还可以实现常规漏电保护装置100’中的控制器130’的功能。可以理解，脱扣电流的检测功能或漏电保护功能也可以在不同的控制器中实现，并且因此在漏电保护装置中的设置两个或更多的控制芯片或处理设备。然而，采用同一控制器来实现两种功能更为优选，因为这可以更高效地利用漏电保护装置中的已有控制器，从而可以降低成本并且节省空间。

图3示出了根据本公开的另一实施例的电气系统1000的示意电路图。类似于于图2，图3中的电气系统1000包括漏电保护装置100和供电线路200。与图2相比，图3更详细地示出了漏电保护装置100及其检测电路130的实现方式，以下将对此进行详细描述。

如图3所示，在本公开的一些实施例，检测电路130的模拟漏电支路131包括串联耦合的第一开关S1和第一电阻R1，第一开关S1和第一电阻R1适于串联耦合在供电线路200的火线L与接地之间。第一开关S1耦合到控制器133，并且控制器133被配置为控制第一开关S1以不同的预定状态导通，以生成两个或更多个检测漏电电流中的每个检测漏电电流。作为示例，第一开关S1可以是半导体开关器件或者其他适当类型的可控开关器件。通过第一电阻R1和第一开关S1，可以在供电线路200的火线L与接地之间形成通断可控的电流流通路径。由此，在没有对漏电保护装置100进行检测或测试的时段期间，可以关断第一开关S1，并且在需要对漏电保护装置100进行检测或测试时由控制器133指示接通第一开关S1，以在火线L与接地之间产生流过第一电阻R1和第一开关S1的漏电电流。第一电阻R1的大小可以被适当选择，以在第一开关S1被接通后在模拟漏电支路131中产生预定大小漏电电流。

在本公开的一些实施例中，脱扣监测支路132适于耦合在供电线路200的火线L与接地之间，并且脱扣监测支路132与火线L的耦合点T1位于漏电保护开关110与连接到火线L的负载之间的线路上。脱扣监测支路132包括信号生成部件1321，信号生成部件1321耦合到控制器133并且被配置为基于流过脱扣监测支路132的电流而生成监测信号。作为示例，信号生成部件1321可以是适当类型的电流感应部件或电流感测部件，其包括但不限于光耦、隔离变压器、电流传感器、或者其他可以感测或感应电流变化的器件。例如，信号生成部件1321可以在没有电流或低于阈值的电流流过脱扣监测支路132时生成低电平的监测信号，而在有电流或者高于阈值的电流流过脱扣监测支路132时生成高电平的监测信号。脱扣监测支路132在其第一端T1处耦合到火线L的位于漏电保护开关110与负载之间的线路，因此当漏电保护开关110闭合时，将会有电流从第一端T1处流入脱扣监测支路132，而一旦漏电保护开关110执行脱扣操作，漏电保护开关110与负载之间的火线L将会被断电，使得不再有电流从第一端T1处流经脱扣监测支路132。信号生成部件1321可以监测到脱扣前和脱扣后的电流的变化并且向控制器133提供指示这些状态变化的监测信号。由此，控制器133可以根据这种监测信号确定脱扣操作是否执行。

在本公开的一些实施例中，脱扣监测支路132还包括与信号生成部件1321串联耦合的第二开关S2，第二开关S2耦合到控制器133，并且控制器133可以被配置为在控制模拟漏电支路131生成上述两个或更多个检测漏电电流的同时或之前控制第二开关S2导通。作为示例，第二开关S2可以是半导体开关器件或其他类型的可控开关器件。通过控制第二开关S2的通断，可以仅在准备对漏电保护装置100的脱扣电流进行检测时才接通脱扣检测电路132，从而减少检测电路130的能量消耗和器件损耗。为了确保脱扣监测支路132能够监测到漏电保护开关110的脱扣，第二开关S2至少应在第一开关S1接通之前被接通，或者与第一开关S1同时接通。

在本公开的一些实施例中，控制器133被配置为定期地接通第一开关S1和第二开关S2。通过这种方式，可以定期地自动检测或测试漏电保护装置100的脱扣电流，从而确保漏电保护装置的可靠性。在一个实施例中，控制器133还可以设置有一个或多个按键，例如复位(Reset)按键和/或测试(Test)按键。利用这些按键，可以触发漏电保护装置100进入检测模式或其他模式。例如，通过长按或双击复位按键，可以触发控制器进入检测模式，从而同时或先后接通第二开关S2和第一开关S1以执行预定的检测过程来检测当前的脱扣电流。此外，控制器133还可以以无线或有线的方式远程通信耦合到服务器或控制中心，从而可以根据服务器或控制中心的指令或自动地检测漏电保护装置100，并且将检测结果提供给服务器或控制中心以供用户或操作人员了解漏电保护装置100的状况。

图4示出了根据本公开的又一实施例的电气系统1000的示意电路图。类似于图2和图3，图4中的电气系统1000也包括漏电保护装置100和供电线路200。与图3相比，图4更进一步详细地示出了漏电保护装置100及其检测电路130的实现方式，以下将对此进行描述。

如图4所示，在本公开的一些实施例中，第一开关S1可以是功率管，并且控制器133可以被配置为控制该功率管以不同的预定导通角导通，以生成检测漏电电流。由此，可以准确、快速地生成具有预定大小的检测漏电电流，从而提升了检测的可靠性。

在本公开的一些实施例中，控制器133可以被编程，实现针对第一开关S1的一系列控制时序。作为示例，控制器133可以控制作为第一开关S1的功率管生成一个检测漏电电流。与此同时，当控制器133确认来自脱扣监测支路132的监测信号指示该一个检测漏电电流没有触发漏电保护开关110发生脱扣时，控制器133可以控制功率管生成下一检测漏电电流。例如，控制器133可以控制功率管的导通角，以使该下一检测漏电电流大于该一个检测漏电电流。通过如上所述的多次尝试，可以实现灵敏度检测的自动化。

进而，控制器133可以继续基于监测信号来获取漏电保护开关110的操作。当监测信号指示该下一检测漏电电流触发了漏电保护开关110发生脱扣时，控制器133可以将该下一检测漏电电流确定为脱扣电流。应理解，由于检测漏电电流可以被设置为初始值较小(例如，1mA)，后续逐渐增大(例如，3mA、5mA…)。只要当前检测漏电电流没有触发漏电保护开关110发生脱扣，就继续生成更大的后续检测漏电电流，直至得触发脱扣操作的检测漏电电流。此外，可以设置最大检测漏电电流(例如，10mA)，当如果直到最大检测漏电电流仍没有触发漏电保护开关110的脱扣操作，则可以直接确定当前的漏电保护装置100已经出现异常或故障。

在本公开的一些实施例中，模拟漏电支路131还可以包括串联耦合在第一开关S1与火线L之间的二极管D1，其被配置为针对来自火线L的电压执行稳压操作。此外，模拟漏电支路131还可以包括耦合在作为第一开关S1的功率管与控制器133之间的晶体管Q1，Q2，这些晶体管可以与电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8一起组成用于驱动功率管的驱动电路，以便将来自控制器133的用于生成检测漏电电流的控制电平转换为适于导通和截止功率管的开关电平。由此，控制器133可以经由该驱动电路来触发作为第一开关S1的功率管。通过上述电路布置，可以使模拟漏电支路131中的功率管更加稳定安全地工作，提升了检测电路的稳定性。

在本公开的一些实施例中，模拟漏电支路131还可以包括位于第一开关S1与接地之间的检测节点DT，并且检测节点DT进一步耦合到控制器133。如图4所示，控制器133经由电阻R9连接至检测节点DT，并且经由电容C1接地。控制器133还可以被配置为在第一开关S1处于导通状态期间检测检测节点DT处的电压电平，如果该电压电平低于阈值电压电平，则确定模拟漏电支路131发生故障。应理解，模拟漏电支路131(尤其是其中的功率管)同样存在发生故障的风险。当功率管发生故障(即，断路)后，控制器133指示的所有检测漏电电流均无法生成。因此，无论漏电保护装置100是否正常，控制器133均会由于推算出的脱扣电流过大而判定漏电保护装置100出现异常或故障。由于设置了检测节点DT，控制器133可以检测到作为第一开关S1的功率管是否发生故障，从而避免了因功率管发生故障所导致的误检问题。

此外，如图4所示，在本公开的一些实施例中，脱扣监测支路132的信号生成部件1321可以为光耦器件OCP，并且脱扣监测支路132还包括电阻R15。光耦器件OCP的原边与第二电阻R15串联耦合，并且光耦器件OCP的副边耦合到控制器133以向控制器133提供监测信号。作为示例，当漏电保护开关110处于闭合状态并且第二开关S2被接通时，脱扣监测支路132将有电流流过，因此光耦器件OCP的原边的光电二极管被激活，使得光耦器件OCP的副边被导通，由此供电单元150提供的供电电压VDD_MCU经由电阻R16和光耦器件OCP的副边施加在由电阻R17和电容C2组成的并联支路上，从而向控制器133提供高电平信号；而当漏电保护开关110处于脱扣状态或者第二开关S2被关断时，脱扣监测支路132将没有电流流过，因此光耦器件OCP的原边的光电二极管未被激活，使得光耦器件OCP的副边被关断，由此被接地的电阻R17和电容C2的并联支路向控制器133提供低电平信号。此外，与光耦器件OCP串联耦合的电阻R15可以帮助限制流过脱扣监测支路132的电流，以确保该电流不会过大而误触发漏电保护装置100的保护动作，并且也应确保该电流不会过小，过小的电流会导致无法激活光耦器件OCP的原边二极管。可以理解，在信号生成部件具有大小适当的内阻的情况下，也可以不设置第二电阻R15。

通过这种方式，信号生成部件1321能够监测到流过脱扣监测支路的电流的变化，并且因此可以通过确定是否存在脱扣操作来帮助确定脱扣电流。例如，当第一开关S1和第二开关S2同时被接通时，由于漏电保护开关110还处于闭合状态，因此将有电流流过光耦器件OCP的原边，从而向控制器133提供高电平的监测信号，而随着漏电电流触发漏电保护开关110完成脱扣，脱扣监测支路132与火线L的耦合点T1将被断电，因此将没有电流流过光耦器件OCP的原边，从而向控制器133提供低电平的监测信号。因此，控制器133通过分析监测信号的状态来确定使监测信号变为低电平的脱扣电流的大小，进而判断该脱扣电流的大小是否符合要求。

此外，脱扣监测支路132中的第二开关S2可以是双向晶闸管，并且可以在脱扣监测支路132中进一步设置用于驱动双向晶闸管的驱动电路，该驱动电路例如包括三极管Q3、Q4以及电阻R10、R11、R12、R13、R14。三极管Q3的基极经由电阻R10耦合到控制器133，以接收来自控制器133的控制信号，由此，控制器133可以经由驱动电路来触发作为第二开关S2的双向晶闸管导通。

通过上述实施例的布置，可以准确、及时、并且自动化地检测出漏电保护装置触发脱扣操作所需的最小漏电电流。由此，可以低成本、简单并且高效地检测出当前的漏电保护装置的灵敏度。

图5示出了根据本公开的实施例的用于漏电保护装置100的检测方法500的示意流程图。方法500可以在图2至图4的场景中实现，并且由控制器133来执行。可以理解，上面关于图2至图4所描述的各个方面，可以适用于方法500。为了讨论的目的，将结合图2至图4来描述方法500。

在框501处，控制器133控制模拟漏电支路(131)生成具有不同大小值的至少两个检测漏电电流。在一些实施例中，在流过供电线路200的交流供电电流过零时，控制器133向模拟漏电支路131发送第一指令信号。在一些实施例中，控制器133在发送第一指令信号的同时或之前发送接通脱扣监测支路132的第二指令信号。

在框502处，控制器133可以从脱扣监测支路132接收监测信号，该监测信号监测漏电保护装置100的漏电保护开关110的脱扣动作。

在框503处，控制器133响应于监测信号指示漏电保护开关110发生脱扣，将至少两个检测漏电电流中的触发漏电保护开关110脱扣的检测漏电电流确定为漏电保护装置100的脱扣电流503。

在一些实施例中，模拟漏电支路131中包括功率管，控制器133可以控制功率管以不同的预定导通角导通，以生成多个所需的检测漏电电流。作为示例，图6示出了根据本公开的实施例的由控制器133控制的模拟漏电支路131生成检测漏电电流的时序图。

如图6所示，为了控制模拟漏电支路131生成所需的多个检测漏电电流，控制器133可以从检测到流过供电线路200的交流供电电流过零(例如，T0)开始，在后续的T1时刻控制功率管生成一个检测漏电电流(在图6中其大小为I1，例如，1mA)。如果此时监测信号指示该检测漏电电流没有触发漏电保护开关110发生脱扣，则控制器133在后续的T2时刻继续控制功率管递增地生成下一检测漏电电流(在图6中其大小为I2，例如，3mA)。应理解，控制器133可以被编程为依次递增地生成多个检测漏电电流，例如，在T2之后，控制器133可以被设置为在T3时刻生成大小为I3(例如，5mA)的检测漏电电流，并且在T4时刻生成大小为I4(例如，7mA)的检测漏电电流，并以此类推。这个过程可以在检测到漏电保护开关110发生脱扣时停止。例如，控制器133可以响应于监测信号指示后续的某一检测漏电电流触发漏电保护开关110发生脱扣，将该检测漏电电流确定为脱扣电流。在一些实施例中，检测方法400还可以包括：在控制模拟漏电支路131生成至少两个检测漏电电流的同时或之前接通脱扣监测支路132。在一些实施例中，为了生成所需的检测漏电电流，控制器133在流过与漏电保护装置100耦合的供电线路200的交流供电电流过零时指示模拟漏电支路131生成所需检测漏电电流。

在一些实施例中，检测方法400还可以包括：在框504处，在脱扣电流小于第一阈值电流或者大于第二阈值电流时发出报警信号。应理解，第一阈值电流小于第二阈值电流。

本领域的技术人员应当理解，上述本公开的方法的各个步骤可以通过通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本公开不限制于任何特定的硬件和软件结合。

应当理解，尽管在上文的详细描述中提及了设备的若干装置或子装置，但是这种划分仅仅是示例性而非强制性的。实际上，根据本公开的实施例，上文描述的两个或更多装置的特征和功能可以在一个装置中具体化。反之，上文描述的一个装置的特征和功能可以进一步划分为由多个装置来具体化。

通过以上描述和相关附图中所给出的教导，这里所给出的本公开的许多修改形式和其它实施方式将被本公开相关领域的技术人员所意识到。因此，所要理解的是，本公开的实施方式并不局限于所公开的具体实施方式，并且修改形式和其它实施方式意在包括在本公开的范围之内。此外，虽然以上描述和相关附图在部件和/或功能的某些示例组合形式的背景下对示例实施方式进行了描述，但是应当意识到的是，可以由备选实施方式提供部件和/或功能的不同组合形式而并不背离本公开的范围。就这点而言，例如，与以上明确描述的有所不同的部件和/或功能的其它组合形式也被预期处于本公开的范围之内。虽然这里采用了具体术语，但是它们仅以一般且描述性的含义所使用而并非意在进行限制。

Claims (22)

1.一种用于漏电保护装置(100)的检测电路(130)，其中所述漏电保护装置(100)的漏电保护开关(110)适于被串联耦合到供电线路(200)中，并且在所述供电线路(200)发生漏电的情况下脱扣，所述检测电路(130)包括：

模拟漏电支路(131)，被配置为生成所述供电线路(200)的漏电电流；

脱扣监测支路(132)，被配置为生成监测信号以监测所述漏电保护装置(100)的漏电保护开关(110)的脱扣动作；以及

控制器(133)，耦合到所述模拟漏电支路(131)和所述脱扣监测支路(132)，并且被配置为：

控制所述模拟漏电支路(131)生成具有不同大小值的至少两个检测漏电电流；

从所述脱扣监测支路(132)接收所述监测信号；以及

响应于所述监测信号指示所述漏电保护开关(110)发生脱扣，将所述至少两个检测漏电电流中的触发所述漏电保护开关(110)脱扣的检测漏电电流确定为所述漏电保护装置(100)的脱扣电流。

2.根据权利要求1所述的检测电路(130)，其中所述模拟漏电支路(131)包括耦合在所述供电线路(200)的火线(L)与接地之间的第一开关(S1)；并且

所述第一开关(S1)耦合到所述控制器(133)，并且所述控制器(133)被配置为控制所述第一开关(S1)以不同的预定状态导通，以生成所述至少两个检测漏电电流中的每个检测漏电电流。

3.根据权利要求2所述的检测电路(130)，其中所述模拟漏电支路(131)还包括位于所述第一开关(S1)与接地之间的检测节点(DT)，所述检测节点(DT)进一步耦合到所述控制器(133)，并且

所述控制器(133)还被配置为在所述第一开关(S1)处于导通状态期间检测所述检测节点(DT)处的电压电平，并且响应于所述电压电平低于阈值电压电平而确定所述模拟漏电支路(131)发生故障。

4.根据权利要求2所述的检测电路(130)，其中所述第一开关(S1)是功率管，并且所述控制器(133)被配置为控制所述功率管以不同的预定导通角导通，以生成所述至少两个检测漏电电流中的每个检测漏电电流。

5.根据权利要求4所述的检测电路(130)，其中所述控制器(133)被配置为：

控制所述功率管生成一个检测漏电电流；

响应于所述监测信号指示所述一个检测漏电电流没有触发所述漏电保护开关(110)发生脱扣，控制所述功率管生成下一检测漏电电流，所述下一检测漏电电流大于所述一个检测漏电电流。

6.根据权利要求5所述的检测电路(130)，其中所述控制器(133)进一步被配置为：

响应于所述监测信号指示所述下一检测漏电电流触发所述漏电保护开关(110)发生脱扣，将所述下一检测漏电电流确定为所述脱扣电流。

7.根据权利要求3所述的检测电路(130)，其中所述模拟漏电支路(131)还包括串联耦合在所述第一开关(S1)与所述火线(L)之间的二极管(D1)，所述二极管(D1)被配置为针对来自所述火线(L)的电压执行稳压操作。

8.根据权利要求7所述的检测电路(130)，其中所述模拟漏电支路(131)还包括耦合在所述功率管与所述控制器(133)之间的至少一个晶体管(Q1，Q2)，所述至少一个晶体管(Q1，Q2)被配置为将来自所述控制器(133)的用于生成检测漏电电流的控制电平转换为适于导通和截止所述功率管的开关电平。

9.根据权利要求2所述的检测电路(130)，其中所述脱扣监测支路(132)适于耦合在所述供电线路(200)的火线(L)与接地之间，并且所述脱扣监测支路(132)与所述火线(L)的耦合点(T1)位于所述漏电保护开关(110)与连接到所述火线(L)的负载之间的线路上，并且

所述脱扣监测支路(132)包括信号生成部件(1321)，所述信号生成部件(1321)耦合到所述控制器(133)并且被配置为基于流过所述脱扣监测支路(132)的电流而生成所述监测信号。

10.根据权利要求9所述的检测电路(130)，其中所述脱扣监测支路(132)还包括电阻(R15)，并且其中所述信号生成部件(1321)包括光耦器件，所述光耦器件的原边与所述电阻(R15)串联耦合，并且所述光耦器件的副边耦合到所述控制器(133)以向所述控制器(133)提供所述监测信号。

11.根据权利要求10所述的检测电路(130)，其中所述脱扣监测支路(132)还包括与所述信号生成部件(1321)串联耦合的第二开关(S2)，所述第二开关(S2)耦合到所述控制器(133)，并且所述控制器(133)被配置为在控制所述模拟漏电支路(131)生成所述至少两个检测漏电电流的同时或之前控制所述第二开关(S2)导通。

12.根据权利要求11所述的检测电路(130)，其中所述控制器(133)被配置为定期地接通所述第一开关(S1)和所述第二开关(S2)。

13.根据权利要求1所述的检测电路(130)，其中所述控制器(133)被配置为在流过所述供电线路(200)的交流供电电流过零时控制所述模拟漏电支路(131)依次递增地生成所述至少两个检测漏电电流。

14.根据权利要求1所述的检测电路(130)，其中所述控制器(133)被配置为在所述脱扣电流小于第一阈值电流或者大于第二阈值电流时发出报警信号，所述第一阈值电流小于所述第二阈值电流。

15.一种用于漏电保护装置(100)的检测方法(400)，包括：

控制模拟漏电支路(131)生成具有不同大小值的至少两个检测漏电电流(501)；

从脱扣监测支路(132)接收监测信号，所述监测信号监测所述漏电保护装置(100)的漏电保护开关(110)的脱扣动作(502)；以及

响应于所述监测信号指示所述漏电保护开关(110)发生脱扣，将所述至少两个检测漏电电流中的触发所述漏电保护开关(110)脱扣的检测漏电电流确定为所述漏电保护装置(100)的脱扣电流(503)。

16.根据权利要求15所述的检测方法(400)，其中所述模拟漏电支路(131)中包括功率管，并且控制所述模拟漏电支路(131)生成所述至少两个检测漏电电流包括：

控制所述功率管以不同的预定导通角导通，以生成所述至少两个检测漏电电流中的每个检测漏电电流。

17.根据权利要求16所述的检测方法(400)，其中控制所述模拟漏电支路(131)生成所述至少两个检测漏电电流进一步包括：

控制所述功率管生成一个检测漏电电流；

响应于所述监测信号指示所述一个检测漏电电流没有触发所述漏电保护开关(110)发生脱扣，控制所述功率管生成下一检测漏电电流，所述下一检测漏电电流大于所述一个检测漏电电流。

18.根据权利要求17所述的检测方法(400)，其中确定所述脱扣电流包括：

响应于所述监测信号指示所述下一检测漏电电流触发所述漏电保护开关(110)发生脱扣，将所述下一检测漏电电流确定为所述脱扣电流。

19.根据权利要求15所述的检测方法(400)，还包括：

在控制所述模拟漏电支路(131)生成所述至少两个检测漏电电流的同时或之前接通所述脱扣监测支路(132)。

20.根据权利要求15所述的检测方法(400)，其中控制所述模拟漏电支路(131)生成所述至少两个检测漏电电流包括：

在流过与所述漏电保护装置(100)耦合的供电线路(200)的交流供电电流过零时指示所述模拟漏电支路(131)生成所述至少两个检测漏电电流。

21.根据权利要求15所述的检测方法(400)，还包括：

在所述脱扣电流小于第一阈值电流或者大于第二阈值电流时发出报警信号(504)，所述第一阈值电流小于所述第二阈值电流。

22.一种漏电保护装置(100)，包括：

漏电保护开关(110)；以及

根据权利要求1至14中任一项所述的检测电路(130)。