專利名稱：保護(hù)中壓電感耦合設(shè)備不受電氣瞬變的影響的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將通信信號(hào)耦合到配電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
可以將射頻(rf)調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)耦合到中低壓配電網(wǎng)，并在其上進(jìn)行通信。在題目為“Inductive Coupling of a Data Signal to a PowerTransmission Cable”的美國專利No.6,452,482，以及2002年2月25日提交的題目為“Coupling Broadband Modems to Power Lines”的美國專利申請No.10/082,063中說明了用于該目的的電感耦合器的使用，這兩個(gè)申請都已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人，并且在此通過引用并入其全文。
配電網(wǎng)經(jīng)常會(huì)受到電壓和電流的顯著瞬變的影響。例如，當(dāng)諸如配電變壓器的電力線設(shè)備短路時(shí)，或者當(dāng)多根電力線下落而互相接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生快速上升的強(qiáng)電流脈沖。類似地，電力線附近的雷擊會(huì)在電力線上產(chǎn)生行波。模擬雷擊的標(biāo)準(zhǔn)方法是基本沖擊載荷(Basic Impulse Loading(BIL))脈沖，用于測試將與電力線相連的電力線設(shè)備，其具有1.2微秒的上升時(shí)間，而下降時(shí)間卻長很多。這些測試脈沖的幅值可以在90到200kV的峰值之間變化。
電力線電感耦合器實(shí)質(zhì)上是一種變壓器，其初級(jí)繞組與電力線相連，而其次級(jí)繞組與諸如調(diào)制解調(diào)器的通信設(shè)備相連。該初級(jí)繞組具有一匝或者只有幾匝，并且對(duì)電力頻率具有非常低的阻抗。然而，該耦合器能夠耦合由閃電脈沖(lightning pulse)的快速出現(xiàn)或其它瞬變所表現(xiàn)出的高頻能量，并且在耦合器次級(jí)電路中會(huì)感應(yīng)出相當(dāng)大的電壓。
無論是在正常運(yùn)行期間，或者是在雷擊或開關(guān)瞬變時(shí)產(chǎn)生的瞬變電壓脈沖期間，當(dāng)導(dǎo)線的電壓超過耦合器的絕緣能力時(shí)，會(huì)發(fā)生從初級(jí)電力線到地的中壓耦合器閃絡(luò)(flashover)。閃絡(luò)可以在耦合器的外表面上發(fā)生，也可以在耦合器的內(nèi)部組件之間發(fā)生。對(duì)于與中壓電力線相連的經(jīng)適當(dāng)絕緣的設(shè)備而言，可以認(rèn)為閃絡(luò)是非常少見的事件。例如，通常所采用的電流和電壓變壓器一般沒有專門的保護(hù)電路。但是在要由大量客戶普遍使用的數(shù)據(jù)耦合器的情況下，應(yīng)該非常謹(jǐn)慎地保護(hù)其不受少有事件的影響以防止其受到損傷或損壞。
此外，由于調(diào)制解調(diào)器與連接到客戶設(shè)備的導(dǎo)線相連，所以該調(diào)制解調(diào)器接地。因此，必須使配電電壓與調(diào)制解調(diào)器絕緣。如果電感耦合器的次級(jí)繞組與地絕緣，則電力線與地之間地電壓差將在(a)耦合器的初級(jí)繞組絕緣體到次級(jí)繞組絕緣體以及(b)連接到調(diào)制解調(diào)器的一系列設(shè)備中的其它設(shè)備的絕緣體之間進(jìn)行分配。電壓降與各個(gè)絕緣體接口的阻抗成正比，由此與各個(gè)接口的寄生電容成反比。
當(dāng)涉及中壓交流電力線時(shí)，隨著電壓相對(duì)于中性點(diǎn)或地超過2,000伏的有效值，則由于耦合器電容取決于耦合器內(nèi)的電力線的位置和直徑，所以很難確定該電容電壓的分配。因此，需要能夠使全部電力線電壓絕緣的任何其它絕緣設(shè)備，由此使耦合器既大又昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)多種用于保護(hù)電感耦合器不受諸如瞬變過壓和過流狀態(tài)的電氣瞬變的影響，該電感耦合器用于將數(shù)據(jù)信號(hào)耦合到配電網(wǎng)。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施例使得電感耦合器能夠承受電壓尖峰，并保護(hù)其不受因閃絡(luò)而產(chǎn)生的電涌(即，耦合器中電絕緣體的突然擊穿)的影響，同時(shí)具有rf數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器和電力線之間的rf數(shù)據(jù)信號(hào)的最佳耦合。實(shí)施例還保護(hù)電感耦合器不受可能由于雷擊或線路到電氣地的短路而在配電線上產(chǎn)生的瞬變電流脈沖的影響。
一種用于保護(hù)與配電系統(tǒng)電感信號(hào)耦合器相關(guān)的負(fù)載的方法，包括(a)提供電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及具有第一和第二連接端子的第二繞組；(b)將第一熔斷器的第一端子與所述第一連接端子相連，將第二熔斷器的第一端子與所述第二連接端子相連，將各個(gè)熔斷器的第二端子與一通信設(shè)備相連；以及(c)將第一扼流圈的第一端子與所述第一熔斷器的所述第二端子相連，并將第二扼流圈的第一端子與所述第二熔斷器的所述第二端子相連，將各個(gè)扼流圈的第二端子與電氣地相連。
用于保護(hù)與配電系統(tǒng)電感信號(hào)耦合器相關(guān)的負(fù)載的另一種方法，包括(a)提供電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及具有第一和第二連接端子的第二繞組；(b)將所述第二繞組封裝在一電絕緣層內(nèi)；以及(c)利用保護(hù)電路將所述第二繞組與電氣地相連，以在所述電絕緣層上施加任何高壓場。
用于保護(hù)與配電系統(tǒng)電感信號(hào)耦合器相關(guān)的負(fù)載的另一種方法，包括提供電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組以及具有第一和第二連接端子的第二繞組，其中所述耦合器具有包括多個(gè)裙部(shed)的耦合器體(body)，所述裙部提供漏電路徑以避免電氣瞬變過程中的外部閃絡(luò)。
用于保護(hù)與配電系統(tǒng)電感信號(hào)耦合器相關(guān)的負(fù)載的另一種方法，包括(a)提供電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及具有第一和第二連接端子的第二繞組，所述耦合器具有耦合器體，該耦合器體包括位于相對(duì)于所述第一繞組的耦合器遠(yuǎn)端端部處的導(dǎo)電板；以及(b)將所述導(dǎo)電板與電氣地相連，以將閃絡(luò)電流直接導(dǎo)向電氣地。
用于保護(hù)與配電系統(tǒng)電感信號(hào)耦合器相關(guān)的負(fù)載的另一種方法，包括(a)提供電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及具有第一和第二連接端子的第二繞組，以及(b)通過扼流圈將所述第二繞組的各個(gè)端子與電氣地相連，所述扼流圈對(duì)信號(hào)頻率表現(xiàn)出高阻抗，而對(duì)由電氣故障信號(hào)產(chǎn)生的電流表現(xiàn)出低阻抗。
一種具有多個(gè)組件的裝置，其包括(a)電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及具有第一連接端子和第二連接端子的第二繞組；(b)第一熔斷器，其具有與所述第一連接端子相連的第一端子，以及用于將信號(hào)耦合到通信設(shè)備的第一端子的第二端子；(c)第二熔斷器，其具有與所述第二連接端子相連的第一端子，以及用于將信號(hào)耦合到所述通信設(shè)備的第二端子的第二端子；(d)第一扼流圈，其具有與所述第一熔斷器的所述第二端子相連的第一端子，以及與電氣地相連的第二端子；以及(e)第二扼流圈，其具有與所述第二熔斷器的所述第二端子相連的第一端子，以及與電氣地相連的第二端子。
具有多個(gè)組件的另一種裝置，其包括(a)電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及封裝在一電絕緣層內(nèi)的第二繞組；以及(b)所述第二繞組和電氣地之間的電路，用于對(duì)所述電絕緣層施加高壓場。
具有多個(gè)組件的另一種裝置，其包括(a)電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及具有第一連接端子和第二連接端子的第二繞組；(b)所述第一連接端子和電氣地之間的第一扼流圈；以及(c)所述第二連接端子和電氣地之間的第二扼流圈。所述第一扼流圈和所述第二扼流圈中的每一個(gè)都對(duì)于信號(hào)頻率表現(xiàn)出高阻抗，而對(duì)于由電氣故障信號(hào)產(chǎn)生的電流表現(xiàn)出低阻抗。
一種用于將信號(hào)耦合到配電系統(tǒng)的電感信號(hào)耦合器，其包括與所述配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組；以及多個(gè)裙部，用于提供漏電路徑以避免電氣瞬變過程中的外部閃絡(luò)。
用于將信號(hào)耦合到配電系統(tǒng)的另一種電感信號(hào)耦合器，其包括與所述配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的繞組；以及導(dǎo)電板，位于相對(duì)于所述第一繞組的耦合器遠(yuǎn)端端部，用于將閃絡(luò)電流導(dǎo)向電氣地。


通過參照下面的詳細(xì)說明及其附圖將更容易理解本發(fā)明，附圖中圖1表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電感耦合器電路，其被保護(hù)不受過壓瞬變的影響。
圖2A、2B和2C表示本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，其中設(shè)置電容器和電涌抑制器來防止電氣瞬變的影響。
圖3表示用于由閃絡(luò)產(chǎn)生的電壓瞬變的等效電路。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電感耦合器的一個(gè)具體實(shí)際實(shí)現(xiàn)的剖視圖。
圖5A和5B表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雙熔斷器的具體實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例通過適當(dāng)?shù)膔f設(shè)備將電感耦合器的次級(jí)繞組接地。這防止了過壓瞬變的影響，并能夠充分利用磁耦合原理的優(yōu)點(diǎn)，而不受繞組絕緣體厚度的影響。因此，通過次級(jí)繞組的絕緣體，使電力線的中壓與調(diào)制解調(diào)器完全絕緣。該方法防止閃絡(luò)電流傳播到低壓線路和負(fù)載，從而防止可能與耦合器相連的調(diào)制解調(diào)器和其它設(shè)備受損。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電感耦合器電路，該電感耦合器電路被保護(hù)不受過壓瞬變的影響。配電線100構(gòu)成電感耦合器110的初級(jí)繞組105，該電感耦合器110進(jìn)而通過輸出端子160和165與rf數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制解調(diào)器(未示出)相連。次級(jí)繞組115具有端子120和125，這兩個(gè)端子分別與瞬變保護(hù)熔斷器130和135的上部端子相連。rf扼流圈140和145通常通過與“電桿地(pole ground)”相連的導(dǎo)線155將這兩個(gè)熔斷器的下部端子與地150相連，其中該“電桿地”是從電線桿底座處的接地棒(rod)延伸至電線桿頂部的地線。在用于旁路電線桿上的配電變壓器的電力線電感耦合器110的典型應(yīng)用中通常很容易看到該電桿地150。
耦合器110物理地橋接電力線100與連接到耦合器次級(jí)繞組115的地150之間的空間。由此，需要足夠長的漏電路徑以消除外部閃絡(luò)。一典型的實(shí)施例設(shè)置了多個(gè)“裙部”。在無論以何種方式發(fā)生外部閃絡(luò)的情況下，耦合器110可以包括連接到地150的暴露金屬底座(base)，可以將外部閃絡(luò)電弧轉(zhuǎn)移至地150而不會(huì)受到損傷。
設(shè)置rf扼流圈140和145以將耦合器110內(nèi)的任何可能的內(nèi)部閃絡(luò)電流接地。通常將次級(jí)繞組115嵌入在耦合器110的絕緣材料體中，該絕緣材料體應(yīng)該足夠厚，以對(duì)穩(wěn)態(tài)(“承受”)電壓和對(duì)快速高壓BIL脈沖都提供足夠的絕緣率。rf扼流圈140和145提供比耦合器次級(jí)繞組115的rf阻抗大很多的rf阻抗，同時(shí)在幾微秒的故障脈沖之后對(duì)地150表現(xiàn)出低阻抗。扼流圈140和145與信號(hào)電壓的并聯(lián)連接提供了高通濾波效應(yīng)，因?yàn)榈皖l被有效地短路到地150。對(duì)于高于1MHz的調(diào)制解調(diào)器頻率，扼流圈140和145通常分別具有10μH的電感，在耦合器次級(jí)繞組115上提供超過124歐姆的電抗，并且該電抗隨頻率升高。扼流圈140和145的自諧振頻率應(yīng)該高于所關(guān)注的最高頻率。
閃絡(luò)電流只受電力線100的電容的限制，通常達(dá)到10,000安培的有效值或者約14,000安培的峰值。該閃絡(luò)電流被熔斷器130和135截?cái)啵⒋笾略谶@兩個(gè)熔斷器之間等分。在熔斷器130和135斷開之前，rf扼流圈140和145必須無故障的承載短路電流。由此，應(yīng)該使用能夠承受可能流過的閃絡(luò)電流脈沖的導(dǎo)線來纏繞rf扼流圈140和145。
鑒于可能的閃絡(luò)電流脈沖的速度和大小，對(duì)于瞬變保護(hù)熔斷器130和135應(yīng)該使用適當(dāng)額定的沖出式熔斷器或限流熔斷器。沖出式熔斷器可以在閃絡(luò)瞬變出現(xiàn)之后至多8毫秒截?cái)嚯娏?。限流熔斷器可以更快地截?cái)嚯娏鳎烙?jì)在閃絡(luò)瞬變出現(xiàn)之后不超過4毫秒。為了與電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)保持一致，希望數(shù)據(jù)信號(hào)電流遠(yuǎn)小于1安培，所以熔斷器130和135的1安培額定電流應(yīng)適于使內(nèi)部絕緣體故障之后的任何閃絡(luò)電流的持續(xù)時(shí)間最短。
由于需要消除由配電線的上千安培短路電流所產(chǎn)生并保持的高能電弧，所以限流式熔斷器和沖出式熔斷器都具有相當(dāng)大的長度和寬度。將兩個(gè)這種單獨(dú)封裝的熔斷器130和135相鄰設(shè)置，在該熔斷器對(duì)的平面內(nèi)形成了基本封閉的區(qū)域，同時(shí)產(chǎn)生與高頻信號(hào)串聯(lián)的相當(dāng)大的電感。應(yīng)該注意，在正常工作期間，在熔斷器130和135之間只施加小的信號(hào)電壓，而在內(nèi)部閃絡(luò)過程中，這兩個(gè)熔斷器基本上排除相同的故障。因此，將兩個(gè)熔斷器130和135組合在單個(gè)外殼中，并共用電弧消除機(jī)構(gòu)是有利的。通過相互并聯(lián)地設(shè)置這兩個(gè)熔斷器130和135，并具有與相對(duì)于耦合器次級(jí)繞組115的特征阻抗相應(yīng)的間隔和厚度，可以將寄生電感和電容的影響最小化到使耦合器次級(jí)阻抗對(duì)于已知頻率恒定的程度。
在以雙螺旋線形式將導(dǎo)線纏繞在“星形(spider)”線圈管上的限流熔斷器的情況下，在準(zhǔn)備使用沙子填充其容積時(shí)，需要其它技術(shù)來減小熔斷器電抗的寄生效應(yīng)?？梢栽诼菪€內(nèi)部插入磁芯棒，將其轉(zhuǎn)變成通用模式的扼流圈。即使當(dāng)線圈之間的耦合系數(shù)遠(yuǎn)小于1時(shí)，該扼流圈也具有最小差分模式衰減。
一種限制故障能量傳遞的內(nèi)在機(jī)制是耦合器磁心的飽和。一旦故障電流使磁芯飽和，則磁通勢和所感應(yīng)的次級(jí)電壓基本上被鉗位(clamp)。電力線故障瞬變和電涌具有包含寬頻譜能量的波形。應(yīng)該只有與調(diào)制解調(diào)器通信相關(guān)的頻率到達(dá)調(diào)制解調(diào)器。為此，可以使用串聯(lián)電容器作為對(duì)到達(dá)調(diào)制解調(diào)器的瞬變能量進(jìn)行限制的高通濾波器。
將電感耦合器連接到電力線的另一負(fù)面效應(yīng)是環(huán)流電流的流動(dòng)?？梢詫㈦姼旭詈掀饕暈樽兞髌?CT)，在下述扼流圈電路中，通過兩個(gè)扼流圈的串聯(lián)組合使CT次級(jí)繞組短路。
可以將閃絡(luò)視為次級(jí)電路對(duì)初級(jí)電路的瞬間短路，并且由于扼流圈電感器140和145最初用作為斷路，所以對(duì)于最初的幾十納秒，整個(gè)初級(jí)電壓會(huì)出現(xiàn)在各個(gè)扼流圈140和145上。可以如圖2所示，通過增加高頻耦合電容器200和電涌抑制器205來解決該問題，其通過在臨界的最初幾十納秒內(nèi)用作為暫時(shí)短路，來降低施加給扼流圈140和145以及電容器200的初始瞬間電壓。這使得可以使用額定電壓比峰值初級(jí)電壓小10到100倍的扼流圈140和145以及電容器200。
在圖2B所示的另選實(shí)施例中，可以將火花隙(spark gap)或充氣管避雷器(gas tube arrestor)220跨接在次級(jí)繞組115上，以通過快速上升時(shí)間電涌電流來吸收耦合到次級(jí)繞組的至少一部分能量。在圖1和2所示的任一實(shí)施例中增加該器件都可以減少必須由后續(xù)電涌保護(hù)器安全吸收的電涌能量。
在圖2C所示的另選實(shí)施例中，可以將附加電涌抑制器210與電涌抑制器205并聯(lián)。當(dāng)電流故障產(chǎn)生的電壓超過電涌抑制器205和210的鉗位電壓時(shí)，電涌抑制器205和210用作為低阻抗。如果這兩個(gè)器件相同，則抑制器210將用作為差分模式的初級(jí)電壓限制器，而在斷路狀態(tài)下初級(jí)限制器210出現(xiàn)故障的情況下，一對(duì)串聯(lián)的抑制器205將用作為備用限制器。
并聯(lián)扼流圈和串聯(lián)電容的高通濾波限制了故障脈沖的持續(xù)時(shí)間，并使得可以使用相對(duì)較低功率的電涌抑制器。只有通過電涌抑制器使用避免信號(hào)的高頻負(fù)載所需的低終端電容才可以實(shí)現(xiàn)這種低功率器件。高頻耦合器的非常小的電力頻率阻抗減小了在電感器次級(jí)繞組115中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(emf)，并且足夠的熔斷器電阻的存在，或者可選地，添加與各個(gè)次級(jí)繞組的引線串聯(lián)的低值電阻器(通常0.5到1歐姆)215，通?？梢詫⑺玫降碾娏鳒p小到小于流經(jīng)電力線100的電流的千分之一。
可以考慮從初級(jí)繞組105到次級(jí)繞組115的耦合器110的內(nèi)部閃絡(luò)，在此簡化為該繞組的一個(gè)端子120(參見圖1)。圖3表示對(duì)于閃絡(luò)電壓瞬變的等效電路。10kV直流電源300表示15kV分級(jí)配電變壓器的瞬間峰值電壓，該變壓器對(duì)于為7-8kV有效值的中性電壓(neutral voltage)具有典型的相位。電源電阻305將電流限制為10kA的短路值。傳輸線310和315表示高架配電線的單相。開關(guān)320的閉合表示由于內(nèi)部閃絡(luò)而產(chǎn)生的瞬間短路。電阻325表示諸如130和135的熔斷器的電阻，扼流圈330(相當(dāng)于圖1的扼流圈140)將該電路閉合到電桿地335。電容器340將通信信號(hào)高通耦合到調(diào)制解調(diào)器端子345，電涌抑制器350(相當(dāng)于圖2中的抑制器205)保護(hù)調(diào)制解調(diào)器不受過壓瞬變的影響。電容器340和抑制器350(后者在瞬變事件中大致用作為短路)的并聯(lián)電容負(fù)載降低了節(jié)點(diǎn)355處以及由此施加在電容器340上的初始瞬變電壓，使得可以使用成本更低的電容器。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電感耦合器的一個(gè)具體實(shí)際實(shí)現(xiàn)的剖視圖。初級(jí)電力線400穿過耦合器410的磁芯405的孔。次級(jí)導(dǎo)線415封裝在模制(mold)耦合器410的絕緣材料417中，該絕緣材料417的厚度420適合于線路的承受電壓和BIL電壓。裙部425提供適當(dāng)?shù)穆╇娐窂?。?dǎo)電板430與耦合器體的底座相連，并通過導(dǎo)線435與電桿地440相連。
如果耦合器體沒有提供足夠漏電路徑或者與電力導(dǎo)線400上的穩(wěn)態(tài)電壓或瞬變電壓相稱的絕緣，則可能發(fā)生閃絡(luò)。耦合器410外部的閃絡(luò)電流將被轉(zhuǎn)移到導(dǎo)電板430，并且無損害地傳送到電桿地440。
圖5a表示雙熔斷器500，以沖出式熔斷器的方式實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)線505將熔斷器元件510連接到雙端子接頭515。熔斷器元件510由彈簧520拉緊，并且其整體封裝在電弧抑制(arc-quenching)材料中，通過端口530排出任何電弧氣體。
圖5b表示雙熔斷器550，以限流熔斷器的方式實(shí)現(xiàn)。將熔斷器元件555纏繞在星形線圈管560上，并端接在雙端子頭565上?？蛇x地，該星形線圈管可以是空心的，其中可以選擇性地插入磁芯570。使用沙子(未示出)填充整個(gè)容積。
雖然公開了本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，顯然可以在不脫離本發(fā)明的實(shí)際范圍的情況下進(jìn)行各種變化和修改來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的某些優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用于保護(hù)與配電系統(tǒng)電感信號(hào)耦合器相關(guān)的負(fù)載的方法，所述方法包括提供電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及具有第一和第二連接端子的第二繞組；將第一熔斷器的第一端子與所述第一連接端子相連，將第二熔斷器的第一端子與所述第二連接端子相連，將各個(gè)熔斷器的第二端子與一通信設(shè)備相連；以及將第一扼流圈的第一端子與所述第一熔斷器的所述第二端子相連，將第二扼流圈的第一端子與所述第二熔斷器的所述第二端子相連，將各個(gè)扼流圈的第二端子與電氣地相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二扼流圈中的每一個(gè)都使用足夠規(guī)格的導(dǎo)線，以承受在其相關(guān)熔斷器的作用時(shí)間期間流過的高電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二扼流圈中的每一個(gè)都具有高于由所述通信設(shè)備使用的最高頻率的自諧振頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括將電涌抑制器的第一端子連接到所述第二繞組的所述第一連接端子，并將所述電涌抑制器的第二端子連接到所述第二繞組的所述第二連接端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述電涌抑制器選自火花隙和充氣管電涌避雷器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一熔斷器和所述第一扼流圈形成第一串聯(lián)電阻，并且所述第二熔斷器和所述第二扼流圈形成第二串聯(lián)電阻，其中所述第一和第二串聯(lián)電阻中的每一個(gè)都超過所選擇的閾值電阻，以使電力頻率環(huán)流電流最小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括提供與所述第一熔斷器和所述第一扼流圈串聯(lián)以形成第一串聯(lián)電阻的第一電阻；以及提供與所述第二熔斷器和所述第二扼流圈串聯(lián)以形成第二串聯(lián)電阻的第二電阻，其中所述第一和第二串聯(lián)電阻中的每一個(gè)都超過所選擇的閾值電阻，以使電力頻率環(huán)流電流最小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述第一和第二熔斷器封裝在單個(gè)公共外殼中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第一和第二熔斷器是具有螺旋形軸的螺旋狀限流熔斷器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括將磁芯設(shè)置在所述螺旋形軸中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括將電容器與所述第一和第二熔斷器中的每一個(gè)的所述第二端子以及所述通信設(shè)備串聯(lián)；以及在各個(gè)電容的通信設(shè)備側(cè)與電氣地之間連接電涌抑制器，以使電容性負(fù)載可以減小由所述電感信號(hào)耦合器的所述繞組之間的閃絡(luò)導(dǎo)致的初始電壓瞬變的幅值。
12.一種用于保護(hù)與配電系統(tǒng)電感信號(hào)耦合器相關(guān)的負(fù)載的方法，所述方法包括提供電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及具有第一和第二連接端子的第二繞組；將所述第二繞組封裝在一電絕緣層內(nèi)；以及使用保護(hù)電路將所述第二繞組與電氣地相連，以對(duì)所述電絕緣層施加任何高壓場。
13.一種用于保護(hù)與配電系統(tǒng)電感信號(hào)耦合器相關(guān)的負(fù)載的方法，所述方法包括提供電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及具有第一和第二連接端子的第二繞組，所述耦合器具有耦合器體，該耦合器體包括多個(gè)裙部，這些裙部提供漏電路徑以避免電氣瞬變過程中的外部閃絡(luò)。
14.一種用于保護(hù)與配電系統(tǒng)電感信號(hào)耦合器相關(guān)的負(fù)載的方法，所述方法包括提供電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及具有第一和第二連接端子的第二繞組，所述耦合器具有耦合器體，該耦合器體包括位于相對(duì)于所述第一繞組的耦合器遠(yuǎn)端端部處的導(dǎo)電板；以及將所述導(dǎo)電板與電氣地相連，以將閃絡(luò)電流直接導(dǎo)向電氣地。
15.一種用于保護(hù)與配電系統(tǒng)電感信號(hào)耦合器相關(guān)的負(fù)載的方法，所述方法包括提供電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及具有第一和第二連接端子的第二繞組；以及通過扼流圈將所述第二繞組的各個(gè)端子與電氣地相連，所述扼流圈對(duì)信號(hào)頻率表現(xiàn)出高阻抗，而對(duì)由電氣故障信號(hào)產(chǎn)生的電流表現(xiàn)出低阻抗。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第二繞組的多個(gè)引線通過多個(gè)串聯(lián)電容器連接到與通信設(shè)備相連的多個(gè)輸出端子。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括將至少一個(gè)低電容電涌抑制器跨接在所述多個(gè)輸出端子上。
18.一種具有多個(gè)組件的裝置，其包括電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及具有第一連接端子和第二連接端子的第二繞組；第一熔斷器，其具有與所述第一連接端子相連的第一端子，以及用于將信號(hào)耦合到通信設(shè)備的第一端子的第二端子；第二熔斷器，其具有與所述第二連接端子相連的第一端子，以及用于將信號(hào)耦合到所述通信設(shè)備的第二端子的第二端子；第一扼流圈，其具有與所述第一熔斷器的所述第二端子相連的第一端子，以及與電氣地相連的第二端子；以及第二扼流圈，其具有與所述第二熔斷器的所述第二端子相連的第一端子，以及與電氣地相連的第二端子。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，還包括電涌抑制器，其具有與所述第二繞組的所述第一連接端子相連的第一端子，以及與所述第二繞組的所述第二連接端子相連的第二端子。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述電涌抑制器選自火花隙和充氣管電涌避雷器。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，還包括與所述第一熔斷器串聯(lián)的第一電阻；以及與所述第二熔斷器串聯(lián)的第二電阻。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中將所述第一和第二熔斷器封裝在單個(gè)公共外殼中。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述第一和第二熔斷器是螺旋狀限流熔斷器。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述螺旋狀限流熔斷器具有磁芯。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，還包括第一電容器，其具有與所述第一熔斷器的所述第二端子串聯(lián)的第一端子，以及用于將所述信號(hào)耦合到所述通信設(shè)備的所述第一端子的第二端子；第二電容器，其具有與所述第二熔斷器的所述第二端子串聯(lián)的第一端子，以及用于將所述信號(hào)耦合到所述通信設(shè)備的所述第二端子的第二端子；電涌抑制器，位于所述第一電容器的所述第二端子和所述第二電容的所述第二端子之間。
26.一種具有多個(gè)組件的裝置，其包括電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及封裝在一電絕緣層內(nèi)的第二繞組；以及所述第二繞組和電氣地之間的電路，用于對(duì)所述電絕緣層施加高壓場。
27.一種用于將信號(hào)耦合到配電系統(tǒng)的電感信號(hào)耦合器，其包括與所述配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組；以及多個(gè)裙部，用于提供漏電路徑以避免電氣瞬變過程中的外部閃絡(luò)。
28.一種用于將信號(hào)耦合到配電系統(tǒng)的電感信號(hào)耦合器，其包括與所述配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的繞組；以及導(dǎo)電板，位于相對(duì)于所述第一繞組的所述耦合器遠(yuǎn)端端部處，用于將閃絡(luò)電流導(dǎo)向電氣地。
29.一種具有多個(gè)組件的裝置，其包括電感信號(hào)耦合器，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組，以及具有第一連接端子和第二連接端子的第二繞組；第一扼流圈，位于所述第一連接端子與電氣地之間；以及第二扼流圈，位于所述第二連接端子與所述電氣地之間，其中所述第一扼流圈和所述第二扼流圈中的每一個(gè)都對(duì)于信號(hào)頻率表現(xiàn)出高阻抗，而對(duì)于由電氣故障信號(hào)產(chǎn)生的電流表現(xiàn)出低阻抗。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，還包括第一電容器，與所述第一連接端子串聯(lián)，并具有用于將信號(hào)耦合到通信設(shè)備的第一端子的設(shè)備側(cè)端子；以及第二電容器，與所述第二連接端子串聯(lián)，并具有用于將信號(hào)耦合到所述通信設(shè)備的第二端子的設(shè)備側(cè)端子。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，還包括電涌抑制器，用于抑制所述第一電容器的所述設(shè)備側(cè)端子與所述第二電容器的所述設(shè)備側(cè)端子之間的故障電壓。
全文摘要
提供了一種保護(hù)與配電系統(tǒng)電感信號(hào)耦合器相關(guān)的負(fù)載的方法。該方法包括(a)提供電感信號(hào)耦合器(110)，其具有與配電系統(tǒng)的導(dǎo)線串聯(lián)的第一繞組(105)，以及具有第一和第二連接端子(120、125)的第二繞組(115)；(b)將第一熔斷器的第一端子與該第一連接端子相連，將第二熔斷器的第一端子與該第二連接端子相連，將各個(gè)熔斷器的第二端子與通信設(shè)備相連；以及(c)將第一扼流圈(140)的第一端子與第一熔斷器(130)的第二端子相連，并將第二扼流圈(145)的第一端子與第二熔斷器(135)的第二端子相連，將各個(gè)扼流圈的第二端子與電氣地相連。
文檔編號(hào)H01R13/68GK1653794SQ03810781
公開日2005年8月10日 申請日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月14日
發(fā)明者耶胡達(dá)·切恩 申請人:安比恩特公司