BR112016017844B1

BR112016017844B1 - Processo de detecção de arco elétrico, circuito de detecção, e, dispositivo de comutação elétrica

Info

Publication number: BR112016017844B1
Application number: BR112016017844-0A
Authority: BR
Inventors: Etienne Tisserand; Marc Bournat; Jonathan Andrea; Patrick Schweitzer; Serge Weber
Original assignee: Leach International Europe Sa; Universite De Lorraine
Priority date: 2014-02-03
Filing date: 2015-02-03
Publication date: 2022-02-15
Also published as: EP3103178A1; WO2015114151A1; EP3103178B1; CA2938695A1; FR3017256B1; US10211618B2; FR3017256A1; US20170170644A1; CA2938695C; BR112016017844A2; ES2655897T3

Abstract

processo de detecção de arco elétrico, circuito de detecção, e, dispositivo de comutação elétrica a invenção se refere a um processo e um circuito de detecção de arco elétrico em um circuito elétrico alimentado com corrente alternada durante um período de alimentação, que compreende medir pelo menos um sinal de entrada (s) dentre uma corrente (i) e uma tensão (u) de entrada do circuito elétrico, distinguidos por ser fornecido um sinal de alerta (a1) que indica que um arco elétrico foi produzido quando o sinal de entrada (s) está constante ao longo de pelo menos uma parte do período de alimentação, realiza-se digitalmente amostragem do sinal de entrada (s) durante medição do mesmo de acordo com níveis predeterminados e, para identificar que o sinal de entrada (s) está constante, determina-se a frequência na qual cada nível é atingido pelo sinal de entrada (s) ao longo de uma janela temporal predeterminada, compara-se a frequência de cada nível a um limite de alerta predeterminado, e emite-se o sinal de alerta se a frequência de pelo menos um dos níveis for superior ao limite de alerta. a invenção também se refere a um dispositivo de comutação que inclui tal circuito.

Description

Domínio da Técnica

[001] A presente invenção refere-se a um processo de detecção de arco em um circuito elétrico, a um circuito de detecção que implanta o dito processo e a um dispositivo de comutação que inclui tal circuito.

[002] Na descrição abaixo, as referências entre colchetes ([ ]) remetem à lista de referências apresentada no fim do texto.

Estado da Técnica

[003] Nos circuitos elétricos, determinados defeitos podem causar o surgimento de arcos elétricos de maneira não desejável. Distinguem-se principalmente dois tipos de defeitos.

[004] O primeiro tipo de defeito surge quando um espaçamento é criado entre dois elementos do circuito ao longo do caminho da corrente. Com tensão fraca, nenhuma corrente passa, mas com uma tensão que depende em particular da largura do espaçamento, um arco se estabelece no espaçamento e a corrente passa. Diz-se então de um defeito de tipo arco em série. No caso de uma corrente alternada, um arco se estabelece a cada semi-alternância.

[005] O segundo tipo de defeito surge quando um condutor parasite tende a pôr em curto-circuito a fonte de corrente do circuito elétrico. Também ali, um espaçamento subsiste entre um condutor principal e o condutor parasita. Com uma tensão fraca, nenhuma corrente passa entre os dois condutores, mas, quando a tensão aumenta, um arco se estabelece no espaçamento e a corrente passa ao realizar um curto-circuito. Um fenômeno similar pode ser produzido quando um líquido condutor molha simultaneamente dois condutores sob potenciais diferentes. Diz-se então de um defeito de tipo arco em paralelo.

[006] É produzido localmente um aquecimento que pode ser dissipado se o arco não for frequente, mas que pode gerar destruições se for produzido frequentemente ou de maneira repetida. Além disso, a alimentação do circuito é enfraquecida. Ademais, a corrente de curto-circuito pode também aquecer o condutor parasita e causar um incêndio.

[007] Já foi proposto um dispositivo de proteção para um circuito elétrico que inclui um dispositivo de detecção de arco elétrico. O documento no EP 1 845 599 A1 [1] mostra um exemplo de tais dispositivos. A detecção é baseada na medição da corrente e da tensão de alimentação do circuito elétrico sobre a análise numérica desses sinais. Diversas unidades de detecção comparam os valores dos sinais, de suas derivadas e de sua integração a limites para fornecer sinais de auxílio à decisão, sendo cada unidade de detecção adaptada a um tipo de arco elétrico particular. Os meios de decisão recebem os sinais de auxílio à decisão a fim de fornecer um sinal de comando para abrir o circuito elétrico e pôr o mesmo em segurança.

[008] Em outro documento [2], um circuito de detecção de arco elétrico é aplicado ao comando de potência com semicondutores. Nesse documento, propõe-se igualmente utilizar meios de decisões que recebem os resultados de diversas unidades de detecção. Em uma dessas, propõe-se uma detecção por interpolação do sinal de entrada tomado dentre a corrente e a tensão. O sinal é subamostrado e então interpolado por um polinômio. Em seguida, a interpolação é comparada ao sinal de origem e um alerta é gerado se o desvio ultrapassar um limite predeterminado.

[009] Mesmo se esse processo de detecção funcionar bem, o mesmo precisa efetuar inúmeros cálculos complexos, o que necessita de um circuito de detecção potente e, portanto, oneroso.

[0010] A invenção visa fornecer um processo de detecção de arco elétrico que seja simples de implantar, eficaz e que precise de poucos meios de cálculos.

Descrição da Invenção

[0011] Com esses objetivos em vista, a invenção tem como objeto um processo de detecção de arco elétrico em um circuito elétrico alimentado com corrente alternada de acordo com um período de alimentação, de acordo com o qual mede-se pelo menos um sinal de entrada dentre uma corrente e uma tensão de alimentação do circuito elétrico, distinguido por ser fornecido um sinal de alerta que indica que um arco elétrico foi produzido quando o sinal de entrada está constante ao longo de pelo menos uma parte do período de alimentação.

[0012] Os inventores constataram que, quando um arco de tipo série surge em um circuito elétrico alimentado com corrente alternada, o arco desaparece quando a corrente se anula. A corrente permanece então sensivelmente nula durante um tempo determinado até que a tensão no nível do espaçamento seja suficiente para reiniciar o arco. A corrente se estabelece novamente e retorna bruscamente. A detecção desse período durante o qual a corrente é nula permite distinguir a presença de pelo menos um arco no circuito elétrico. De maneira similar, com um defeito de tipo paralelo, o circuito elétrico está praticamente em curto circuito e a tensão é então muito fraca ao estar sensivelmente constante. O monitoramento da tensão ou da corrente permite detectar um ou outro tipo de defeito. Entende-se por constante o fato de que o sinal se encontra, por exemplo, em uma banda cuja largura é pequena, da ordem da amplitude de um ruído sobre o sinal ou de um ruído de um arco elétrico. Pode-se igualmente definir que o sinal está constante quando sua derivada sobre o tempo é inferior a um limite predeterminado.

[0013] De acordo com uma disposição particular, realiza-se numericamente amostragem do sinal de entrada no momento de sua medição de acordo com níveis predeterminados e, para identificar que o sinal de entrada está constante, determina-se a frequência na qual cada nível é atingido pelo sinal de entrada em uma janela temporal predeterminada, compara-se a frequência de cada nível a um limite de alerta predeterminado, e entrega-se o sinal de alerta se a frequência de pelo menos um dos níveis for superior ao limite de alerta. A partir da digitalização do sinal de entrada, é relativamente facilitado quantificar a frequência na qual um nível é atingido. A partir disso, é igualmente facilitado determinar se, para pelo menos um dos níveis, a frequência ultrapassa um limite de alerta. Se o sinal de entrada for constante durante uma certa duração, o mesmo nível será detectado diversas vezes. A cada medição que corresponde a esse nível, o valor da frequência é aumentado. A ultrapassagem de um limite para o valor da frequência é a indicação de que o sinal está constante durante uma certa duração do período. Não é necessário calcular integral ou derivada por esse processo, o que limita as necessidades de cálculos.

[0014] De acordo com uma disposição construtiva, utiliza-se uma memória de frequência para armazenar as frequências de níveis, em que a memória de frequência inclui registros e um primeiro barramento de endereço que recebe o valor amostrado do sinal de entrada, utilizam-se meios de adição para incrementar em 1 um dos registros apontado pelo valor fornecido no primeiro barramento de endereço, utiliza-se ainda uma memória primeiro a entrar-primeiro a sair que recebe o valor amostrado do sinal de entrada em uma entrada e que fornece um valor defasado em uma saída, um segundo barramento de endereço da memória de frequência que recebe o valor defasado, e utilizam-se meios de subtração para diminuir em 1 o registro apontado pelo valor defasado no segundo barramento de endereço, sendo a adição, a subtração e o defasamento na memória primeiro a entrar-primeiro a sair realizados em um mesmo ciclo. A memória de frequência permite memorizar para cada nível o número de vezes em que o nível é atingido pelo sinal de entrada, e por um período de tempo determinado pelo tamanho da memória primeiro a entrar-primeiro a sair e a duração de um ciclo. De fato, a memória de um nível determinado é incrementada quando o dito nível é apresentado no primeiro barramento de endereço e, então, diminuída quando o mesmo nível é apresentado no segundo barramento de endereço pela memória primeiro a entrar-primeiro a sair mais tarde, após um número de ciclos que corresponde ao tamanho da memória primeiro a entrar-primeiro a sair. O processo de contagem é simples, visto que permite utilizar diretamente uma memória sem micro-controlador, simplesmente com um adicionador e um subtrator, como será mais bem observado em seguida.

[0015] De maneira complementar, são estabelecidos outros sinais de alertas de acordo com pelo menos outro processo dentre uma detecção por análise espectral, uma detecção por filtro interpolador, um processo de diferenciação temporal, e combinam-se esses sinais para determinar um comando de corte do circuito elétrico. Será possível, assim, contabilizar diferentes tipos de arcos elétricos que podem ter assinaturas diferentes e, portanto, processos diferentes para detectar os mesmos. A combinação de sinais permite igualmente correlacionar os processos entre si a fim de se ter uma detecção confiável.

[0016] De maneira particular, o sinal de entrada é o sinal de corrente,em que a determinação do comando de corte leva em consideração a intensidade do sinal de corrente durante o alerta, a frequência de sinais de alerta e sua duração média. A detecção de uma ocorrência de um arco elétrico não é suficiente por si só para considerar que o circuito elétrico está em perigo. Todavia, quanto maior for a intensidade da corrente durante o arco e maior for a duração dos arcos, mais se considera que o circuito está em perigo e precisa ser protegido rapidamente. Contrariamente, se a intensidade for fraca ou se os arcos não durarem muito tempo, é possível deixar o circuito alimentado apesar dos arcos.

[0017] De acordo com uma disposição particular, o corte é comandado se um par frequência de sinais de alerta e duração média de sinais de alerta for superior a uma primeira curva de forma hiperbólica decrescente, ou se um par intensidade de alerta e duração média for superior a uma segunda curva de forma hiperbólica decrescente. Combina-se assim, por um lado, a frequência de sinais de alerta e a duração média de sinais de alerta e, por outro lado, a intensidade de alerta e a duração média de sinais de alerta para aplicar aos mesmos um limite para além do qual o disparo do circuito elétrico é comandado. Pode-se igualmente exprimir o limite pelo fato de que o produto de dois membros do par é inferior a um limite. Claramente, esses critérios se aplicam ao longo de uma janela temporal, de tal modo que eventos antigos não são levados em consideração.

[0018] A invenção também tem como objeto um circuito de detecção para detectar a presença de arco elétrico em um circuito elétrico alimentado com corrente alternada de acordo com um período de alimentação, em que o circuito de detecção inclui meios de medição para estabelecer pelo menos um sinal de entrada dentre um sinal de tensão e um sinal de corrente representativo, respectivamente, da tensão e da intensidade que alimentam o circuito elétrico, sendo o circuito de detecção capacitado para entregar um sinal de alerta que indica que um arco elétrico foi produzido, distinguido pelo circuito de detecção entregar o sinal de alerta quando o sinal de entrada está constante ao longo de pelo menos uma parte do período de alimentação.

[0019] A invenção também tem como objeto um dispositivo de comutação elétrica que inclui meios de comutação para abrir e fechar um circuito elétrico alimentado com corrente alternada de acordo com um período de alimentação e um circuito de detecção para controlar os meios de comutação, distinguido pelo circuito de detecção ser tal como descrito anteriormente.

Breve Descrição das Figuras

[0020] A invenção será mais bem compreendida e outras particularidades e vantagens surgirão com a leitura da descrição que segue, sendo que a descrição faz referência aos desenhos anexos, dentre os quais: - a Figura 1 é um esquema de um circuito elétrico que inclui um circuito de detecção de acordo com a invenção; - a Figura 2 é um esquema da lógica implantada pelo circuito de detecção da Figura 1; - a Figura 3 é um diagrama temporal de um sinal de tensão e de um sinal de corrente medido por meios de medição do circuito de detecção da Figura 1; - a Figura 4 é um esquema de um modo de realização para uma parte do circuito de detecção da Figura 1; - a Figura 5 é um diagrama de frequências para a detecção de uma frequência implantada no esquema da Figura 7; - a Figura 6 um diagrama de frequências de um filtro do esquema da Figura 7; - a Figura 7 é um esquema funcional de um algoritmo implantado pelo circuito de detecção da Figura 1; - as Figuras 8 e 9 são diagramas que ilustram o funcionamento de uma unidade de decisão ilustrada na Figura 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0021] Um circuito elétrico é representado de maneira genérica na Figura 1. Tal circuito inclui uma carga 2 alimentada por uma fonte de alimentação 3 em corrente alternada pelo intermédio de um dispositivo de comutação 1 elétrico. Um defeito do circuito elétrico suscetível de gerar um arco elétrico é simbolizado por duas setas 4 afastadas e voltadas uma para a outra. A fonte de alimentação 3 entrega uma corrente periódica de acordo com um período de alimentação.

[0022] O dispositivo de comutação 1 inclui um circuito de detecção 10 apto a controlar um interruptor 11 sobre pelo menos uma ramificação do circuito elétrico, em que meios de medição da corrente 12 que circulam no circuito entregam um sinal de corrente I ao circuito de detecção 10 e em que meios de medição da tensão 13 entregam um sinal de tensão U ao circuito de detecção 10. O circuito de detecção 10 implanta um processo de detecção de arco elétrico e comanda a abertura do circuito elétrico pelo interruptor 11 caso seja determinado que um defeito suscetível de ser perigoso foi detectado. O circuito de detecção 10 pode também realizar funções mais clássicas de proteção contra as sobreintensidades ou de controle remoto. Essas funções não são detalhadas à frente no documento.

[0023] O circuito de detecção 10 implanta diversos algoritmos de detecção 1 a n, a fim de detectar diversos tipos de arcos elétricos e de tornar fiável a detecção. Como mostra a Figura 2, cada algoritmo recebe pelo menos um dos sinais medidos (I, U), os analisa e então transmite um sinal de alerta A1 a An a uma unidade de decisão 14. A unidade de decisão 14 efetua uma síntese de sinais de alerta A1 a An e determina um sinal de comando de corte C para o interruptor 11.

[0024] De acordo com um primeiro de algoritmos do processo de detecção de arco elétrico, mede-se um sinal de entrada, na ocorrência o sinal de corrente I, e fornece-se um sinal de alerta A1 que indica que um arco elétrico foi produzido quando o sinal de entrada está constante ao longo de pelo menos uma parte do período de alimentação.

[0025] De fato, ao se referir à Figura 3, que mostra sobre o gráfico inferior o sinal de corrente I medido pelos meios de medição de corrente 12 então que um defeito que gera um arco está presente sobre o circuito a partir de um instante t1, a corrente se distingue por uma primeira fase P1 na qual o defeito é uma abertura do circuito e impede a corrente de circular. Todavia, quando a tensão de alimentação é suficiente, um arco se estabelece no nível do defeito e a corrente passa pelo arco ao recuperar um nível que corresponde sensivelmente àquele que estará em ausência de defeito. Encontra-se, portanto, uma forma de alternância durante uma segunda fase P2, até que a corrente se anule novamente. O arco desaparece então até a segunda fase P2 do semi-período seguinte. A primeira fase P1 corresponde, portanto, a uma fase durante a qual a corrente está constante. A detecção dessa fase P1 permite distinguir a presença de um defeito que gera um arco no circuito.

[0026] Da mesma maneira, ao se referir ao gráfico superior da Figura 3 que mostra o sinal de tensão U medido pelos meios de medição da corrente no mesmo tempo que a corrente I, a tensão U segue a tensão de alimentação sinusoidal na primeira fase P1. No momento da aparição do arco, a tensão U medida é determinada essencialmente pela tensão de manutenção do arco e surge, portanto, sensivelmente constante. A detecção dessa fase P2 de tensão constante permite distinguir a presença de um defeito que gera um arco no circuito.

[0027] Em um exemplo de realização para implantar o processo de detecção, o circuito de detecção 10, tal como mostrado na Figura 4, inclui uma memória de frequência 101 para armazenar as frequências de níveis, uma memória primeiro a entrar-primeiro a sair 102, meios de adição 103, meios de subtração 104 e um relógio 105. A memória de frequência 101 inclui registros e um primeiro barramento de endereço Addr1 que recebe um valor amostrado do sinal de entrada S de acordo com níveis predeterminados. Os meios de adição 103 são capacitados para incrementar em 1 o registro apontado pelo valor fornecido no primeiro barramento de endereço Addr1 dentre o conjunto de registros. A memória primeiro a entrar-primeiro a sair 102 recebe o valor amostrado do sinal de entrada S em uma entrada 1020 e fornece um valor defasado D em uma saída 1021. A memória de frequência 101 inclui um segundo barramento de endereço Addr2 que recebe o valor defasado D desde a saída 1021 da memória primeiro a entrar-primeiro a sair 102. Os meios de subtração 104 são capacitados para diminuir em 1 o registro apontado pelo valor defasado D no segundo barramento de endereço Addr2. A adição realizada pelos meios de adição 103, a subtração realizada pelos meios de subtração 104 e o defasamento na memória primeiro a entrar-primeiro a sair 102 são realizados em um mesmo ciclo temporal determinado por um sinal de relógio CLK fornecido pelo relógio 105.

[0028] Para identificar que o sinal de entrada S está constante, percorre-se cada registro da memória de frequência 101 e compara-se a frequência de cada nível que corresponde a um limite de alerta predeterminado, e entrega-se o sinal de alerta A1 se a frequência de pelo menos um dos níveis for superior ao limite de alerta.

[0029] Em funcionamento, o relógio 105 funciona em uma frequência predeterminada e entrega o sinal de relógio CLK com uma duração de ciclo constante. A cada ciclo, o valor do sinal tal como amostrado é mostrado na entrada da memória primeiro a entrar-primeiro a sair 102 e é armazenado na dita memória. O valor é defasado em cada ciclo na memória e é mostrado sobre a saída da memória primeiro a entrar-primeiro a sair 102 após o número de ciclos que corresponde ao número de registros da memória primeiro a entrar-primeiro a sair 102, isto é, após uma duração de defasamento que corresponde ao produto da duração do ciclo de relógio e do dito número de registros.

[0030] Assim, quando o sinal amostrado apresenta um valor em um instante fornecido, e o conteúdo do registro que corresponde é incrementado em 1 pelos meios de adição 103, o mesmo registro é subtraído pelos meios de subtração 104 após a duração de defasamento. Não há, portanto, mais influência sobre o conteúdo da memória de frequência 101. Assim, o conteúdo da memória de frequência 101 corresponde à análise do sinal exclusivamente em uma janela temporal predeterminada, da duração de defasamento. Foi escolhida de preferência essa duração de defasamento inferior com um período de alimentação. O sinal é amostrado, por exemplo, sobre 8 bits, o que corresponde a uma memória de frequência 101 de 256 registros.

[0031] Outros algoritmos que proporcionam de sinais de alerta podem ser combinados àquele que foi exposto para determinar o comando de corte do circuito elétrico.

[0032] Um segundo algoritmo implanta, por exemplo, uma detecção por análise espectral. O princípio da detecção por análise espectral tem como base a composição do conteúdo de frequências de sinais de arcos elétricos.

[0033] Calcula-se a partir de três frequências de bases f0, f0 + mΔf e f0 - mΔf. A formulação proposta é escrita:

em que Af0 é o sinal amostrado e Bf0 é o sinal de análise de frequência. O desvio de frequência mΔf representa o desvio entre duas frequências próximas e depende da resolução Δf utilizada para a análise. O coeficiente β é superior a 1 e deve ser calculado para que Bf0 seja, por um lado, continuamente crescente entre 0 e f0, e por outro lado, continuamente decrescente entre f0 e infinito. Quando essa condição é respeitada, obtém-se a curva da Figura 5.

[0034] É possível duplicar esse princípio de detecção em função do número de harmônicas a serem vigiadas. Claramente, quanto mais elevado for o número desejado, maior será a quantidade de recursos necessários. Quando se interessa apenas as harmônicas ímpares ou pares do sinal, por sua vez, utiliza-se um filtro 5 dito “in between” que recebe o sinal de entrada S. O modelo ideal do filtro 5 é mostrado na Figura 6. Como mostra o esquema da Figura 7, o sinal filtrado Sib fornecido pelo filtro 5 é enviado na entrada de uma série de detectores 6a, 6b, 6c ... 6n de frequência, sendo cada detector dedicado a uma das frequências em harmônica ímpar em relação a uma fundamental f0. Cada detector 6a, 6b, 6c ... 6n aplica a análise de acordo com a Figura 5. O sinal de detecção Ha, Hb, Hc... Hn, fornecido por cada um dos detectores 6a, 6b, 6c ... 6n é enviado a um somador 7a, 7b, 7c ... 7n que realiza uma soma em uma janela temporal flexível. A soma é transmitida a um comparador 8a, 8b, 8c ... 8n que efetua um cálculo de limiar e que entrega um sinal de cálculo de limiar Ja, Jb, Jc... Jn, em dois estados, ao bascular de um estado a outro quando a soma ultrapassa um valor predeterminado. Os sinais de cálculo de limiar Ja, Jb, Jc... Jn e os sinais de detecção Ha, Hb, Hc... Hn são transmitidos a uma unidade de síntese 9 que entrega um sinal de alerta em função do conjunto de sinais de cálculo de limiar e de sinais de detecção. A presença de um arco é distinguida por variações aleatórias e, portanto, pela ausência de uma dominante. A unidade de síntese 9 verifica que as harmônicas são quase todas presentas tempo o suficiente para entregar um sinal de alerta A2 que indica a presença de um arco.

[0035] Um terceiro algoritmo implanta uma detecção por filtro interpolador. Esse processo de detecção tem como base a sobreamostragem de sinais. O mesmo faz parte de processos de predições temporais. Trata-se, mais exatamente, de um processo de interpolação que o utiliza para efetuar uma predição do sinal. O sinal de erro é em seguida calculado ao efetuar a diferença entre o sinal real e o sinal previsto. A presença de um defeito de arco elétrico é frequentemente distinguida por uma variação brutal do sinal (seja uma queda de tensão, seja uma elevação de corrente) que induz a aparição de um desvio. Quando o desvio é muito grande, um sinal de alarme A3 é disparado. Esse processo tem como base as equações de interpolação de Lagrange. O mesmo é descrito em detalhes no documento [2] no parágrafo III e essa descrição é incorporada a título de referência.

[0036] Um quarto algoritmo implanta um processo de diferenciação temporal. O princípio desse algoritmo é o de comparar os valores do sinal de entrada S a um desvio temporal E que corresponde a um ou mais períodos. Para tal, avalia-se o valor absoluto seguinte:

em que T é um múltiplo do período do sinal de entrada S e t é o tempo. Em um circuito elétrico sem defeito, o sinal de entrada S é regular em seu período, e o desvio de um período ao outro é nulo. Contrariamente, se um defeito que gera um arco surge, os períodos sucessivos não se assemelham, e o desvio não é mais nulo, o que permite gerar um sinal de alerta A4.

[0037] A unidade de decisão 14 leva em consideração o conjunto de sinais de alerta entregues pelos diferentes algoritmos para determinar o sinal de comando de corte C. A determinação do comando de corte C leva em consideração a intensidade média do sinal de corrente I durante o alerta, a frequência de sinais de alerta e sua duração média. As Figuras 8 e 9 mostram diagramas que representam uma primeira e uma segunda curva limite em função da duração do sinal de alerta e, respectivamente, da frequência do arco e de a intensidade do arco. A primeira curva 141, na Figura 8, é de forma hiperbólica decrescente, limitada a uma duração de arco limite tmax e a uma frequência de arco limite Nmax. O corte é comandado se o par frequência N de sinais de alerta e a duração média tarc de sinais de alerta for superior à primeira curva 141. A segunda curva 142, na Figura 9, é de forma hiperbólica decrescente, limitada à duração de arco limite tmax e a uma intensidade de arco limite Imax. O corte é comandado se o par intensidade de alerta e a duração média tarc for superior à segunda curva 142. LISTAS DE REFERÊNCIAS [1] EP 1 845 599 A1: publicado em 17 de outubro de 2007 [2] “Principle of Arc Fault Detection for Solid State Power Controller”, J. Andrea, O. Zirn, M. Bournat, ISBN 978-1-4673-0778-9 em Electrical Contacts (Holm), 2012 IEEE 58a Conferência de Holm em

Claims

1. Processo de detecção de arco elétrico em um circuito elétrico alimentado com corrente alternada de acordo com um período de alimentação, de acordo com o qual se mede pelo menos um sinal de entrada (S) dentre uma corrente (I) e uma tensão (U) de alimentação do circuito elétrico, e fornece-se um sinal de alerta (A1) que indica que um arco elétrico foi produzido quando o sinal de entrada (S) está constante ao longo de pelo menos uma parte do período de alimentação, caracterizado pelo fato de que se realiza numericamente amostragem do sinal de entrada (S) no momento de sua medição de acordo com níveis predeterminados e, para identificar que o sinal de entrada (S) está constante, determina-se a frequência na qual cada nível é atingido pelo sinal de entrada (S) em uma janela temporal predeterminada, compara-se a frequência de cada nível a um limite de alerta predeterminado, e entrega-se o sinal de alerta se a frequência de pelo menos um dos níveis for superior ao limite de alerta.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que se utiliza: - uma memória de frequência (101) para armazenar as frequências de níveis, em que a memória de frequência (101) inclui registros e um primeiro barramento de endereço (Addr1) que recebe o valor amostrado do sinal de entrada (S), utiliza-se: - meios de adição (103) para incrementar em 1 um dos registros apontado pelo valor fornecido no primeiro barramento de endereço (Addr1), - além disso, uma memória primeiro a entrar-primeiro a sair (102) que recebe o valor amostrado do sinal de entrada (S) em uma entrada (1020) e que fornece um valor defasado (D) em uma saída (1021), um segundo barramento de endereço (Addr2) da memória de frequência (101) que recebe o valor defasado (D), e - meios de subtração (104) para diminuir em 1 o registro apontado pelo valor defasado no segundo barramento de endereço (Addr2), sendo que a adição, a subtração e o defasamento na memória primeiro a entrar-primeiro a sair (102) são realizados em um mesmo ciclo.

3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que são estabelecidos outros sinais de alerta (A2, A3, A4) de acordo com pelo menos outro processo dentre uma detecção por análise espectral, uma detecção por filtro interpolador, um processo de diferenciação temporal, e combinam-se esses sinais de alerta (A2, A3, A4) para determinar um comando de corte (C) do circuito elétrico.

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o sinal de entrada (S) é o sinal de corrente (I), sendo que a determinação do comando de corte (C) leva em consideração a intensidade do sinal de corrente (I) durante o alerta, a frequência dos sinais de alerta (N) e sua duração média (tarc).

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o corte é comandado se um par frequência (N) de sinais de alerta e duração média (tarc) de sinais de alerta for superior a uma primeira curva (141) de forma hiperbólica decrescente, ou se um par intensidade de alerta e duração média for superior a uma segunda curva (142) de forma hiperbólica decrescente.

6. Circuito de detecção para detectar a presença de arco elétrico em um circuito elétrico alimentado com corrente alternada de acordo com um período de alimentação, em que o circuito de detecção (10) inclui meios de medição (12, 13) para estabelecer pelo menos um sinal de entrada (S) dentre um sinal de tensão (U) e um sinal de corrente (I) representativos, respectivamente, da tensão (U) e da intensidade (I) que alimentam o circuito elétrico, sendo que o circuito de detecção (10) está capacitado para entregar um sinal de alerta (A1) que indica que um arco elétrico foi produzido quando o sinal de entrada (S) está constante ao longo de pelo menos uma parte do período de alimentação, sendo que o circuito é caracterizado pelo fato de que inclui meios de amostragem para realizar numericamente amostragem do sinal de entrada (S) no momento de sua medição de acordo com níveis predeterminados e meios de tratamento para identificar que o sinal de entrada (S) está constante, ao determinar a frequência na qual cada nível é atingido pelo sinal de entrada (S) ao longo de uma janela temporal predeterminada, ao comparar a frequência de cada nível a um limite de alerta predeterminado, e ao entregar o sinal de alerta se a frequência de pelo menos um dos níveis for superior ao limite de alerta.

7. Dispositivo de comutação elétrica que inclui meios de comutação (11) para abrir e fechar um circuito elétrico alimentado com corrente alternada de acordo com um período de alimentação e um circuito de detecção (10) para controlar os meios de comutação (11) caracterizado pelo fato de que o circuito de detecção (10) é conforme definido na reivindicação 6.