專利名稱：本質(zhì)安全通信電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及本質(zhì)安全通信電路，具體用于但不限于用于易燃環(huán)境，尤其是氣體群
組類別nc、氫氣和乙炔，以及下面的，例如，針對(duì)氣體和/或灰塵的氣體群組IIB和IIA。
背景技術(shù)：
經(jīng)由電氣通信電路來(lái)遠(yuǎn)程地控制本質(zhì)安全環(huán)境中的場(chǎng)儀器(fieldinstrument) 和設(shè)備。傳統(tǒng)地，在與驅(qū)動(dòng)場(chǎng)儀器的電源相同的電氣電路中提供通信。本申請(qǐng)人的 W02006/003445公開了這種構(gòu)造的現(xiàn)代版本，其中沿兩個(gè)金屬線現(xiàn)場(chǎng)總線段傳遞信令。
然而，諸如以太網(wǎng)的新技術(shù)提供了具有與電源電路捆綁在一起的單獨(dú)的通信電路 的可能性。這提供了更大的靈活性和通信速度，這允許在現(xiàn)場(chǎng)使用更現(xiàn)代和復(fù)雜的設(shè)備。
以太網(wǎng)不是為了在本質(zhì)安全環(huán)境中使用而被設(shè)計(jì)的，然而本申請(qǐng)人的 W02007/088387公開了與加電的以太網(wǎng)電纜一起使用的易燃電弧預(yù)防系統(tǒng)，所述系統(tǒng)僅允 許這樣的特殊使用。還是本申請(qǐng)人的W02007/129031公開了允許在本質(zhì)安全環(huán)境中使用以 太網(wǎng)信號(hào)的又一發(fā)明。 然而，這兩種在先的情況僅涉及使得以太網(wǎng)電源線或以太網(wǎng)信號(hào)線本質(zhì)安全，并 且他們沒有公開其中以太網(wǎng)類型的電纜可同時(shí)用于電源和通信的任何方式。這樣的組合電 路將提供甚至更大的靈活性和能力。 具體地講，W02007/088387中的公開特定于功率分布，并公開了適用于監(jiān)測(cè)一對(duì)正 電纜和一對(duì)負(fù)電纜的易燃電弧預(yù)防裝置，并檢測(cè)正電纜對(duì)中的一個(gè)電纜中的電流和/或電 壓是否與另一個(gè)電纜中的偏離，以及負(fù)電纜對(duì)中的一個(gè)電纜中的電流和/或電壓是否與另 一個(gè)電纜中的偏離。如果發(fā)生了上述情況，則控制裝置將電源與電纜隔離。如果向正或負(fù) 電纜對(duì)中的一個(gè)電纜施加傳統(tǒng)信令，則將導(dǎo)致電流和/或電壓的偏離，并且電源將被隔離。 實(shí)際上，向正電纜對(duì)和負(fù)電纜對(duì)提供單獨(dú)但相同的信號(hào)是非常難的，所述單獨(dú)但相同的信 號(hào)應(yīng)相似到易燃電弧預(yù)防裝置不反應(yīng)。 W02007/129031涉及電數(shù)據(jù)信號(hào)到光信號(hào)的變換，并將那些信號(hào)越過(guò)電氣隔離間 隙傳輸至本質(zhì)安全媒體變換器。顯然，不可能以該方式使得電源電路本質(zhì)安全。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述問(wèn)題中的一些問(wèn)題。 因此，根據(jù)本發(fā)明，電氣電路包括電源、負(fù)載、在電源和負(fù)載之間的一對(duì)平行正電 纜、在負(fù)載和電源之間的一對(duì)平行負(fù)電纜、和易燃電弧預(yù)防裝置，其中易燃電弧預(yù)防裝置包 括監(jiān)測(cè)裝置，所述監(jiān)測(cè)裝置適用于監(jiān)測(cè)正電纜對(duì)和負(fù)電纜對(duì)，并檢測(cè)正電纜對(duì)中的一個(gè)電 纜的電流和/或電壓是否與另一個(gè)的偏離，以及負(fù)電纜對(duì)中的一個(gè)電纜的電流和/或電壓 是否與另一個(gè)的偏離，并且其中所述易燃電弧預(yù)防裝置包括控制裝置，所述控制裝置適用 于如果所述監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到正電纜對(duì)中的一個(gè)電纜的電流和/或電壓與另一個(gè)的偏離，或 負(fù)電纜對(duì)中的一個(gè)電纜的電流和/或電壓與另一個(gè)的偏離，則將電源與正電纜對(duì)和負(fù)電纜
5對(duì)完全或部分地隔離，其特征在于電氣電路在電源和正電纜對(duì)之間包括共用正段，而在負(fù) 電纜對(duì)和電源之間包括共用負(fù)段，其中在共用正段或共用負(fù)段中設(shè)置第一調(diào)制裝置，其中 在電源和第一調(diào)制裝置之間設(shè)置阻抗裝置，并且其中所述第一調(diào)制裝置適用于產(chǎn)生調(diào)制過(guò) 的通信信號(hào)。 因此，本發(fā)明提供的本質(zhì)安全電氣電路與W02007/088387中描述的相似，但其中 可用正電纜對(duì)發(fā)送，而不會(huì)使易燃電弧預(yù)防裝置出差錯(cuò)。通信信號(hào)被監(jiān)測(cè)裝置忽略，因?yàn)閮?效應(yīng)是與負(fù)載變化相似的共模影響。 第一調(diào)制裝置在共用正段或負(fù)段中、或跨越二者來(lái)調(diào)制電路的電源端的功率，并 且所產(chǎn)生的調(diào)制以完全相同的方式影響正電纜對(duì)的兩條電纜和負(fù)電纜對(duì)的兩條電纜，從而 不存在使易燃電弧預(yù)防裝置出差錯(cuò)的差異。 因此，本發(fā)明提供了一種傳輸電流和/或電壓和/或速度和/或類型高的通信系 統(tǒng)，并且肯定比W02007/088387中公開的電氣電路承受的要高得多。 本發(fā)明的電氣電路受益于W02007/088387的權(quán)宜性易燃電弧預(yù)防裝置，所述裝置 使用四條電纜來(lái)辨別負(fù)載附加或變化和具有成為易燃電弧的潛力的故障之間的區(qū)別。負(fù)載 附加或變化將以相同的方式影響兩條或一對(duì)電纜，而故障不會(huì)，從而可忽略負(fù)載影響而僅 考慮電纜故障。 此外，由于易燃電弧預(yù)防裝置基于檢測(cè)有源電纜之間的差別的原理進(jìn)行操作，與 僅在一個(gè)點(diǎn)處監(jiān)測(cè)一條電纜相反，所述裝置可依賴于電纜之間的相對(duì)測(cè)量而不是絕對(duì)測(cè)量 來(lái)辨別故障。這樣，可使電氣電路對(duì)于潛在的易燃故障測(cè)量更敏感，而不使用更高的靜態(tài)或 線路電流。 此外，四線系統(tǒng)具有本質(zhì)保護(hù)，因?yàn)橐坏┮粭l極線斷開，另一條相同極性的線將需 要總電流的大部分，因?yàn)樗哂斜葦嚅_的線更低的電阻，從而有效地避開了易燃能量的大 部分-如果不是全部的話-故障。這是在l區(qū)(Zone one)或等同環(huán)境內(nèi)，在更加安全的應(yīng) 用中用于非電弧連接的雙管腳的實(shí)質(zhì)。 在優(yōu)選的構(gòu)造中，電氣電路可在正電纜對(duì)和負(fù)載之間包括負(fù)載端共用正段，并在 負(fù)載和負(fù)電纜對(duì)之間包括負(fù)載端共用負(fù)段?？稍谪?fù)載端共用正段或負(fù)載端共用負(fù)段中設(shè)置 第二調(diào)制裝置，所述第二調(diào)制裝置適用于對(duì)所述調(diào)制通信信號(hào)解調(diào)。這樣，可在現(xiàn)場(chǎng)接收調(diào) 制信號(hào)并相應(yīng)地使用。 第二調(diào)制裝置可適用于產(chǎn)生返回調(diào)制通信信號(hào)，并且第一調(diào)制裝置可適用于解調(diào) 所述返回調(diào)制通信信號(hào)。因此，第一和第二調(diào)制裝置實(shí)質(zhì)上用作可彼此通信的"調(diào)制解調(diào) 器"。 電氣電路可適用于承載任何類型的模擬或數(shù)字信號(hào)，例如以太網(wǎng)、以太網(wǎng)供電 (PoE)、現(xiàn)場(chǎng)總線、HART或Modbus等類型的信號(hào)。然而，在優(yōu)選的實(shí)施例中，通信信號(hào)可以 是DSL信號(hào)，而第一調(diào)制裝置和第二調(diào)制裝置可按照DSL協(xié)議彼此通信。信號(hào)可以是ADSL、 SDSL或任何其他變形。 電氣電路可具有媒體變換器，所述媒體變換器適用于按照需要將通過(guò)電路承載的 信號(hào)變換為其他媒體，并將來(lái)自其他媒體的到來(lái)信號(hào)變換為該電氣電路所使用的信號(hào)。具 體地講，媒體變換器可適用于將信號(hào)變換為任何類型的模擬或數(shù)字通信信號(hào)(例如，以太 網(wǎng)、以太網(wǎng)供電(PoE)、現(xiàn)場(chǎng)總線、無(wú)線電、4-20mA數(shù)字I/O、 HART、 RTD、 T/C、應(yīng)變計(jì)、Modbus
6或光類型的信號(hào))，或從任何類型的模擬或數(shù)字通信信號(hào)來(lái)變換到該信號(hào)。 應(yīng)理解本發(fā)明的電氣電路可僅用作本質(zhì)安全通信電路，所述電路主要使用
W02007/088387的發(fā)明來(lái)提供本質(zhì)安全性。在本發(fā)明的這種版本中，第二調(diào)制裝置將包括負(fù)載。 然而，在優(yōu)選的應(yīng)用中，本發(fā)明的電氣電路被用于功率分配和通信，在該情況下， 負(fù)載可包括一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)裝置，并且電氣電路可為所述一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)裝置提供功率。
在允許調(diào)制功率方面，可在共用正段或共用負(fù)段中設(shè)置阻抗裝置。然而，在優(yōu)選的 實(shí)施例中，阻抗裝置可包括共用正段中的第一阻抗裝置，和在共用負(fù)段中包括第二阻抗裝 置。這樣，將平衡電氣電路。 第一阻抗裝置和第二阻抗裝置可包括平衡的電感反應(yīng)器(inductivereactor)。
應(yīng)理解第一和第二調(diào)制裝置可以是可分別在電源端調(diào)制共用正或負(fù)段中的功率， 并且可調(diào)制負(fù)載端共用正或負(fù)段中的功率的任何元件。這可以通過(guò)到用作單獨(dú)阻抗裝置的 隔離反應(yīng)器的電感耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)。 然而，在優(yōu)選的構(gòu)造中，第一和第二調(diào)制裝置可分別包括在共用正段和共用負(fù)段 之間跨電路安裝的電容耦合調(diào)制器、和在負(fù)載端正段和負(fù)載端負(fù)段之間跨電路安裝的電容 耦合調(diào)制器。作為替換，調(diào)制器可以是耦合的變壓器。 在本發(fā)明的一個(gè)版本中，正電纜對(duì)可被形成為第一雙絞線。負(fù)電纜對(duì)可被形成為 第二雙絞線，并且第一雙絞線和第二雙絞線可被捆綁在同一個(gè)外電纜中?？商鎿Q地，第一 正電纜和第一負(fù)電纜可形成為第一雙絞線，第二正電纜和第二負(fù)電纜可被形成為第二雙絞 線，并且第一雙絞線和第二雙絞線可被捆綁在同一個(gè)外電纜中。 如上所述，本發(fā)明的易燃電弧預(yù)防裝置可以與W02007/088387中公開的相同。
因此，監(jiān)測(cè)裝置可包括位于正電纜對(duì)的每一個(gè)的兩端處、和負(fù)電纜對(duì)的每一個(gè)的 兩端處的電感反應(yīng)器。在正電纜對(duì)的第一端處的兩個(gè)電感反應(yīng)器可共享第一共用芯線，而 在負(fù)電纜對(duì)的第一端處的兩個(gè)電感反應(yīng)器可共享第二共用芯線。在正電纜對(duì)的第二端處的 兩個(gè)電感反應(yīng)器可共享第三共用芯線，而在負(fù)電纜對(duì)的第二端處的兩個(gè)電感反應(yīng)器可共享 第四共用芯線。 這些電感反應(yīng)器對(duì)可沿相反方向繞它們的共用芯線纏繞，從而在正常使用中不使 芯線磁化。 因此，易燃電弧預(yù)防裝置依賴于共用電感反應(yīng)器芯線的磁化來(lái)檢測(cè)電纜中的差 異。當(dāng)電纜中的電流和/或電壓保持相等時(shí)，共用芯線將保持非磁化狀態(tài)，但只要存在任何 差別，芯線將迅速變得磁化，并且可由纏繞在四個(gè)共用芯線上的傳感器線圈來(lái)檢測(cè)該磁化。
該布置也可用于向電氣電路提供電流補(bǔ)償。 傳感器線圈可被給送至適用于當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)將電源或負(fù)載隔離的處理器。然 而，在其替換中，可將第一傳感器線圈和第二傳感器線圈給送至適用于驅(qū)動(dòng)第一隔離裝置 的窗口比較器，所述第一隔離裝置適用于如果從第一傳感器線圈或第二傳感器線圈接收到 信號(hào)，則將電源與正電纜對(duì)和負(fù)電纜對(duì)完全或部分地隔離。同樣地，可將第三傳感器線圈和 第四傳感器線圈給送至適用于驅(qū)動(dòng)第二隔離裝置的窗口比較器，所述第二隔離裝置適用于 如果從第三傳感器線圈或第四傳感器線圈接收到信號(hào)，則將負(fù)載與第一正電纜對(duì)和第一負(fù) 電纜對(duì)完全或部分地隔離。
第一和第二隔離裝置可包括簡(jiǎn)單的串聯(lián)元件，或者它們可包括提供一定功率中斷 (power dumping)優(yōu)點(diǎn)的分路(shunt)元件?？商鎿Q地可使用這兩者。
上面描述的所有電感反應(yīng)器可具有電阻分路。 將調(diào)制通信信號(hào)并入具有與如上所述的類似的易燃電弧預(yù)防裝置的電路中的一 個(gè)另外的優(yōu)點(diǎn)是還可檢測(cè)到發(fā)展中的故障。如果一個(gè)電纜對(duì)產(chǎn)生了發(fā)展中的故障，則當(dāng)調(diào) 制通過(guò)該電纜的功率時(shí)傳感器線圈將檢測(cè)到該故障。通常在本質(zhì)安全領(lǐng)域中不考慮發(fā)展中 的故障，因?yàn)槌隽斯β势ヅ渲狻?然而，本發(fā)明的電氣電路能夠檢測(cè)這樣的故障。在本發(fā)明的一個(gè)版本中，處理器可 以適用于如果檢測(cè)到發(fā)展類型的故障，則在隔離電源或負(fù)載之前發(fā)出警報(bào)，如果故障發(fā)展 超過(guò)了預(yù)定閾值的話。這樣，警報(bào)將在故障之前響起，這提供了額外的安全性。為了使其有 效，通信必須是連續(xù)或規(guī)律的。 存在可監(jiān)測(cè)電纜對(duì)以檢測(cè)發(fā)生在它們之間的差別的幾種其它方法。例如，在本發(fā) 明的一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)裝置可適用于分別地監(jiān)測(cè)兩條正電纜和兩條負(fù)電纜中的電流和/ 或電壓，以辨別是否第一正電纜對(duì)中的一條電纜或第一負(fù)電纜對(duì)中的一條電纜的電流和/ 或電壓與另一條的偏離。這樣的分別監(jiān)測(cè)可以現(xiàn)有方式用反應(yīng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
作為該布置的替換，監(jiān)測(cè)裝置可適用于分別地監(jiān)測(cè)正電纜中的一條電纜、負(fù)電纜 中的一條電纜、和共用正段、共用負(fù)段、負(fù)載端共用正段或負(fù)載端共用負(fù)段中的至少一個(gè)中 的電流和/或電壓。然后，如果一條正電纜或一條負(fù)電纜中的電流和/或電壓與共用正段、 共用負(fù)段、負(fù)載端共用正段或負(fù)載端共用負(fù)段(其中任一個(gè)被監(jiān)測(cè))中大致一半的電流和/ 或電壓偏離，則采用控制裝置來(lái)將電源與正電纜對(duì)和負(fù)電纜對(duì)完全或部分地隔離。該布置 將需要的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量減小至3個(gè)。 在本發(fā)明的這些版本中，正電纜對(duì)中的每一條電纜在其負(fù)載端可具有二極管，負(fù) 電纜對(duì)中的每一條電纜在其負(fù)載端可具有二極管。該布置防止了來(lái)自任何電感和/或電容 負(fù)載或其他能量存儲(chǔ)負(fù)載的反向電流注入，這有效地將每條線彼此相隔離以便檢測(cè)。
在優(yōu)選的構(gòu)造中，電路可具有控制裝置，所述控制裝置適用于在其在使用中將電 源與電纜隔離之后的預(yù)定時(shí)間將電源與電纜重新連接。該布置允許識(shí)別電路中的事件的安 全性。具體地講， 一旦檢測(cè)到任何事件，控制裝置就可將電源與電纜隔離，然后當(dāng)電源重新 連接時(shí)辨別該事件的性質(zhì)。如果每條線中的電流測(cè)量表現(xiàn)共模或均等的變化率，這表示負(fù) 載需求或平衡的充電元件，則電源保持連接，然而，如果電流變化不平衡，這表示電纜故障， 則電源將被再次隔離。周期地重復(fù)該處理直到電纜故障被清除。 在診斷故障方面，調(diào)制通信信號(hào)可用于監(jiān)測(cè)電源被重新連接之前的電纜的狀態(tài)。 這是在W02007/088387中公開的電氣電路中引入通信元件的又一優(yōu)點(diǎn)。
要考慮的一個(gè)問(wèn)題區(qū)域是其中使用連接器來(lái)將電纜耦合至場(chǎng)裝置的地方。在斷開 處，兩個(gè)電路可以同時(shí)斷開，這可以導(dǎo)致兩個(gè)同時(shí)的易燃電弧，其表現(xiàn)出相同的電阻特性。 如果是這樣的情況，則兩個(gè)電弧可被誤解為共同的負(fù)載變化，因此將不能安全地隔離電源。
為了避免該情況的出現(xiàn)存在許多解決方案，但在本發(fā)明的一個(gè)版本中，正電纜對(duì) 和/或負(fù)電纜對(duì)可在一端具有包括兩個(gè)管腳(一個(gè)管腳用于一個(gè)電纜)的連接器，并且所 述兩個(gè)管腳可以是不同的長(zhǎng)度。利用該布置，在斷開/連接時(shí)，將永遠(yuǎn)存在表示故障的不平 衡，并且這樣，控制裝置將反應(yīng)或關(guān)閉直到處理了兩個(gè)管腳并且所有故障都已清除。該技術(shù)可包括不同方案，例如，當(dāng)向多條線之一移除/施加干擾時(shí)以請(qǐng)求電源關(guān)閉時(shí)可存在連鎖。
如W02007/088387中那樣，電氣電路可與在電源和負(fù)載之間的一個(gè)或多個(gè)第二平 行正電纜對(duì)，在負(fù)載和電源之間的一個(gè)或多個(gè)第二平行負(fù)電纜對(duì)一起使用。在這樣的構(gòu)造 中，可采用監(jiān)測(cè)裝置來(lái)監(jiān)測(cè)所有電纜并在使用中按照需要將其隔離。 在本發(fā)明的一個(gè)版本中，如果監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到電纜對(duì)中的任何一對(duì)中的一個(gè)電纜 的電流和/或電壓與另一個(gè)的偏離，則控制裝置可僅將電源與該電纜對(duì)及其相應(yīng)的相反極 性的電纜對(duì)完全或部分地隔離。這樣，如果以太網(wǎng)電纜的主電源電纜中出現(xiàn)故障，則功率可 保持流向信號(hào)/幻路(phantom)電源線，反之亦然。可替換地，控制裝置可將電源與所有電 纜完全或部分地隔離。 在本發(fā)明的一個(gè)版本中，電氣電路可具有連接器，所述連接器包括來(lái)自兩個(gè)或更 多正電纜和兩個(gè)或更多負(fù)電纜的管腳，并且來(lái)自兩個(gè)或更多正電纜的管腳可被分組在一 起，來(lái)自兩個(gè)或更多負(fù)電纜的管腳可被分組在一起。這樣的布置減小了易燃電弧的可能性， 因?yàn)樵谙嗤瑯O性的管腳之間不能形成易燃電弧。
現(xiàn)在將通過(guò)例子并參照附圖來(lái)描述本發(fā)明，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的電氣電路的示意圖。
圖2是本發(fā)明的電氣電路所使用的第一電纜配置的示意圖。以及
圖3是本發(fā)明的電氣電路所使用的第二電纜配置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，電氣電路1包括電源2、負(fù)載3、在電源2和負(fù)載3之間的平行正電纜 對(duì)4和5、在負(fù)載3和電源2之間的平行負(fù)電纜對(duì)6和7、以及通常被表示為8的易燃電弧 預(yù)防裝置。 如下所述，易燃電弧預(yù)防裝置8包括監(jiān)測(cè)裝置，其形式為位于正電纜對(duì)4和5中的 每一電纜的兩端和位于負(fù)電纜對(duì)6和7中的每一電纜的兩端的電感反應(yīng)器9、10、11、12、13、 14、15和16。監(jiān)測(cè)裝置9-16適用于監(jiān)測(cè)正電纜對(duì)4和5和負(fù)電纜對(duì)6和7，并檢測(cè)正電纜 對(duì)中的一個(gè)電纜4或5中的電流和/或電壓是否與另一個(gè)偏離，以及負(fù)電纜對(duì)中的一個(gè)電 纜6或7中的電流和/或電壓是否與另一個(gè)偏離。 易燃電弧預(yù)防裝置8包括其形式為處理器17和18的控制裝置，其適用于如果監(jiān) 測(cè)裝置9-16檢測(cè)到正電纜對(duì)中的一個(gè)電纜4或5的電流和/或電壓與另一個(gè)偏離，或負(fù)電 纜對(duì)中的一個(gè)電纜6或7的電流和/或電壓與另一個(gè)偏離，則將電源2與正電纜對(duì)4和5 和負(fù)電纜對(duì)6和7完全或部分地隔離。 迄今為止，電氣電路1與W02007/088387中公開的相同。然而，電氣電路1還在電 源2和正電纜對(duì)4和5之間包括共用正段19，在負(fù)電纜對(duì)6和7和電源2之間包括共用負(fù) 段20。在共用正段19和共用負(fù)段20之間跨電氣電路1設(shè)置第一調(diào)制裝置，所述第一調(diào)制 裝置的形式為耦接到調(diào)制器21的電容。在電源2和第一調(diào)制裝置21之間設(shè)置其形式為電 感反應(yīng)器22和23的阻抗裝置，并且第一調(diào)制裝置21適用于產(chǎn)生調(diào)制通信信號(hào)。
兩個(gè)電感反應(yīng)器9和10在正電纜對(duì)4和5的第一端24處共享第一共用芯線(未
9示出)，兩個(gè)電感反應(yīng)器15和16在負(fù)電纜對(duì)6和7的第一端25處共享第二共用芯線(未 示出)。兩個(gè)電感反應(yīng)器11和12在正電纜對(duì)4和5的第二端26處共享第三共用芯線(未 示出)，兩個(gè)電感反應(yīng)器13和14在負(fù)電纜對(duì)6和7的第二端27處共享第四共用芯線。
如圖1所示，這些電感反應(yīng)器對(duì)9和10、11和12、13和14、以及15和16沿相反 方向繞它們的共用芯線纏繞，從而在正常使用中不使芯線磁化。這樣，當(dāng)電纜4和5以及6 和7中的電流和/或電壓保持相同時(shí)，共用芯線保持非磁化狀態(tài)，但只要存在任何差異，芯 線將迅速變得磁化，并且可由纏繞在四個(gè)共用芯線上的傳感器線圈28、29、30和31來(lái)檢測(cè) 該磁化。 傳感器線圈28和31被連接至處理器17，并且如果接收到表示故障的信號(hào)，則處理 器17通過(guò)分路開關(guān)32將電源2與電纜4-7隔離。同樣地，傳感器線圈29和30被連接至 處理器18，并且如果接收到表示故障的信號(hào)，則處理器18通過(guò)分路開關(guān)33將負(fù)載3與電纜 4-7隔離。所有的電感反應(yīng)器9-16具有電阻分路(resistive shunt)(未示出)。
電源2具有其它使其"本質(zhì)安全"地被隔離的元件(未示出)，以提供易燃電弧預(yù) 防裝置8不能提供的抵抗事件_例如接地的短路_的本質(zhì)安全性。這樣的其它元件是已知 的。(除此之外，電壓和/或電流有可能限制電源2來(lái)提供其它安全性。這樣的考慮將被調(diào) 整以適合應(yīng)用)。 因此，易燃電弧預(yù)防裝置8以與W02007/088387中描述的相同的方式工作。該專 利申請(qǐng)中描述的易燃電弧預(yù)防裝置具有各種可替換實(shí)施例，所述可替換實(shí)施例也可在本文 中應(yīng)用，但由于它們?cè)谠撐墨I(xiàn)中公開了，將不在此處進(jìn)一步描述。然而，本文通過(guò)引用而將 W02007/088387全部包括，以使得在本申請(qǐng)的審查過(guò)程中，該文獻(xiàn)中公開的任何特征將被并 入任一權(quán)利要求中。 電氣電路1還在正電纜對(duì)4和5和負(fù)載3之間包括負(fù)載端共用正段34，在負(fù)載3 和負(fù)電纜對(duì)6和7之間包括負(fù)載端共用負(fù)段35。在負(fù)載端共用正段34和負(fù)載端共用負(fù)段 35之間跨電氣電路1設(shè)置第二電容耦合調(diào)制器36。 第一和第二調(diào)制器21和36具有調(diào)制解調(diào)器功能，這樣，它們都可產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)以 跨電氣電路l發(fā)送至對(duì)方，并當(dāng)它們接收到這樣的信號(hào)時(shí)對(duì)其解調(diào)。調(diào)制器21和33向彼 此發(fā)送DSL信號(hào)。應(yīng)理解，如果需要，則調(diào)制器21和33可發(fā)送和接收其它類型的信號(hào)，例 如以太網(wǎng)、以太網(wǎng)供電(PoE)、現(xiàn)場(chǎng)總線、HART或Modbus等類型的信號(hào)。
調(diào)制器21和36具有適用于按照需要將通過(guò)電氣電路1承載的DSL信號(hào)變換為其 他媒體，并將來(lái)自其他媒體的到來(lái)信號(hào)變換為DSL的媒體變換器(未示出)。具體地講，媒 體變換器可適用于將信號(hào)變換為任何類型的模擬或數(shù)字通信信號(hào)(例如，以太網(wǎng)、以太網(wǎng) 供電(PoE)、現(xiàn)場(chǎng)總線、無(wú)線電、4-20mA數(shù)字I/0、 HART、 RTD、 T/C、應(yīng)變計(jì)、Modbus或光信號(hào)， 任何具體設(shè)施中需要的類型的信號(hào))，或從任何類型的模擬或數(shù)字通信信號(hào)變換為該信號(hào)。
這樣，根據(jù)調(diào)制器21和36的所需通信介質(zhì)，調(diào)制器21和36可分別連接至任何類 型的控制裝置和場(chǎng)裝置?？蓪C等連接至第一調(diào)制器21，用以在電路1的電源端處將來(lái) 自控制室環(huán)境的控制或監(jiān)測(cè)信號(hào)發(fā)送至在電路l的負(fù)載端處的現(xiàn)場(chǎng)(in the field)儀器。 第二調(diào)制器36可連接至如負(fù)載3的場(chǎng)裝置，從而可向其提供接收到的控制信號(hào)，并從其接 收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以將其發(fā)送回第一調(diào)制器21。 功率的調(diào)制是可能的，因?yàn)榈妥杩闺娫?被平衡的電感反應(yīng)器22和23隔離以進(jìn)行通信。 電氣電路l用于功率分配和通信。僅示出了一個(gè)負(fù)載3用于示例，但應(yīng)理解，實(shí)際 上，其可以是以任何已知方式，在重復(fù)的電纜或支線(spur)的任何配置中布置的許多場(chǎng)裝 置。盡管與用于功率和通信的電氣電路1直接相連接場(chǎng)裝置的數(shù)量及其類型將由電氣電路 1的功率分配和通信能力限制。(可設(shè)置另外的電源或通信源來(lái)增加靈活性。此外，電氣電路1可具有另外的冗余 電路，本質(zhì)安全電路和/或已知的保護(hù)電路，諸如反電動(dòng)勢(shì)保護(hù)二極管和電阻器，如果認(rèn)為 是必需的。) 因?yàn)檎{(diào)制器21和33將DSL信號(hào)發(fā)送至彼此，所以電氣電路1可被視為允許通過(guò) 寬帶發(fā)送高功率的電路，盡管電氣電路l使用預(yù)定的高功率容量電纜而不是電話線。(本發(fā) 明可以使用經(jīng)典DLS配置的電話線，但其通過(guò)長(zhǎng)距離的電纜僅可傳送幾瓦，從而具有有限 的功率容量。在這樣的配置中，可提供外場(chǎng)功率。) 因此，電氣電路1是與W02007/088387中描述的相類似的本質(zhì)安全功率分配電路，
但其中可用電纜4-7發(fā)送通信信號(hào)，而不使易燃電弧預(yù)防裝置8出差錯(cuò)。不用傳感器線圈
28-31檢測(cè)通信信號(hào)，因?yàn)樗鼈儗?duì)于所有電感反應(yīng)器對(duì)9和10、 11和12、 13和14以及15和
16是完全共模的，并且這樣，共用芯線永遠(yuǎn)不會(huì)被多個(gè)對(duì)之間的電流或電壓的任何偏差所
磁化。以該方式使用調(diào)制器有效地使電纜對(duì)4和5、6和7呈現(xiàn)為單線。 此外，調(diào)制通信信號(hào)的使用意味著還可檢測(cè)發(fā)展中的故障并采取措施。如果正電
纜對(duì)中的一條4或5、或負(fù)電纜對(duì)中的一條6或7出現(xiàn)了發(fā)展中的故障，當(dāng)調(diào)制通過(guò)電纜4-7
的功率時(shí)傳感器線圈28-31將檢測(cè)到該發(fā)展性故障，因?yàn)榇嬖诳蓹z測(cè)的不平衡。 處理器17和18具有警報(bào)功能，如果從傳感器線圈28-31接收到表示由發(fā)展中的
故障引起的輕微不平衡則所述警報(bào)功能激活。如果來(lái)自傳感器線圈28-31的信號(hào)表示嚴(yán)重
的發(fā)展中的故障，換句話說(shuō)，如果故障發(fā)展超過(guò)了預(yù)定閾值，則處理器17和18將分別隔離
電源2或負(fù)載3。這樣，警報(bào)將在故障之前響起，這提供了額外的安全性。為了使其有效，調(diào)
制通信信號(hào)將必須是連續(xù)或規(guī)律的。 電氣電路1比現(xiàn)有布置更有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗膫€(gè)電纜被用于通信和功率，這為電流提
供了較低的電阻路徑，并允許相似/均勻的導(dǎo)體大小來(lái)代替混合型的電纜，就象用于高功
率或以太網(wǎng)供電的電纜那樣，這種電纜具有受限的電纜長(zhǎng)度并且制造更加昂貴。 在使用中可以不同的方式將平行電纜對(duì)4和5和6和7捆綁在一起，并且這對(duì)上
述功能沒有實(shí)際影響。例如，圖2示出了被形成為第一雙絞線37的正電纜對(duì)4和5、被形成
為第二雙絞線38的負(fù)電纜對(duì)6和7。作為替換，圖3示出了被形成為第一雙絞線39的第一
正電纜4和第一負(fù)電纜6，以及被形成為第二雙絞線40的第二正電纜5和第二負(fù)電纜7。 對(duì)于圖2和3中所示的不同布置，阻抗或特征阻抗可不同，并且可根據(jù)其與所選擇
的通信格式的兼容性來(lái)選擇所使用的配置。 處理器17和18適用于在其在使用中將電源2與電纜4-7隔離之后的預(yù)定時(shí)間將 電源2與電纜4-7重新連接。該布置允許電路l中的事件的安全性被識(shí)別。具體地講，一 旦檢測(cè)到任何事件，處理器17和18就可將電源與電纜4-7隔離，然后當(dāng)電源2重新連接時(shí) 辨別該事件的性質(zhì)。如果每條線4-7中的電流測(cè)量表現(xiàn)共模或均等變化率，這表示負(fù)載需 求或平衡充電元件，則電源保持連接，然而，如果電流變化不均衡，則表示電纜故障，然后電
11源2將被再次隔離。周期地重復(fù)該處理直到電纜故障被清除。 要考慮的一個(gè)問(wèn)題區(qū)域是其中使用連接器來(lái)將電纜耦合至負(fù)載3的地方。在斷開
處，兩個(gè)電路可以同時(shí)斷開，這可以導(dǎo)致兩個(gè)同時(shí)的易燃電弧，其表現(xiàn)出相同的電阻特性。
如果是這樣的情況，則兩個(gè)電弧可被誤解為共用負(fù)載變化，因此將不能安全地隔離電源2。 為了避免該情況的出現(xiàn)，正電纜對(duì)4和5和/或負(fù)電纜對(duì)6和7可在一端具有包
括兩個(gè)管腳(一個(gè)管腳用于一個(gè)電纜)的連接器(未示出)，并且所述兩個(gè)管腳可以是不
同的長(zhǎng)度。利用該布置，在斷開/連接時(shí)，將永遠(yuǎn)存在表示故障的不平衡，并且這樣，處理器
17和18將反應(yīng)或關(guān)閉直到處理了兩個(gè)管腳并且所有故障都已清除。 在不偏離權(quán)利要求1的范圍的情況下可改變圖1所示的電氣電路1。 具體地講，應(yīng)理解可以按照其它方式來(lái)調(diào)制用于通信的功率，規(guī)定這是在電路的
共用正或負(fù)部分中完成的。在一個(gè)替換實(shí)施例(未示出)中，第一和第二調(diào)制裝置包括到
用作單獨(dú)阻抗裝置的隔離反應(yīng)器的電感耦合。 此外，不是嚴(yán)格地必須使用平衡的電感反應(yīng)器22和23。因此，在另一個(gè)替換實(shí)施
例(未示出)中，阻抗裝置在共用正段或共用負(fù)段中包括單個(gè)電感反應(yīng)器。 應(yīng)理解本發(fā)明的電氣電路僅可被用作本質(zhì)安全通信電路，所述本質(zhì)安全通信電路
主要使用W02007/088387的發(fā)明來(lái)提供本質(zhì)安全性。因此，在另一個(gè)替換實(shí)施例(未示出)
中，第二調(diào)制裝置包括唯一的負(fù)載，并且電氣電路不用于功率分配。 如上面提及的，易燃電弧預(yù)防裝置8可以是W02007/088387中公開的可替換構(gòu)造 中的任何一個(gè)。因此，在一個(gè)可替換構(gòu)造(未示出)中，第一傳感器線圈和第二傳感器線 圈被給送至適用于驅(qū)動(dòng)第一隔離裝置的窗口比較器，所述第一隔離裝置適用于如果從第一 傳感器線圈或第二傳感器線圈接收到信號(hào)，則將電源與正電纜對(duì)和負(fù)電纜對(duì)完全或部分地 隔離。同樣地，可將第三傳感器線圈和第四傳感器線圈給送至適用于驅(qū)動(dòng)第二隔離裝置的 窗口比較器，所述第二隔離裝置適用于如果從第三傳感器線圈或第四傳感器線圈接收到信 號(hào)，則將負(fù)載與第一正電纜對(duì)和第一負(fù)電纜對(duì)完全或部分地隔離。 應(yīng)理解存在監(jiān)測(cè)電纜對(duì)以檢測(cè)它們之間發(fā)生的差別的幾種其它方式。例如，在另
一個(gè)可替換實(shí)施例(未示出)中，監(jiān)測(cè)裝置適用于分別監(jiān)測(cè)兩條正電纜和兩條負(fù)電纜中的
電流和/或電壓，從而辨別第一正電纜對(duì)中的一條電纜或第一負(fù)電纜對(duì)中的一條電纜的電
流和/或電壓是否彼此偏離。可以已知方式用反應(yīng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的分別監(jiān)測(cè)。 作為該布置的替換，在又一可替換實(shí)施例(未示出)中，監(jiān)測(cè)裝置適用于分別監(jiān)測(cè)
正電纜中的一條電纜、負(fù)電纜中的一條電纜、和在共用正段、共用負(fù)段、負(fù)載端共用正段或
負(fù)載端共用負(fù)段中的至少一個(gè)中的電流和/或電壓。然后，如果一條正電纜或一條負(fù)電纜
中的電流和/或電壓與共用正段、共用負(fù)段、負(fù)載端共用正段或負(fù)載端共用負(fù)段(其中任一
個(gè)被監(jiān)測(cè))中大致一半的電流和/或電壓偏離，則采用控制裝置來(lái)將電源與正電纜對(duì)和負(fù)
電纜對(duì)完全或部分地隔離。該布置將需要的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量減小至3個(gè)。 在最后兩個(gè)描述的可替換實(shí)施例中，正電纜對(duì)中的每個(gè)電纜在其負(fù)載端可具有二
極管，負(fù)電纜對(duì)中的每個(gè)電纜在其負(fù)載端可具有二極管。該布置防止了來(lái)自任何電感和/
或電容負(fù)載或其他能量存儲(chǔ)負(fù)載的反向電流注入，這有效地將每條線彼此相隔離以進(jìn)行檢 應(yīng)理解，電氣電路l可并入其它電纜對(duì)以增加容量。因此，在其它可替換實(shí)施例
12(未示出)中，在電源和負(fù)載之間設(shè)置一個(gè)或多個(gè)第二平行正電纜對(duì)，在負(fù)載和電源之間設(shè) 置一個(gè)或多個(gè)第二平行負(fù)電纜對(duì)。采用像處理器17和18 —樣的監(jiān)測(cè)裝置來(lái)監(jiān)測(cè)所有電纜 并在使用中按照需要將其隔離。 在一個(gè)可替換實(shí)施例(未示出)中，當(dāng)這些監(jiān)測(cè)處理器檢測(cè)到電纜對(duì)中的任何一 對(duì)的一條電纜的電流和/或電壓與另一條偏離，則它們可僅將電源與該電纜對(duì)及其相應(yīng)的 相反極性的電纜對(duì)完全或部分地隔離。這樣，如果以太網(wǎng)電纜的主電源線中出現(xiàn)故障，則電 源可保持流向信號(hào)/幻路電源線，反之亦然。在不同的可替換實(shí)施例(未示出)中，監(jiān)測(cè)裝 置可將電源與所有電纜完全或部分地隔離。 在具有多個(gè)正和負(fù)電纜對(duì)的這些可替換實(shí)施例中，電氣電路具有連接器，所述連 接器包括來(lái)自兩個(gè)或更多個(gè)正電纜和兩個(gè)或更多個(gè)負(fù)電纜的管腳，并且來(lái)自兩個(gè)或更多個(gè) 正電纜的管腳可被分組在一起，來(lái)自兩個(gè)或更多個(gè)負(fù)電纜的管腳可被分組在一起。這樣的 布置減小了易燃電弧的可能性，因?yàn)樵谙嗤瑯O性的管腳之間不可能形成易燃電弧。
因此，本發(fā)明提供了非常有效和高容量的本質(zhì)安全功率分配和通信電路。
權(quán)利要求
一種電氣電路，包括電源、負(fù)載、在電源和負(fù)載之間的一對(duì)平行正電纜、在負(fù)載和電源之間的一對(duì)平行負(fù)電纜、和易燃電弧預(yù)防裝置，其中易燃電弧預(yù)防裝置包括監(jiān)測(cè)裝置，所述監(jiān)測(cè)裝置適用于監(jiān)測(cè)正電纜對(duì)和負(fù)電纜對(duì)，并檢測(cè)正電纜對(duì)中的一條電纜中的電流和/或電壓是否與另一條電纜的電流和/或電壓偏離，以及負(fù)電纜對(duì)中的一條電纜中的電流和/或電壓是否與另一條電纜的電流和/或電壓偏離，并且其中易燃電弧預(yù)防裝置包括控制裝置，所述控制裝置適用于如果監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到正電纜對(duì)中的一條電纜中的電流和/或電壓與另一條的電流和/或電壓偏離，或負(fù)電纜對(duì)中的一條電纜中的電流和/或電壓與另一條的電流和/或電壓偏離，則將電源與正電纜對(duì)和負(fù)電纜對(duì)完全或部分地隔離，其特征在于電氣電路在電源和正電纜對(duì)之間包括共用正段，以及在負(fù)電纜對(duì)和電源之間包括共用負(fù)段，其中在共用正段或共用負(fù)段中設(shè)置第一調(diào)制裝置，其中在電源和第一調(diào)制裝置之間設(shè)置阻抗裝置，并且其中所述第一調(diào)制裝置適用于產(chǎn)生調(diào)制通信信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的電氣電路，其中電氣電路在正電纜對(duì)和負(fù)載之間包括負(fù)載端共 用正段，并在負(fù)載和負(fù)電纜對(duì)之間包括負(fù)載端共用負(fù)段，其中在負(fù)載端共用正段或負(fù)載端 共用負(fù)段中設(shè)置第二調(diào)制裝置，并且其中所述第二調(diào)制裝置適用于對(duì)所述調(diào)制通信信號(hào)解 調(diào)。
3. 如權(quán)利要求2所述的電氣電路，其中第二調(diào)制裝置適用于產(chǎn)生返回調(diào)制通信信號(hào)， 并且其中第一調(diào)制裝置可適用于解調(diào)所述返回調(diào)制通信信號(hào)。
4. 如權(quán)利要求3所述的電氣電路，其中第二調(diào)制裝置包括所述負(fù)載，并且電氣電路僅 用于通信。
5. 如權(quán)利要求3所述的電氣電路，其中所述負(fù)載包括一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)裝置，并且其中電 氣電路可為所述一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)裝置提供功率。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的電氣電路，其中在共用正段中設(shè)置阻抗裝置。
7. 如權(quán)利要求4或5所述的電氣電路，其中在共用負(fù)段中設(shè)置阻抗裝置。
8. 如權(quán)利要求4或5所述的電氣電路，其中阻抗裝置包括共用正段中的第一阻抗裝置 和共用負(fù)段中的第二阻抗裝置。
9. 如權(quán)利要求8所述的電氣電路，其中第一阻抗裝置和第二阻抗裝置包括平衡的電感 反應(yīng)器。
10. 如權(quán)利要求9所述的電氣電路，其中第一調(diào)制裝置包括在共用正段和共用負(fù)段之 間跨電路安裝的電容耦合調(diào)制器，并且其中第二調(diào)制裝置包括在負(fù)載端共用正段和負(fù)載端 共用負(fù)段之間跨電路安裝的電容耦合調(diào)制器。
11. 如權(quán)利要求2-10中任一項(xiàng)所述的電氣電路，其中電氣電路適用于承載DSL信號(hào)，并 且其中第一調(diào)制裝置和第二調(diào)制裝置根據(jù)DSL協(xié)議彼此通信。
12. 如權(quán)利要求3-10中任一項(xiàng)或當(dāng)從屬于權(quán)利要求3至10中任一項(xiàng)時(shí)的權(quán)利要求 11所述的電氣電路，其中電氣電路具有媒體變換器，所述媒體變換器適用于將調(diào)制通信信 號(hào)和/或所述返回調(diào)制通信信號(hào)變換為其他媒體，以便傳輸至使用所述電氣電路的相關(guān)設(shè) 備，并將來(lái)自其他媒體中的所述相關(guān)器件的到來(lái)信號(hào)變換為調(diào)制通信信號(hào)和/或所述返回 調(diào)制通信信號(hào)，并且其中媒體變換器適用于將調(diào)制通信信號(hào)和/或所述返回調(diào)制通信信號(hào)變換為下述其它媒體中的任何一種或多種以太網(wǎng)、以太網(wǎng)供電(PoE)、現(xiàn)場(chǎng)總線、無(wú)線電、4-20mA數(shù)字1/0、HART、RTD、T/C、應(yīng)變計(jì)、Modbus或光媒體，或從上述其它媒體中的任何一 種或多種將信號(hào)變換為調(diào)制通信信號(hào)和/或返回調(diào)制通信信號(hào)。
13. 如權(quán)利要求12所述的電氣電路，其中正電纜對(duì)被形成為第一雙絞線，其中負(fù)電纜 對(duì)被形成為第二雙絞線，并且其中第一雙絞線和第二雙絞線被捆綁在同一個(gè)外層電纜中。
14. 如權(quán)利要求13所述的電氣電路，其中第一正電纜和第一負(fù)電纜被形成為第一雙絞線，其中第二正電纜和第二負(fù)電纜被形成為第二雙絞線，并且其中第一雙絞線和第二雙絞 線可被捆綁在同一個(gè)外層電纜中。
15. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣電路，其中所述監(jiān)測(cè)裝置包括位于正電纜對(duì) 的每一個(gè)電纜的兩端處、和負(fù)電纜對(duì)的每一個(gè)電纜的兩端處的電感反應(yīng)器，其中在正電纜 對(duì)的第一端處的兩個(gè)電感反應(yīng)器共享第一共用芯線，其中在負(fù)電纜對(duì)的第一端處的兩個(gè)電 感反應(yīng)器共享第二共用芯線，其中在正電纜對(duì)的第二端處的兩個(gè)電感反應(yīng)器共享第三共用 芯線，并且其中在負(fù)電纜對(duì)的第二端處的兩個(gè)電感反應(yīng)器共享第四共用芯線。
16. 如權(quán)利要求15所述的電氣電路，其中正電纜對(duì)的第一端處的兩個(gè)電感反應(yīng)器沿相 反方向繞第一共用芯線纏繞，其中負(fù)電纜對(duì)的第一端處的兩個(gè)電感反應(yīng)器沿相反方向繞第 二共用芯線纏繞，其中正電纜對(duì)的第二端處的兩個(gè)電感反應(yīng)器沿相反方向繞第三共用芯線 纏繞，并且其中負(fù)電纜對(duì)的第二端處的兩個(gè)電感反應(yīng)器沿相反方向繞第四共用芯線纏繞。
17. 如權(quán)利要求16所述的電氣電路，其中監(jiān)測(cè)裝置包括繞第一共用芯線纏繞的第一傳 感器線圈、繞第二共用芯線纏繞的第二傳感器線圈、繞第三共用芯線纏繞的第三傳感器線 圈、和繞第四共用芯線纏繞的第四傳感器線圈。
18. 如權(quán)利要求17所述的電氣電路，其中第一傳感器線圈和第二傳感器線圈被給送至 適用于驅(qū)動(dòng)第一隔離裝置的第一處理器，所述第一隔離裝置適用于如果從第一傳感器線圈 或第二傳感器線圈接收到信號(hào)，則將電源與正電纜對(duì)和負(fù)電纜對(duì)完全或部分地隔離，并且 其中將第三傳感器線圈和第四傳感器線圈給送至適用于驅(qū)動(dòng)第二隔離裝置的第二處理器， 所述第二隔離裝置適用于如果從第三傳感器線圈或第四傳感器線圈接收到信號(hào)，則將負(fù)載 與第一正電纜對(duì)和第一負(fù)電纜對(duì)完全或部分地隔離。
19. 如權(quán)利要求17所述的電氣電路，其中第一傳感器線圈和第二傳感器線圈被給送至 適用于驅(qū)動(dòng)第一隔離裝置的窗口比較器，所述第一隔離裝置適用于如果從第一傳感器線圈 或第二傳感器線圈接收到信號(hào)，則將電源與正電纜對(duì)和負(fù)電纜對(duì)完全或部分地隔離，并且 其中將第三傳感器線圈和第四傳感器線圈給送至適用于驅(qū)動(dòng)第二隔離裝置的窗口比較器， 所述第二隔離裝置適用于如果從第三傳感器線圈或第四傳感器線圈接收到信號(hào)，則將負(fù)載 與第一正電纜對(duì)和第一負(fù)電纜對(duì)完全或部分地隔離。
20. 如權(quán)利要求18或19所述的電氣電路，其中第一隔離裝置在電源和正電纜對(duì)和負(fù)電 纜對(duì)之間包括隔離元件，并且其中第二隔離裝置在負(fù)載和正電纜對(duì)和負(fù)電纜對(duì)之間包括隔 離元件。
21. 如權(quán)利要求20所述的電氣電路，其中所有電感反應(yīng)器具有電阻分路。
22. 如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的電氣電路，其中監(jiān)測(cè)裝置適用于分別監(jiān)測(cè)正電纜 對(duì)中的兩條和負(fù)電纜中的兩條中的電流和/或電壓，從而辨別正電纜對(duì)中的一條電纜或負(fù) 電纜對(duì)中的一條電纜的電流和/或電壓是否彼此偏離。
23. 如權(quán)利要求2-14中任一項(xiàng)所述的電氣電路，其中監(jiān)測(cè)裝置適用于分別地監(jiān)測(cè)正電 纜對(duì)中的一條、負(fù)電纜對(duì)中的一條、和在共用正段、共用負(fù)段、負(fù)載端共用正段或負(fù)載端共 用負(fù)段中的至少一個(gè)中的電流和/或電壓，并且其中控制裝置適用于如果一條正電纜或一 條負(fù)電纜中的電流和/或電壓與所監(jiān)測(cè)的共用正段、共用負(fù)段、負(fù)載端共用正段或負(fù)載端 共用負(fù)段中的任一個(gè)中的幾乎一半的電流和/或電壓偏離，則將電源與第一正電纜對(duì)和第 一負(fù)電纜對(duì)完全或部分地隔離。
24. 如權(quán)利要求22或23所述的電氣電路，其中該正電纜對(duì)中的每一條在其負(fù)載端可具 有二極管，并且其中負(fù)電纜對(duì)中的每一條在其負(fù)載端可具有二極管。
25. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣電路，其中控制裝置適用于在其在使用中已 將電源與正電纜對(duì)和負(fù)電纜對(duì)隔離之后的預(yù)定時(shí)間將電源與正電纜對(duì)和負(fù)電纜對(duì)重新連 接。
26. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣電路，其中正電纜對(duì)和/或負(fù)電纜對(duì)在一端 具有包括兩個(gè)管腳的連接器，一個(gè)管腳用于一個(gè)電纜，并且其中所述兩個(gè)管腳具有不同的 長(zhǎng)度。
全文摘要
本公開涉及一種電氣電路，包括電源、負(fù)載、在電源和負(fù)載之間的一對(duì)平行正電纜、在負(fù)載和電源之間的一對(duì)平行負(fù)電纜、和易燃電弧預(yù)防裝置，所述易燃電弧預(yù)防裝置包括監(jiān)測(cè)裝置，適用于檢測(cè)電纜對(duì)中的一條的電流和/或電壓是否與另一條的偏離；以及控制裝置，適用于如果監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到電纜對(duì)中的一條的電流和/或電壓與另一條的偏離則將電源與電纜對(duì)完全或部分地隔離，其特征在于電氣電路在電源和正電纜對(duì)之間包括共用正段，在負(fù)電纜對(duì)和電源之間包括共用負(fù)段，其中第一調(diào)制裝置適用于產(chǎn)生調(diào)制通信信號(hào)。
文檔編號(hào)H02H9/00GK101755374SQ200880017046
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月23日
發(fā)明者G·羅格爾, M·凱斯勒, 雷納托·基特切納爾 申請(qǐng)人:德國(guó)倍加福公司