CN1988304A - 一种在远供电源中实现检测保护的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电学技术领域，提供了一种在远供电源中实现检测保护的方法和系统，所述方法具体为：对局端电源输出的第一组传输线路和第二组传输线路上的电流进行检测，并对第一组传输线路上的电流检测值取平均值，对第二组中的电流检测值与所述第一组中的电流平均值进行比较，判断所述比较的结果是否超过预置的数值，若是，中断第二组传输线路的电流传输，否则，继续对局端电源输出的传输线路上的电流进行检测。利用该系统，通过只检测远供电源中局端电源正极流出和负极流入的电流，对人体的保护更及时，可靠性更高；同时避免了在远端和局端之间通讯联系，实现更加方便。

Description

一种在远供电源中实现检测保护的方法和系统

技术领域

本发明涉及电学技术领域，尤其是一种在远供电源中实现检测保护的方法和系统。

背景技术

随着终端用户对信息传输带宽的需求及通讯技术的不断发展，宽带接入的市场需求及组网方式越来越明确，大量的接入设备需要安置在远离中心机房的用户端附近，同时由于光纤替代铜缆完成从接入设备到中心机房的信息传递，有大量的双绞线资源被空置，造成资源浪费。因此，利用该空置的双绞线为远端设备供电显的尤其重要。

远供电源系统是利用双绞线来进行电流传输的一种方法，该系统包括局端电源、双绞线、远端电源。在局端，远供系统将本地电压升高，利用双绞线将高压传送到远端，远端将其转换为当地所需电压。由于在远供传输中的电压高于人体安全电压，因此必须提供人体安全保障功能。

根据IEC60950-21定义通讯系统用远程供电的安全标准和电器要求，流过人体的电流分为差模和共模两种，差模电流指当人体意外接触时从双绞线的一极流经人体，回到另一极的电流；共模电流指当人体意外接触时从双绞线的一极流经人体到大地的电流。

现有技术中差模故障保护为当检测到流出局端电源的电流和流入远端电源的电流之间相差超过某个设定值，该设定值为人体安全所能承受的电流，判断为有人体接触到高电压，局端电源停止供电。该保护方式局端电源对输出电流采样，远端电源对输入的电流采样，远端将采样电流进行A/D转换转送给CPU，而CPU将接收到的电流数据进行编码并进行比较，当两个电流相差超过一个设定值时，该设定值为人体安全所能承受的电流，判断为有电流流过人体，此时关断局端电源输出，实现人体保护。但是，该技术必须实时通讯，将远端电流信号采样后转换通讯信号，传递给局端，由于在转换和传递的过程中可能会出现故障，可靠性容易受到影响。并且由于对人体保护的及时性要求很高，该方法需要经过采样、编码、通讯、解码、比较等过程，时间反应较慢，容易滞后。

发明内容

本发明的实施例要解决的问题是提供一种在远供电源中实现检测保护的方法和系统，能够对远供电源中的传输线路进行检测比较，进而实现安全的人体保护。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的实施例提供了一种在远供电源中实现检测保护的方法，包括：

对局端电源输出的第一组传输线路和第二组传输线路上的电流进行检测，并对第一组传输线路上的电流检测值取平均值；

对第二组中的电流检测值与所述第一组中的电流平均值进行比较；

判断所述比较的结果是否超过预置的数值，若是，中断第二组传输线路的电流传输，否则，继续对局端电源输出的传输线路上的电流进行检测。

本发明的实施例还提供了一种在远供电源中实现检测保护的系统，包括：局端电源、远端电源、电流检测比较电路；

电流检测比较电路，用于对局端电源输出的第一组传输线路和第二组传输线路上的电流进行检测，并对所述第二组中的电流检测值与所述第一组中的电流检测值进行比较，判断比较的结果是否超过预置的数值，若超过预置的数值将电流出现异常信号发送给所述局端电源；

局端电源，用于通过传输线路将电流传输到远端电源，当从电流检测比较电路接收到电流出现异常信号时，中断第二组传输线路的电流传输。

以上可以看出，本发明中电流检测电路只对局端电源输出的传输线路上的电流进行检测，不对远端电源的传输电流进行检测，实现更加容易、检测速度快；并通过对电流检测值之间进行比较后取绝对值，判断如果所述电流差的绝对值超过预置的数值，认为该电流出现异常，中断电流出现异常所在传输线路的电流传输，对人体进行保护，避免了在远端和局端之间建立通讯联系，对人体的保护更及时，可靠性更高。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明实施例一的系统框图；

图3为本发明实施例二的系统框图；

图4为本发明实施例三的系统框图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种在远供电源中实现检测保护的方法和系统，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

参见图1，为本发明的方法流程图，具体包括：

101：对局端电源输出的第一组传输线路和第二组传输线路上的电流进行检测，并对第一组传输线路上的电流检测值取平均值；

102：对第二组中的电流检测值与所述第一组中的电流平均值进行比较；

103：判断所述比较的结果是否超过预置的数值，若是，执行步骤104，否则，返回步骤101，继续对局端电源输出的传输线路上的电流进行检测；

104：中断第二组传输线路的电流传输。

其中，所述局端电源输出传输线路一般情况下距离相同、阻抗相等，因此流过每组传输线路的正常电流也相同。

其中，所述传输线路可以为双绞线。

其中，所述预置的数值为在远程供电时人体安全所能承受的电流，正常情况下，流经不同传输线路之间电流值误差的绝对值不超过预置数值的绝对值。

其中，所述第一组传输线和第二组传输线分别包括下列几种情况：

(1)：所述第一组传输线路为局端电源输出的传输线路中的任意一条传输线路，所述第二组传输线路为与所述第一组传输线路在同一回路中不同于第一条传输线路的一条传输线路。

(2)：所述第一组传输线路为局端电源正极输出的传输线路中的任意一条传输线路，所述第二组传输线路为局端电源正极输出的传输线路中除所述第一组传输线路之外的任意一条传输线路；或者，

所述第一组传输线路为局端电源负极输出的传输线路中的任意一条传输线路，所述第二组传输线路为局端电源负极输出的传输线中除所述第一组传输线路之外的任意一条传输线路。

(3)：所述第一组传输线路为局端电源正极输出的传输线路中的所有传输线路，所述第二组传输线路为局端电源正极输出的传输线路中的任意一条传输线路；或者，

所述第一组传输线路为局端电源负极输出的传输线路中的所有传输线路，所述第二组传输线路为局端电源负极输出的传输线路中的任意一条传输线路。

下面分别就上述三种情况组合的实施例进行详细说明：

实施例一：

(11)：对局端电源正极输出的传输线路上的电流和负极输出的传输线路上的电流进行检测；

(12)：对同一回路中所述正极输出的传输线路上的电流检测值和负极输出的传输线路上的电流检测值进行比较，或对不同回路中正极输出的任意两条传输线路上的电流检测值进行比较，或对不同回路中负极输出的任意两条传输线路上的电流检测值进行比较；

(13)：判断所述比较的结果是否超过预置的数值，若是，所比较的传输线路上的电流出现异常，执行步骤14，否则，返回步骤11；

(14)：局端电源停止向电流出现异常传输线路传输供电。

其中，在正常情况下，局端电源正极输出的传输线路上的电流值和负极输出的传输线路上的电流值相等。

其中，所述预置的数值为在远程供电时人体安全所能承受的电流，正常情况下流经不同传输线路之间电流值误差的绝对值不超过预置数值的绝对值。

其中，所述实施例中当局端电源传输线路为一对时，这对传输线路的其中一条接局端电源的正极，另一条接局端电压的负极，对这两条传输线路进行检测，当有人体接触任意一条线路时，电流流经人体到大地，形成了另一个回路，所以有分流，这两条传输线之间的电流差会超过一个预置的数值，局端电源停止向这对传输线供电，实现了共模电流保护。

当所述局端电源传输线路至少为两对时，当人体接触任意一条传输线时，检测保护的方法同只有一对的情况，实现共模电流保护；当人体双手接触到同一回路中传输线路的两极，此时相当于在两线之间增加一个人体电阻，有额外电流流过人体，产生分流，导致同一局端电源输出的两对传输线路正极之间的检测电流值或负极之间的检测电流值出现差值，当所述电流差的超过预置的数值时，可判断有人体接触到高压传输线路，局端电源停止供电，实现差模电流保护。

实施例二：

(21)：对局端电源正极输出的传输线路上的电流或负极输出的传输线路上的电流进行检测；

(22)：对所述正极输出的传输线路上的任意两个电流检测值之间进行比较，或者对所述负极输出的传输线路上的任意两个电流检测值之间进行比较；

(23)：判断所述比较的结果是否超过预置的数值，若是，所述比较的两条传输线上的电流出现异常，执行步骤24，否则，返回步骤21；

(24)：局端电源停止向电流出现异常传输线路供电。

其中，所述传输线路可以为双绞线。

其中，在正常情况下，所述比较的两条传输线上的电流值相等。

其中，所述预置的数值为在远程供电时人体安全所能承受的电流，正常情况下流经不同传输线路之间电流值误差的绝对值不超过预置数值的绝对值。

其中，所述实施例与实施例一相比，只实现了差模电流检测保护，即当人体双手接触到同一回路中传输线路的两极，此时相当于在两线之间增加一个人体电阻，有额外电流流过人体，产生分流，导致同一局端电源输出的两对传输线路正极之间的检测电流值或负极之间的检测电流值出现差值，当所述电流差的超过预置的数值时，可判断有人体接触到高压传输线路，局端电源停止供电，实现差模电流保护。

实施例三：

(31)：对局端电源正极输出的传输线路上的电流或负极输出的传输线路上的电流进行检测；

(32)对所述传输线路上的电流检测值进行平均值；

(33)：对所述传输线路上的任意一个电流检测值与所述电流平均值进行比较；

(34)：判断所述比较的结果是否超过预置的数值，若是，所述与电流平均值比较的传输线路上的电流出现异常，执行步骤35，否则，返回步骤31；

(35)：断开电流出现异常的传输线路或停止电源对电流出现异常传输线路的供电。

其中，所述传输线路可以为双绞线。

其中，在正常情况下，所述比较的两条传输线上的电流值相等。

其中，所述预置的数值为在远程供电时人体安全所能承受的电流，正常情况下流经不同传输线路之间电流值误差的绝对值不超过预置数值的绝对值。

其中，所述实施例与实施例二相比，当局端电源输出多条传输线路的时候，对电流检测值取平均值，并且对任意一条传输线路上的电流检测值与电流平均值进行比较，当比较的结果超过预置的数值时，断开电流出现异常的传输线路或停止电源对电流出现异常传输线路的供电，实现局部出现问题局部中断，不会影响到正常线路的电流传输。此实施例也实现了差模电流保护。

参见图2，为本发明实施例一的系统框图，具体如下：

所述系统包括：局端电源201、电流检测比较电路202、远端电源203；还包括传输线路；

局端电源201通过传输线路与远端电源相连，局端电源201与远端电源203之间接有电流检测比较电路202，用于检测所述传输线路上流经的电流。

所述系统的工作原理是：局端电源201输出传输线路，传输线路的一端接局端电源201，另一端接远端电源203，且所述各路传输线路之间接有电流检测比较电路202，电流检测比较电路202对与其连接的传输线路进行检测，并对检测所得的各取样电阻上流过的电流进行比较，当比较所得电流差超过预置的数值时，判断所述电流出现异常，电流检测比较电路将电流出现异常信号发送至局端电源201，局端电源201关断电源输出。

其中，所述电流检测比较电路包括：电流检测单元、电流比较单元；

电流检测单元，用于对传输线路上的电流进行检测，并将检测的结果发送到电流比较单元；

电流比较单元，用于接收检测单元传输的电流检测值，对所述电流检测值进行比较后，再对比较的结果与预置的数值之间进行比较。

其中，所述传输线路为至少两对时，在正常情况下流经各传输线的电流相同，即Ia1＝Ia2＝Ib1＝Ib2。

其中，所述局端电源201内部有控制芯片，当接收到电流出现异常信号时，局端电源201停止对电流出现异常传输线路的供电。

其中，所述传输线路为一对时实现了共模电流检测保护，传输线路为至少两对时，该实施例提供的系统同时实现差模和共模电流检测保护，对于共模电流检测保护，当有人体接触到传输线路中的一极时，会有电流通过人体，流到大地，此时接在局端电源201的同一对传输线路的流出电流的检测值和流入电流的检测值将出现差值Ia1-Ia2的绝对值或Ib1-Ib2的绝对值。所以当检测到一对传输线路流进和流出的电流差超过预置的数值时，判断为对地漏电流超标，有人体接触到高压和大地，电流检测比较电路202将电流出现异常信号发送到局端电源201，局端电源201关断电源输出。

对于差模电流检测保护，当人体双手接触到传输线路的两极，此时相当于在两线之间增加一个人体电阻，有额外电流流过人体，所述额外电流将造成流过两对传输线路的电流出现差值Ia1-Ib1的绝对值或Ia2-Ib2的绝对值，所以当检测接在局端电源201正电压或负电压的传输线路出现电流差的绝对值超过预置的数值时，可判断有人体接触到高压传输线路，电流检测比较电路将电流出现异常信号发送到局端电源201，局端电源201停止对电流出现异常传输线路的供电。

其中，所述传输线路可以为双绞线。

其中，一般情况下，所述至少两对传输线路的距离相同、阻抗相等。

其中，所述预置的数值为在远程供电时人体安全所能承受的电流，正常情况下流经不同传输线路之间电流值误差的绝对值不超过预置数值的绝对值。

参见图3，为本发明实施例二的系统框图，具体如下：

所述系统包括：局端电源201、电流检测比较电路202、远端电源203；还包括至少两对传输线路；

局端电源201通过传输线路与所述远端电源203相连，局端电源201与远端电源203之间接有电流检测比较电路202，用于检测所述传输线路上流经的电流。

所述系统的工作原理是：局端电源输201输出至少两对传输线路、传输线路的一端接局端电源201，另一端接远端电源203，且所述与局端电源201正极或负极相连接的传输线路接有电流检测比较电路202，电流检测比较电路202对与其连接的传输线路进行检测，并对检测所得的各取样电阻上流过的电流进行比较，当比较所得电流差的绝对值超过预置的数值时，判断所述电流出现异常，电流检测比较电路202将电流出现异常信号发送至局端电源201，局端电源201停止向电流出现异常信号传输线路供电。

其中，所述电流检测比较电路202包括：电流检测单元、电流比较单元；

电流检测单元，用于对传输线路上的电流进行检测，并将检测的结果发送到电流比较单元；

电流比较单元，用于接收检测单元传输的电流检测值，对所述电流检测值进行比较后，再对比较的结果与预置的数值之间进行比较。

其中，在正常情况下流经各传输线的电流相同，即I1＝I2。

其中，所述局端电源201内部有控制芯片，当接收到电流出现异常信号时，局端电源201停止对电流出现异常传输线路的供电。其中，所述实施例提供的系统实现差模电流检测保护，当有人体双手接触到任意一对传输线路的两极时，有电流通过人体，所以有人体接触的传输线路与没有人体接触的传输线路会出现电流差I1-I2的绝对值，当电流检测比较电路202检测所述电流差超过预置的数值时，判断电流出现异常信号，电流检测比较电路202将电流出现异常信号发送到局端电源201，局端电源201关断电源输出，实现人体保护。

其中，所述传输线路可以为双绞线。

其中，所述各传输线路一般情况下距离相同、阻抗相等。

其中，所述预置的数值为在远程供电时人体安全所能承受的电流，正常情况下流经不同传输线路之间电流值误差的绝对值不超过预置数值的绝对值。

参见图4，为本发明实施例4的流程图，具体如下：

所述系统包括：局端电源201、电流检测比较电路202、远端电源203、电流平均值电路404；还包括传输线路和场效应管405；

局端电源201通过传输线路与所述远端电源203相连，局端电源201与远端电源203之间接有电流检测比较电路202，用于检测所述传输线路上流经的电流，所述电流检测比较电路202还接有电流平均值电路404及场效应管405。

所述系统的工作原理是：局端电源201输出的传输线路的一端接局端电源201，另一端接远端电源203，其中所述传输线路接有电流检测比较电路202及电流平均值电路404，电流检测比较电路202对与其相连的传输线路上流经的电流进行检测，电路平均值电路404对电流检测比较电路202检测所得的电流取平均值，电流检测比较电路202对检测所得的电流与所述电流平均值进行比较，当比较的结果超过预置的数值时，判断该电流出现异常，关断电流出现异常传输线路对应的场效应管405或停止局端电源201对电流出现异常传输线路的供电。

其中，所述电流检测比较电路202包括：电流检测单元、电流比较单元；

电流检测单元，用于对传输线路上的电流进行检测，并将检测的结果发送到电流比较单元；

电流比较单元，用于接收检测单元传输的电流检测值，对所述电流检测值进行比较后，再对比较的结果与预置的数值之间进行比较。

其中，所述每个电流检测比较电路接有一个场效应管，当任意一个电流检测比较电路检测到与其相连的传输线路上的电流出现异常情况时，断开所述电流出现异常所在传输线路相应的场效应管，实现局部出现问题局部关断，不会影响到正常线路的电流传输。或者电流检测比较电路202将电流出现异常情况的信号发送至局端电源201，局端电源201断开电流出现异常情况所在传输线路对应的场效应管，从而实现人体保护。

其中，所述实施例提供的系统实现了差模电流保护，当有人体双手同时接触到任意一对传输线路的两极时，所述传输线产生了分流，所以对接在局端电源201正极或负极的传输线路进行电流检测，就可知道另一极是否出现电流异常现象。所以当有人体双手接触到任意一对传输线路的两极时，有电流通过人体，所以有人体接触的传输线路与电流平均值电路404中的电流平均值相比会出现电流差，当所述电流差的绝对值超过预置的数值时，判断电流出现异常信号，电流检测比较电路202将电流出现异常信号发送到局端电源201，局端电源201断开电流出现异常情况所在传输线路对应的场效应管，或者局端电源201停止对电流出现异常情况传输线路的供电，从而实现人体保护。

其中，所述传输线路可以为双绞线。

其中，所述各传输线路一般情况下距离相同、阻抗相等。

其中，所述预置的数值为在远程供电时人体安全所能承受的电流，正常情况下流经不同传输线路之间电流值的误差的绝对值不超过预置的电流数值。

本发明实施例中电流检测电路只对局端电源输出的传输线路上的电流进行检测，不对远端电源的传输电流进行检测，实现更加容易、检测速度快；并通过对电流检测值之间进行比较后取绝对值，判断如果所述电流差的绝对值超过预置的数值，认为该电流出现异常，中断电流出现异常所在传输线路的电流传输，对人体进行保护，避免了在远端和局端之间建立通讯联系，对人体的保护更及时，可靠性更高。并且本发明实施例可以针对传输线的数量，采用不同的电流检测比较方法，使得电流检测更方便，同时可降低成本。

其中，在本发明实施例中所述的取样电阻为人体电阻。

以上对本发明实施例所提供的一种在远供电源中实现检测保护的方法和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1、一种在远供电源中实现检测保护的方法，其特征在于，包括：

对局端电源输出的第一组传输线路和第二组传输线路上的电流进行检测，并对第一组传输线路上的电流检测值取平均值；

对第二组中的电流检测值与所述第一组中的电流平均值进行比较；

判断所述比较的结果是否超过预置的数值，若是，中断第二组传输线路的电流传输，否则，继续对局端电源输出的传输线路上的电流进行检测。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一组传输线路为局端电源输出的传输线路中的任意一条传输线路，所述第二组传输线路为与所述第一组传输线路在同一回路中不同于第一条传输线路的一条传输线路。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一组传输线路为局端电源正极输出的传输线路中的任意一条传输线路，所述第二组传输线路为局端电源正极输出的传输线路中除所述第一组传输线路之外的任意一条传输线路；或者，

所述第一组传输线路为局端电源负极输出的传输线路中的任意一条传输线路，所述第二组传输线路为局端电源负极输出的传输线中除所述第一组传输线路之外的任意一条传输线路。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一组传输线路为局端电源正极输出的传输线路中的所有传输线路，所述第二组传输线路为局端电源正极输出的传输线路中的任意一条传输线路；或者，

所述第一组传输线路为局端电源负极输出的传输线路中的所有传输线路，所述第二组传输线路为局端电源负极输出的传输线路中的任意一条传输线路。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述中断第二组传输线路的电流传输，包括：

断开第二组传输线路；或者，

停止局端电源对第二组传输线路的电流传输。

6、一种在远供电源中实现检测保护的系统，包括：局端电源、远端电源，其特征在于，还包括：电流检测比较电路；

电流检测比较电路，用于对局端电源输出的第一组传输线路和第二组传输线路上的电流进行检测，并对所述第二组中的电流检测值与所述第一组中的电流检测值进行比较，判断比较的结果是否超过预置的数值，若超过预置的数值将电流出现异常信号发送给所述局端电源；

局端电源，用于通过传输线路将电流传输到远端电源，当从电流检测比较电路接收到电流出现异常信号时，中断第二组传输线路的电流传输。

7、根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电流检测比较电路包括：电流检测单元、电流比较单元；

电流检测单元，用于对传输线路上的电流进行检测，并将检测的结果发送到电流比较单元；

电流比较单元，用于接收检测单元传输的电流检测值，对任意两个电流检测值之间进行比较，判断比较的结果是否超过预置的数值。

8、根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一组传输线路为局端电源输出的传输线路中的任意一条传榆线路，所述第二组传输线路为与所述第一组传输线路在同一回路中不同于第一条传输线路的一条传输线路。

9、根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一组传输线路为局端电源正极输出的传输线路中的任意一条传输线路，所述第二组传输线路为局端电源正极输出的传输线路中除所述第一组传输线路之外的任意一条传输线路；或者，

所述第一组传输线路为局端电源负极输出的传输线路中的任意一条传输线路，所述第二组传输线路为局端电源负极输出的传输线中除所述第一组传输线路之外的任意一条传输线路。

10、根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一组传输线路为局端电源正极输出的传输线路中的所有传输线路，所述第二组传输线路为局端电源正极输出的传输线路中的任意一条传输线路；或者，

所述第一组传输线路为局端电源负极输出的传输线路中的所有传输线路，所述第二组传输线路为局端电源负极输出的传输线路中的任意一条传输线路。

11、根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：电流平均值电路，用于对所述第一组电流检测值进行平均，并将所述电流平均值传输给电流检测比较电路，电流检测比较电路对所述第二组电流检测值与所述电流平均值进行比较。

12、根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述电流检测比较电路与远端电源之间接有场效应管，所述场效应管用于第二组电流出现异常时，断开第二组传输线路。

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