本公开总体涉及电源中的故障保护，更具体地，涉及用于隔离电力电缆以检测条件来限制提供到故障中的能量的方法和系统，包括触摸安全水平。
背景技术：
：：1、以太网供电(poe)通常指使用导体对(通常是双绞线或以太网电缆)同时发送电力和数据。因此，可以通过poe供电的设备称为电动设备(pd)，通常不需要单独的源适配器来供电。电动设备的示例包括voip电话、高清摄像机(全景变焦倾斜摄像机)、无线接入点(wap)、网络路由器以及其他设备。随着对所谓的“智能建筑”服务的需求增长，电动设备的数量预计将呈指数级增长。2、pfc(电力和光纤电缆)与poe相似，电力和数据通过单个电缆提供，因此不需要(或至少减少)单独的源适配器为设备供电。使用pfc时，数据通过光纤发送，而电力通常通过光纤周围的导电护套(通常为铜)提供。由于光纤的无损或接近无损特性，与典型的poe电缆相比，典型的pfc电缆可以在更远的距离上发送数据。3、在poe和pfc等应用中，电力通常以44至57vdc且通常为48vdc的电压注入电缆。这一电压水平允许电力沿着电缆有效传输，同时仍足够低，对最终用户来说是安全的。poe供电设备的原始行业标准(pse)允许的最大功率水平为30w。新的poe标准或poe++(ieee802.3bt)允许的功率水平高达100w。考虑更高功率水平的标准正在开发中。4、随着poe和pfc等应用中的功率水平不断提高，需要一种方法来确保提供到故障中的能量有限。技术实现思路1、根据一实施例，提供了一种故障管理电力系统。电力系统可以包括源、电力电缆和下游部件，例如负载侧部件。电力电缆可以包括用于输送电能的至少一个导电线。该源可以连接到电力电缆的上游，并且可以向电力电缆供应电能，包括电脉冲或dc电流/电压连同电脉冲。该源可以包括：连接在电源和电力电缆之间的上游低通滤波器，用于将电力电缆与上游噪声或信号隔离开；传感器，包括阻抗传感器储能电路，用于测量与电力电缆上的电脉冲相关的电活动；布置在电力电缆上游的至少一个上游开关，以及至少一个控制器。至少一个控制器可以配置为：当电脉冲或dc电流/电压连同电脉冲一起被提供给电力电缆时，基于来自阻抗传感器储能电路的测量，检测电力电缆上与人体接触电缆(或其导电部件)导致的故障的发生相对应的电干扰，并且响应于检测到故障的发生，经由至少一个上游开关中断对电力电缆的电能供应。下游部件可以连接到电力电缆的下游，并且可以接收通过电力电缆供应的电能。下游部件可以包括用于将电力电缆与下游噪声或信号隔离的下游低通滤波器。2、在各种实施例中，阻抗传感器储能电路可以配置成感测电力电缆上的阻抗变化或电缆上的泄漏电流。传感器可以包括具有rc部件的阻抗传感器和具有lc部件的pi滤波器。阻抗传感器中的电容器和pi滤波器中的电感器可以形成储能电路，以放大电缆上的故障信号。3、在各种实施例中，至少一个上游开关可以包括开关，该开关被接通和断开以产生电脉冲。至少一个上游开关可以包括固态开关或撬棍电路。4、在各种实施例中，源还可以包括上游功率转换器，其位于上游低通滤波器的上游，用于转换从电源供应的电能。下游部件还可以包括下游功率转换器，其位于下游低通滤波器的下游，用于转换从电力电缆接收的电能并将转换后的电能提供给下游负载。5、在各种实施例中，至少一个开关可以包括：第一上游开关；第二上游开关，其包括固态开关；以及包括撬棍电路的第三上游开关。响应于检测到故障的发生，可以操作第二上游开关来中断向电力电缆提供dc电流/电压，并且可以操作第三上游开关来响应于检测到故障的发生通过短路上游源来中断向电力电缆提供dc电流/电压。当检测到的故障发生的数量满足计数时，可以操作第一上游开关来中断向电力电缆供应dc电流/电压，并且停止供电操作。可选地，位于阻抗传感器和电力电缆之间的源输出的第四开关可以断开，以防止dc电流/电压施加到电力电缆。6、至少一个控制器还可以配置成：在启动阶段控制电脉冲的产生，在允许供应dc电流/电压之前，通过瞬时闭合固态开关(例如s2)来产生脉冲。当电脉冲被提供给电力电缆时，至少一个控制器可以基于来自阻抗传感器储能电路的测量来检测故障的发生，并且响应于故障发生的检测，不接通s2，防止dc电压被施加到电路并且可选地操作第三开关。7、至少一个控制器可以进一步配置为：当在启动阶段期间没有检测到故障的发生时，操作第二上游开关以从源向电力电缆提供dc电流/电压。当dc电流/电压连同电脉冲被提供给电力电缆时，至少一个控制器可以基于来自阻抗传感器储能电路的电活动的测量来检测故障的发生，并且响应于检测到故障的发生，使用第二和第三上游开关中断向电力电缆提供dc电流/电压和电脉冲。8、在各种实施例中，电缆可以包括绞合的2线电缆或绞合的3线电缆，上游和下游低通滤波器可以包括π滤波器，和/或电力线通信可以通过电力电缆执行。9、在各种实施例中，故障可以包括由电力电缆上的线对线人体接触导致的故障，或者由电力电缆上的线对地人体接触导致的故障。10、在各种实施例中，源可以配置成在启动阶段期间提供电脉冲，然后在稳态操作期间允许提供dc电流电压或dc电流/电压连同与电脉冲。11、根据一实施例，提供了一种根据本文所述的故障管理电力系统实现故障管理电力的方法。12、根据另一实施例，提供了一种方法及系统来校准用于检测电气系统上的状况的检测系统。电气系统包括源电路，该源电路配置为分别电连接到下游电路或从下游电路断开到闭合电路状态或断开电路状态。该方法包括：13、·当用于校准的第一系统电压被施加到源电路时，使用传感器测量处于开路状态的源电路两端的参考电压达预定时间段，参考电压的多个测量值由传感器随时间进行并存储在存储器中；14、·当不同于第一系统电压的第二系统电压被施加到源电路时，使用传感器测量处于开路状态的源电路两端的电压达预定时间段，15、·根据第二系统电压和第一系统电压之间的比率，相对于第二系统电压缩放来自参考电压的多个测量值的参考电压，以提供缩放的参考电压；16、·计算经缩放的参考电压和在第二系统电压下由传感器测量的源电路两端的电压之间的差；17、·计算先前电压和在第二系统电压下传感器在预定时间段内测量的电压之间的电压随时间的变化；18、·将差和电压随时间的变化与各自的阈值进行比较；以及19、·响应于该比较，确定电气系统上的状况是否已经发生。20、在各种实施例中，根据第二系统电压和第一系统电压之间的比率来缩放阈值和参考值的多个测量值。21、在各种实施例中，在电气系统中，源电路包括低通滤波器并连接到电力电缆，电力电缆又连接到至少包括低通滤波器的下游电气部件。源电路和下游电气部件的低通滤波器防止电力电缆上的上游和下游噪声或信号。传感器位于源电路的低通滤波器和电力电缆之间，以感测电力电缆两端的电压。状况包括由身体接触电力电缆引起的故障或其他类型的故障。22、在各种实施例中，该方法和系统还可以包括：检测下游电路的电路配置类型；以及根据检测到的下游电路的配置来配置阈值。电路配置的类型包括单个负载或多个负载。23、在各种实施例中，缩放操作可以包括：计算第二系统电压与第一系统电压的比率；以及计算缩放的参考电压，该参考电压等于计算的比率乘以来自参考电压的多个测量值的参考电压。24、在各种实施例中，传感器包括rc电路或阻抗传感器，参考电压和电流电压是rc电路或阻抗传感器的电容器两端的电压的测量值。25、在各种实施例中，源电路包括多个开关，具有第一开关，配置为将源电路电连接到提供系统电压的系统输入或从其断开，和第二开关，配置为将源电路电连接到下游电路或从下游电路断开。此外，该方法和系统还可以包括：响应于状况的检测，中断经由多个开关中的一个或多个向下游电路的供电。26、在各种实施例中，在该方法和系统中，根据以下方程执行缩放操作和计算操作：27、ratio＝vs/vrated；28、vs＝vin/(r1+r2)/r2；29、vref[i]＝ratio*vref_table[i]；30、delta＝vref[i]-vc[i]；and31、slope＝(vc[i-1]–vc[i])/tdelta,32、其中：33、vrated是用于校准的源电路的第一系统电压；34、vs是对应于源电路的施加系统电压的第二系统电压，35、vin是对应于源电路的施加(操作)系统电压的缩放的第二系统电压，36、v_ref2，v_ref3，v_ref4，v_ref5，…，v_refn)，37、tdelta是步进时间或时间间隔，38、delta是差值，39、slope是电压随时间的变化，以及40、i＝1至n。41、应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都仅仅是示例性和解释性的，并不限制所公开或要求保护的本发明。权利要求书应享有其全部范围，包括等同物。当前第1页12当前第1页12