TW201602591A - 保護能量公用計免於過電壓事件之系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種裝置可包括感測器。感測器可檢測電力的使用。此外，裝置可包括與感測器串聯耦接之易熔突波電阻器，以及與感測器並聯耦接之熱金屬氧化物變阻器(MOV)。

Description

保護能量公用計免於過電壓事件之系統及方法

本發明一般關於公用計，更具體地關於在過電壓事件期間保護能量公用計之系統及方法。

諸如智慧電網基本架構之能量基本架構可包括具感測器及記憶體裝置之各種系統及組件，以檢測及儲存與能量使用有關之資料。在智慧電網範例中，系統可包括發電系統、電力傳輸系統、智慧型電表、數位通訊系統、控制系統、及其有關組件。某些公用計可包括各式組件，其對於高電壓及/或高電流狀況敏感以檢測及儲存能量使用資料。其對於改善保護公用計內敏感組件免於過電壓事件之系統及方法有所助益。

以下總結與最初申請發明範圍相應之某些實施例。該些實施例不希望侷限本發明之範圍，而是該些實 施例僅希望提供本發明之可能形式的簡短總結。事實上，本發明可包含類似於或不同於以下所提出之實施例的各種形式。

在第一實施例中，裝置可包括感測器。感測 器可檢測電力的使用。此外，裝置可包括與感測器串聯耦接之易熔突波電阻器，以及與感測器並聯耦接之熱金屬氧化物變阻器(MOV)。

在第二實施例中，方法可包括將具有額定電 阻及額定能量之易熔突波電阻器耦接至具有額定電壓之熱MOV。額定電阻器、額定能量、及額定電壓可依據易熔突波電阻器及熱MOV之一或多個保護參數判定。方法亦可包括耦接易熔突波電阻器及熱MOV至電表電路。以此方式，易熔突波電阻器及熱MOV可在過電壓事件期間保護電表電路之組件。

在第三實施例中，系統可包括能量公用計。 此外，能量公用計可包括感測器，經組配以檢測來自多相電源之電力的使用。此外，能量公用計亦可包括一或多個過電壓事件保護系統，耦接至多相電源之每一相的感測器。此外，一或多個過電壓保護系統可包括易熔突波電阻器及熱MOV。

10‧‧‧智慧電網系統

12‧‧‧公用設施

14‧‧‧公用設施控制中心

16‧‧‧發電站

18‧‧‧替代發電站

20‧‧‧水力發電廠

22‧‧‧地熱能發電廠

24‧‧‧電力傳輸網

26‧‧‧電網

30‧‧‧計量系統

32‧‧‧商業區

34‧‧‧住宅

35‧‧‧示意圖

36‧‧‧中性導線

37‧‧‧過電壓事件保護系統

38‧‧‧易熔突波電阻器

40‧‧‧負載

42‧‧‧熱金屬氧化物變阻器(MOV)

43‧‧‧方法

44、46、48、50、52、54‧‧‧方塊

L‧‧‧帶電線

N‧‧‧中性線

當參照附圖讀取下列詳細描述時，本發明之該些及其他特徵、觀點、及優點將變得更佳了解，其中相 似字元代表圖中相似零件，其中：圖1為依據實施例之能量產生、傳輸、及分配基本架構系統之方塊圖；圖2為依據實施例之可為圖1之能量產生、傳輸、及分配基本架構系統之計量系統中部分過電壓事件保護系統之電路之示意圖；以及圖3為流程圖，描繪依據實施例之判定組件額定以保護圖1之能量產生、傳輸、及分配基本架構系統之計量系統之組件的程序實施例。

以下將描述本發明之一或多個特定實施例。在提供該些實施例之簡明描述的努力中，可不在說明書中描述實際實施之所有特徵。應理解的是在任何該等實際實施之開發中，如同在任何工程或設計計畫中，必須做出許多實施特定決定以達成開發者之特定目標，諸如順應系統相關及企業相關限制，其可從一實施改變為另一者。再者，應理解的是該等開發努力可能是複雜及耗時的，但對於具有本揭露之優勢之一般技術人士而言仍然會是設計、組裝及製造之常規現象。

當介紹本發明之各式實施例之元件時，「一」、「該」等冠詞係希望表示存在一或更多個元件。「包含」、「包括」、及「具有」用詞係希望包括及表示除了所列元件外可存在額外元件。

實施例關於能量公用計，其可包括過電壓事 件保護系統。能量公用計可包括對於高電壓及/或電流敏感之組件。例如，能量公用計可結合具有實質上低於能量公用計可暴露之暫態突波電壓之崩潰電壓的切換元件。在若干環境下，暫態突波電壓可能超過6000V。可損壞能量公用計之組件的暫態過電壓事件可由雷擊或任何其他短期間能量突波造成。此外，在若干情形下，公用電網上之延伸故障可製造延伸過電壓事件，其亦可損壞能量公用計之組件。同樣地，過電壓事件保護系統可針對對於暫態過電壓及延伸過電壓事件敏感之公用計的組件提供保護。過電壓事件保護系統可包括易熔突波電阻器及熱金屬氧化物變阻器(MOV)。易熔突波電阻器及熱MOV可串聯工作，以提供相較於僅使用易熔突波電阻器或熱MOV之額外保護程度。此外，易熔突波電阻器及熱MOV之組合可致能過電壓事件保護系統以溫和方式做動。在一實施例中，易熔突波電阻器可與公用計之組件串聯耦接，及熱MOV可與公用計之組件並聯耦接。在另一實施例中，多相電源之每一相可饋入耦接至公用計之組件的不同過電壓保護系統。

考慮到上述，有助於描述基本架構之實施 例，諸如圖1中所描繪之範例智慧電網系統10。應注意的是文中所描述之系統及方法可應用於各種基本架構，包括但不侷限於電力傳輸及分配基本架構。如所描繪，智慧電網系統10可包括一或多個公用設施12。公用設施12 可提供智慧電網系統10之監督作業。例如，公用設施12可包括公用設施控制中心14，其可監控及管理一或多個發電站16及替代發電站18產生之電力。發電站16可包括傳統發電站，諸如使用天然氣、煤、生物質、及其他碳質產品做為燃料之發電站。替代發電站18可包括使用太陽能、風能、水電力、地熱能、及其他替代電源(例如再生能源)發電之發電站。其他基本架構組件可包括水力發電廠20及地熱能發電廠22。例如，水力發電廠20可提供水力發電，及地熱能發電廠22可提供地熱能發電。

發電站16、18、20、及22產生之電力可經由 電力傳輸網24傳輸。電力傳輸網24可涵蓋廣泛地理區域，諸如一或多個自治市、州、或國家。傳輸網24亦可為單相交流(AC)系統或二相AC系統，但通常可為三相AC電流系統。如所描繪，電力傳輸網24可包括一系列塔以支撐各式經組配中一系列架空電力導線。例如，極高電壓(EHV)導線可配置於三導線束中，具有三相之每一相的導線。電力傳輸網24可支援110千伏特(kV)至765千伏特(kV)範圍之標稱系統電壓。在描繪實施例中，電力傳輸網24可電耦接至配電變電站及電網26。配電變電站及電網26可包括變壓器，將匯入電力之電壓從傳輸電壓(例如765kV、500kV、345kV、或138kV)轉換為主要(例如13.8kV或4160V)及次要(例如480V、240V、或120V)分配電壓。例如，工業電力用戶(例如生產工廠)可使用13.8kV之主要分配電壓，同時遞送至商業及住家 用戶之電力可為120V至480V範圍之次要分配電壓。

再次如圖1中描繪，電力傳輸網24及配電變 電站及電網26可為智慧電網系統10之一部分。因此，電力傳輸網24及配電變電站26可包括各式數位及自動技術以控制電力電子設備，諸如發電機、開關、電路斷路器、復閉器等。電力傳輸網24及配電變電站及電網26亦可包括各式通訊、監控、及紀錄裝置，例如可編程邏輯控制器(PLC)及電故障感測保護繼電器。例如，在擾動期間電故障感測保護繼電器之狀況下，電網26上之保護繼電器可檢測變電站之電故障下游並操作電路斷路器以允許清除故障及恢復電力。在某些實施例中，電力傳輸網24及配電變電站及電網26亦可傳送電力及將諸如電負載需求改變之資料傳遞至計量系統30。

在某些實施例中，計量系統30可為先進計量 基本架構(AMI)計，其可收集、測量、及分析電力使用及/或產生資料。計量系統30可經由來源側及負載側帶電及中性導線36而電氣及通訊耦接至智慧電網10之一或多個組件，包括電力傳輸網24、配電變電站及電網26、商業區32、及住宅34。此外，計量系統30可致能商業區32、住宅34、及公用設施控制中心14間之雙向通訊，藉以提供用戶行為及電力使用間之連結及/或產生資料。例如，計量系統30可以類似於預付行動電話使用之方式追蹤及計價預付電。同樣地，公用設施之用戶(例如商業區32、住宅34)可藉優化其公用設施使用以利用在低需求 期間之低費率而享低公用設施費用。洗衣機/烘乾機、電動車充電器、及其他靈活能耗設備可編程而在在低需求期間操作，導致較低公用設施費用及更均衡之能量利用。如上所述，電力亦可由用戶(例如商業區32、住宅34)產生。例如，用戶可互連分散式發電(DG)資源(例如太陽能板或風力發電機)以產生及傳送電力至智慧電網10。

如將進一步理解，在某些實施例中，計量系 統30可包括電氣及電子組件系統，例如顯示器、一或多個處理器、記憶體及類似儲存裝置、感測器、竄改檢測器等。亦應理解的是計量系統30可測量、計算、儲存、及顯示表觀電力(kVA)、實際電力(即特定負載32、34之電阻組件於時間間隔消耗之總電力)(kW)、及無效電力(即特定負載32、34之反應組件於時間間隔消耗之電力)(kVar)做為電力及時間之乘積。例如，電公用設施可向用戶報告其每千瓦小時(kWh)使用及/或產生用於計價及/或貸記。該等計量系統30之組件可能對於電力傳輸網24中可能發生之過電壓事件敏感。同樣地，保護計量系統30之電氣及電子組件的系統及方法可有助於限制一旦發生過電壓事件之重置成本。

圖2為計量系統30內過電壓事件保護系統37 之示意圖35。計量系統30可由帶電線L饋送，且計量系統30亦可耦接至中性線N。此外，商業區32或住宅34可經由負載側帶電及中性導線36耦接至計量系統30。此 外，在計量系統30內，過電壓事件保護系統37可包括與負載40串聯耦接之易熔突波電阻器38，其可包括計量系統30之電氣及電子組件。此外，過電壓事件保護系統37亦可包括熱金屬氧化物變阻器(MOV)42，其可跨越負載40及帶電線L及中性線N之間耦接。雖然圖2描繪使用熱MOV 42，可注意的是在以下討論中亦可使用標準MOV取代熱MOV 42。通常，當在延伸之過電壓事件期間需要持續時間量之傳導能量時，可使用熱MOV 42取代標準MOV。在該等延伸之過電壓事件期間，標準MOV通常可以不定方式熔斷。另一方面，熱MOV 42可預測地熔斷以於經歷延伸之過電壓事件時形成開路。

在正常作業期間，熱MOV 42可以低於熱 MOV 42之額定電壓的電壓位準操作如開路。此外，當熱MOV 42之電壓超過額定電壓(即嵌位電壓)時，熱MOV 42可以可保護負載免於過電壓事件之方式，做動如跨越負載40之非線性電阻路徑。此外，在延伸之過電壓事件期間，源自過電壓事件之過多電流可造成熱MOV 42內之易熔連結，而於特定過電流狀況達到熔斷時間之後開啟。 同樣地，熱MOV 42可具有針對延伸之過電壓事件的可預測反應。可注意的是雖然圖2代表單相組配之過電壓事件保護系統37，計量系統30可耦接至多相電源。在計量系統30測量多相源之電力使用的情形下，不同過電壓保護系統可用於受測量之每一相。即，多相電源之每一相可具有保護計量系統30之個別易熔突波電阻器38及熱MOV 42組合。

易熔突波電阻器38可限制湧入電流朝向負載 40及熱MOV 42流動。可依據跨越易熔突波電阻器38從允許熱MOV 42之電壓之線電壓的預期電壓降挑選易熔突波電阻器38的電阻，而保持標準電壓位準。在若干實施例中，標準電壓位準可為熱MOV 42之任何電壓位準，其低於熱MOV 42之額定電壓並於計量系統30供應。此外，可挑選電阻以達成預期電壓降同時維持低於熱MOV 42之最大額定電流的電流位準。一旦經歷過度電力狀況，易熔突波電阻器38可進入安全保護模式，致使易熔突波電阻器38熔斷並於易熔突波電阻器38製造開路，藉以避免過多電流損壞負載40。易熔突波電阻器38可包括易熔金屬薄膜電阻器、易熔繞線電阻器、或當經歷高電流時易熔之任何其他類型電阻器。

除了提供負載40之電氣及電子組件保護的易 熔突波電阻器38以外，熱MOV 42亦可提供負載40之組件的過電壓保護。熱MOV 42可充當電壓控制開關。例如，處於低於熱MOV 42之額定電壓的電壓，熱MOV 42可充當開啟開關。當熱MOV 42充當開啟開關時，進入計量系統30之所有電流可流向負載40。當跨越熱MOV 42之電壓超過熱MOV 42之額定電壓時，熱MOV 42可充當關閉低電阻開關。在這種情況下，大部分電流可通過熱MOV 42而非負載40及32或34。因為熱MOV 42經歷過多電流達延伸之期間，熱MOV 42內之易熔連結可開啟， 導致熱MOV 42形同開路。過多電流可包括大於熱MOV 42之最大額定電流的任何電流。此外，熱MOV 42可降低至一點其中易熔連結可以隨著通過熱MOV 42之電流增加而增加之速率開啟。例如，熱MOV 42內之易熔連結可隨著熱MOV 42可傳導之電流持續增加超過熱MOV 42之額定電流而快速熔斷。

因為當熱MOV 42經歷高於熱MOV 42之額 定電流的電流時，熱MOV 42可開啟，易熔突波電阻器38可保護熱MOV 42當經歷升高電流時免於開啟。此外，易熔突波電阻器38可經設計而於熱MOV 42之易熔連結之前熔斷而較佳保護計量系統30之組件。當熱MOV 42內之易熔連結於無易熔突波電阻器38之系統中熔斷時，過電壓事件可發送高電壓及/或電流進入計量系統30之負載40，藉以致使負載40之組件損壞。基於在熱MOV 42於延伸之過電壓事件期間熔斷之前熔斷的易熔突波電阻器38，易熔突波電阻器38可於製造開路之熱MOV 42之前在帶電線L上製造開路。同樣地，易熔突波電阻器38可避免熱MOV 42故障，免於影響負載40之組件，因為可在延伸之過電壓事件期間於易熔突波電阻器38製造開路。

圖3描繪設計過電壓事件保護系統37之方法 43。在方塊44，如圖3中所描繪，可判定提供至計量系統30之最大正常作業線電壓。線電壓可為經由計量系統30之配電變電站及電網26直接傳送至用戶之電壓位準。 線電壓可為二、三、或多相電力系統中之線至線電壓，或其可為單一、二、三、或多相電力系統中之線至中性電壓。例如，120V AC電力系統可以單一、二、或三相電力系統供電至用戶。在單相電力系統中，120V AC線至中性電壓約120V。在二相電力系統中，具偏移180度之相，線至中性電壓可保持約120V，但因為180度相偏移，線至線電壓可為線至中性電壓之兩倍，或約240V。此外，在三相系統中，相可偏移120度。因此，線至中性電壓可保持約120V，但線至線電壓可成為約120V乘以3的平方根，而提供約208V之線至線電壓。此外，藉由將20%之電力線的均方根(RMS)電壓加至RMS電壓可計算最大正常作業線電壓之近似值。例如，若電力系統具有240Vrms作業電壓，最大正常作業線電壓可為約290Vrms。同樣地，在方塊44，可依據提供電力之電力系統的電壓及相數判定計量系統30之線電壓。

其次，在方塊46，可選擇熱MOV 42之額定 電壓。熱MOV 42之額定電壓可為熱MOV 42從致使開路之元件轉變為充當低電阻負載之元件的電壓值。一旦作用，熱MOV 42之電阻可忽略至熱MOV 42可實質上充當跨越負載40之短路路徑的程度。此外，雖然熱MOV 42接收低於熱MOV 42之額定電壓的電壓，熱MOV 42可充當開路及實質上耦接進入計量系統30之所有電壓至負載32、34、及40。簡言之，熱MOV 42可充當當進入計量系統30之電壓低於熱MOV 42之額定電壓時開啟之開 關，以及當進入計量系統30之電壓高於熱MOV 42之額定電壓時關閉之開關。為此原因，可挑選熱MOV 42之額定電壓為恰高於計量系統30可接收之最大正常作業線電壓。然而，額定電壓可侷限於一值，使得計量系統30接收之電壓於過電壓事件啟動熱MOV 42之前可不造成負載40之組件損壞。例如，若負載40之組件具有700V之故障電壓，可於最大正常作業線電壓及負載40之組件之700V故障電壓之間選擇熱MOV 42之額定電壓。

隨後，在方塊48，可選擇易熔突波電阻器38 之電阻。為判定易熔突波電阻器38之電阻，可首先針對最小工作線電壓狀況(即易熔突波電阻器38之最糟電力狀況)計算跨越易熔突波電阻器38之預期電壓降。其次，可判定計量系統30之最小工作直流(DC)電壓以維持計量系統30內負載40之組件處於啟動狀態。當電力傳輸網24以最小線電壓狀況操作時，計量系統30之最小工作DC電壓可為可在電力故障狀況期間支援計量系統30之DC電壓位準。除了判定計量系統30之最小工作DC電壓外，當以最小工作線電壓作業時，可由計量系統30之最小工作DC電壓除以負載40之電阻估計預期傳導跨越易熔突波電阻器38之平均電流。

在估計計量系統30之最小工作DC電壓及最 小工作線電壓提供之平均電流之後，可於方塊50計算易熔突波電阻器38之最大電阻值以判定易熔突波電阻器38之可接受電阻值。此計算可以歐姆定律完成，使用從最小 線電壓至計量系統30之最小工作DC電壓的電壓降以及最小工作線電壓提供之平均電流，以支援計量系統30之次要電流。例如，若最小工作線電壓提供之平均電流為0.02A，及從最小線電壓狀況至計量系統之最小工作DC電壓的電壓降為3V，則易熔突波電阻器38之最大電阻值可為約150歐姆。

在計算易熔突波電阻器38之最大電阻之後， 可依據從線電壓至小於熱MOV 42之額定電壓之電壓的電壓降以及在正常作業線電壓期間提供之平均電流計算之易熔突波電阻器38的所欲額定電力，選擇易熔突波電阻器38之電阻。可使用W=V*A之電力計算來計算額定電力，其中W代表以瓦特表示之功率，V代表以伏特表示之跨越易熔突波電阻器38之電壓降，及A代表以安培表示之正常作業線電壓提供的平均電流。若易熔突波電阻器38消耗之電力超過所欲額定電力建立之可接受限制，則易熔突波電阻器38之電阻可從最大電阻值減少，直至易熔突波電阻器38之電力消耗達到所欲位準為止。

在以上範例中，可選擇100歐姆易熔突波電 阻器38以持續消耗最大3W電力。在一範例中，線電壓在標準作業期間可供應約6W至計量系統30。當計量系統30在低線狀況(例如96Vrms針對典型地以120Vrms運轉之儀表)下操作時，易熔突波電阻器38可傳導約0.125A之平均電流。雖然傳導約0.125A之平均電流，易熔突波電阻器38可消耗約1.5W之平均電力。易熔突波電阻器 38消耗之約1.5W平均電力在易熔突波電阻器38之3W最大持續電力消耗範圍內，同時仍消耗供應至計量系統30之約6W的合理部分。在另一範例中，線電壓在標準作業期間可供應約10W至計量系統30。若以上述類似方式使用100歐姆易熔突波電阻器38，則易熔突波電阻器38可消耗超過易熔突波電阻器38之3W持續消耗最大量範圍的電力。在這種情況下，可以具較大持續消耗最大量之其他易熔突波電阻器取代易熔突波電阻器38，或可減少易熔突波電阻器38之電阻以減少易熔突波電阻器38之電力消耗至低於易熔突波電阻器38之持續消耗最大量的可接受範圍。通常，易熔突波電阻器38之較低電阻可導致電力消耗減少，及較高電阻可導致易熔突波電阻器38之電力消耗增加。

隨後，在方塊50，可判定易熔突波電阻器38 及熱MOV 42之可接受瞬態額定能量。首先，可判定易熔突波電阻器38及熱MOV 42在短期間突波瞬態期間(例如雷擊)之最大作業電壓及電流。易熔突波電阻器38及熱MOV 42之資料表單可提供適於選擇之易熔突波電阻器38及選擇之熱MOV 42的值。例如，易熔突波電阻器38之資料表單可揭露易熔突波電阻器38可承受之最大電壓約6kV，最大電流可為約3kA。此外，資料表單可指出易熔突波電阻器38可耐受瞬態電壓及電流位準之時間量。 此外，熱MOV 42在短期間突波瞬態之易熔突波電阻器38之最大電壓(例如6kV)期間將保持在嵌位電壓範圍 內作業之驗證可確保過電壓事件保護系統37以所欲方式做動。

在判定易熔突波電阻器38及熱MOV 42在短 期間瞬態期間之最大作業電壓及電流之後，可使用在短期間突波瞬態期間歷經之電流、電壓降、及瞬態期間判定易熔突波電阻器38之可接受瞬態額定能量。例如，方程式J=W*s及W=VI可用以判定可接受額定能量，其中J代表以焦耳表示之能量，W代表以瓦特表示之功率，s代表以秒表示之時間，V代表以伏特表示之跨越易熔突波電阻器38之電壓降，及I代表以安培表示之電流。此外，可使用以V代表以伏特表示之跨越熱MOV 42之電壓降的相同方程式計算熱MOV 42之可接受瞬態額定能量。

其次，在方塊52，在判定延伸之過電壓事件 的預期量之後，其中計量系統30可保持作業(例如二倍典型分配電壓)，可判定易熔突波電阻器38在延伸之過電壓事件期間的電壓降。藉由從延伸之過電壓事件的預期量減去熱MOV 42額定電壓可計算易熔突波電阻器38之電壓降。使用此值，經由歐姆定律亦可計算流經易熔突波電阻器38之電流，且電流值可相較於易熔突波電阻器38之時間-電流曲線。易熔突波電阻器38之時間-電流曲線可致能易熔突波電阻器38在延伸之過電壓事件期間之熔斷時間的判定。此外，基於時間-電流曲線之易熔突波電阻器38在延伸之過電壓事件期間可歷經的變化電流，可計算易熔突波電阻器38的熔斷時間。典型地，隨著因在 易熔突波電阻器38接收之能量增加而電流上升，易熔突波電阻器38之熔斷時間可減少。

此外，可理解的是在過電壓事件期間組合易 熔突波電阻器38與熱MOV 42之額外利益為可選擇易熔突波電阻器38，使得在延伸之過電壓事件期間易熔突波電阻器38可具有較熱MOV 42短之熔斷時間。當易熔突波電阻器38達到流入易熔突波電阻器38之電流位準的預期熔斷時間時，易熔突波電阻器38可製造開路。因為易熔突波電阻器38可與負載40及熱MOV 42耦接串聯，在易熔突波電阻器38製造之開路可避免過多電流及電壓耦接至負載40之組件。同樣地，可保護負載40之任何敏感組件免於延伸之過電壓事件。此外，可挑選易熔突波電阻器38，使得易熔突波電阻器38具有較熱MOV 42短之熔斷時間，無關乎易熔突波電阻器38傳導及熱MOV 42歷經之電流位準。該等挑選可製造負載40在過電壓事件期間之過電壓保護加固層持續延伸之期間。此外，可注意的是雖然商業負載32及住家負載34通常耦接至熔絲或電路斷路器以侷限在延伸之過電壓事件期間對於負載32、34之不希望的影響，標準計量系統通常缺少等效熔絲或電路斷路器系統以侷限在延伸之過電壓事件期間對於標準計量系統之不希望的影響。藉由使用所描述之技術及系統，計量系統30可提供在延伸之過電壓事件期間對於計量系統30之敏感組件的改良保護。

在選擇熱MOV 42及易熔突波電阻器38之後 (方塊46、48、50、及52)，可於方塊54將熱MOV 42 及易熔突波電阻器38安裝於計量系統30內。在若干實施例中，熱MOV 42及易熔突波電阻器38可設於計量系統30之外殼內的電路板上。同樣地，熱MOV 42及易熔突波電阻器38可接近計量系統30之負載40的電路元件。 在其他實施例中，熱MOV 42及易熔突波電阻器38可設於不在計量系統30之外殼內或並非與其接近之區域內的電路板上。該等過電壓保護元件之配置可允許保護計量系統30同時不接近計量系統30。然而，需注意的是使用易熔突波電阻器38及熱MOV 42，在選擇易熔突波電阻器38及熱MOV 42之參數後(方塊46、50、及52)，可允許計量系統30一旦經歷延伸之過電壓事件可以溫和方式斷接電網。同樣地，配置易熔突波電阻器38及熱MOV 42與計量系統30一段距離在包含空間限制之情況下有所助益，但其僅可增加計量系統30之組件的最小量額外保護。

在於計量系統30安裝易熔突波電阻器38及 熱MOV 42之後(方塊54)，計量系統30可在電網的保護狀態下執行工作。保護狀態可經由組合易熔突波電阻器38及熱MOV 42而達成。當計量系統30處於保護狀態時，計量系統30可從電網接收過電壓事件。當接收過電壓事件時，熱MOV 42可充當關閉非線性電阻開關。在過電壓事件期間，熱MOV 42可避免來自過電壓事件之實質過度電壓部分耦接至負載40之敏感組件。此外，易熔突 波電阻器38可實質上限制電流進入計量系統30。一旦接收流經易熔突波電阻器38之過多電流，當熱MOV 42歷經過多電流流動達延伸之期間時，熱MOV 42可開啟。因為熱MOV 42在延伸之過電壓事件期間可形成開路，易熔突波電阻器38可經設計而在延伸之過電壓事件期間具有較熱MOV 42之熔斷時間更短的熔斷時間。藉由在延伸之過電壓事件期間於易熔突波電阻器38製造開路，可於熱MOV 42有機會開啟之前以溫和方式保護負載40內之敏感組件。例如，取代熱MOV 42開啟導致過電壓事件製造之所有電流流經負載40，易熔突波電阻器38可首先開啟，有效地於電流到達負載40之前開啟電路。以此方式，在延伸之過電壓事件期間可保護負載40之敏感組件。

此書面描述使用範例以揭露本發明，包括最佳模式，亦致能任何熟悉本技藝之人士實現本發明，包括製造及使用任何裝置或系統，及實施任何組合方法。本發明之可取得專利範圍係由申請專利範圍定義，並可包括熟悉本技藝之人士發生之其他範例。若其他範例具有未與申請項之書面語言不同之結構元件，或若其他範例包括具與申請項之書面語言實質差異之等效結構元件，希望在申請專利範圍之範圍內。

30‧‧‧計量系統

32‧‧‧商業區

34‧‧‧住宅

35‧‧‧示意圖

36‧‧‧中性導線

37‧‧‧過電壓事件保護系統

38‧‧‧易熔突波電阻器

40‧‧‧負載

42‧‧‧熱金屬氧化物變阻器(MOV)

Claims (20)

1. 一種裝置，包含：感測器，經組配以檢測電力的使用；易熔突波電阻器，串聯耦接至該感測器；以及熱金屬氧化物變阻器(MOV)，並聯耦接至該感測器。
2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該易熔突波電阻器經組配而在過電壓事件期間從電源斷接該感測器。
3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該感測器、該易熔突波電阻器、及該熱MOV係配置於電表外殼內。
4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該感測器係配置於電表外殼內，及該易熔突波電阻器及該熱MOV係配置於該電表外殼外。
5. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該感測器經組配以檢測與多相電源相關聯之該電力的使用。
6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中，該易熔突波電阻器及該熱MOV經組配以接收與該多相電源相關聯之電力的第一相。
7. 如申請專利範圍第6項之裝置，包含第二易熔突波電阻器及第二熱MOV，經組配以接收與該多相電源相關聯之電力的第二相。
8. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該易熔突 波電阻器經組配而具有較該熱MOV之熔斷時間更短的熔斷時間。
9. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該易熔突波電阻器之電阻經組配而限制在過電壓事件期間之湧入電流。
10. 一種方法，包含：將具有電阻及時間-電流曲線之易熔突波電阻器耦接至具有額定電壓之熱金屬氧化物變阻器(MOV)，其中，該電阻、該時間-電流曲線、及該額定電壓係依據該易熔突波電阻器及該熱MOV之一或多個保護參數判定；以及將該易熔突波電阻器及該熱MOV耦接至電表電路，其中，該易熔突波電阻器及該熱MOV經組配而在過電壓事件期間保護該電表電路之組件。
11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中，該易熔突波電阻器於該易熔突波電阻器之下游節點串聯耦接至該電表電路。
12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中，該熱MOV並聯耦接至該電表電路，且該熱MOV於第一端耦接至該易熔突波電阻器之該下游節點及於第二端耦接至該電表電路之下游節點。
13. 如申請專利範圍第12項之方法，進一步包含依據該易熔突波電阻器當經歷該過電壓事件時用以開啟之第一時間量，及該熱MOV在延伸之過電壓事件期間用以形成開路之第二時間量，選擇該易熔突波電阻器及該熱 MOV。
14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中，該第一時間量小於該第二時間量。
15. 如申請專利範圍第10項之方法，其中，該熱MOV之該額定電壓經組配而在正常電壓狀況期間維持該熱MOV處於開啟狀態。
16. 一種系統，包含：能量公用計，包含：感測器，經組配以檢測來自多相電源之電力的使用；以及一或多個過電壓事件保護系統，耦接至該多相電源之各相的該感測器，其中，該一或多個過電壓事件保護系統各包含易熔突波電阻器及熱金屬氧化物變阻器(MOV)。
17. 如申請專利範圍第16項之系統，其中，該一或多個過電壓保護系統經組配而在延伸之過電壓事件期間從該多相電源斷接該能量公用計。
18. 如申請專利範圍第16項之系統，其中，該易熔突波電阻器經組配而以較過電壓事件期間之該熱MOV更短時間量熔斷。
19. 如申請專利範圍第16項之系統，其中，該易熔突波電阻器之電阻經組配而在過電壓事件期間限制湧入電流。
20. 如申請專利範圍第16項之系統，其中，該一或 多個過電壓事件保護系統經組配而在延伸之過電壓事件期間以溫和方式從該多相電源斷接該能量公用計。