BRPI0717875A2

BRPI0717875A2 - Sistemas e métodos destinados à detecção de falhas causadas por arcos elétricos

Info

Publication number: BRPI0717875A2
Application number: BRPI0717875-1A
Authority: BR
Inventors: Carlos Restrepo Guerrero; Peter S Staley; Amit Nayak; Vaske Mikani; Hugh T Kinsel; Solomon R Titus; Joselito Endozo
Original assignee: Siemens Energy & Automat
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2013-10-29
Also published as: WO2008054806A3; CA2667883C; EP2099110A1; MX2009004591A; EP2082466B1; CN101573847A; EP2099110B1; WO2008054806A2; CN101573847B; CA2667883A1; DK2099110T3; US7864492B2; US20080106832A1; EP2082466A2; ES2629095T3

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMAS E MÉTODOS DESTINADOS À DETECÇÃO DE FALHAS CAUSADAS POR ARCOS ELÉTRICOS".

O presente pedido reivindica a prioridade e o benefício à data de depósito do Pedido de Patente Provisório Norte-americano Ne U.S. 60/855.424, depositado em 31 de outubro de 2006, estando aqui incorporado em sua totalidade a título de referência. Campo da Técnica

A presente descrição refere-se, em geral, à detecção de falhas em circuitos elétricos e, mais particularmente, a sistemas e métodos para detecção e mitigação de falhas causadas por arcos em sistemas elétricos. Antecedentes

Os arcos elétricos podem desenvolver temperaturas bem acima do nível de ignição da maioria dos materiais inflamáveis mais comuns e, portanto, apresentam um risco significativo de incêndio. Por exemplo, os cabos de alimentação presentes em domicílios podem formar arcos suficientes para iniciar um incêndio. Felizmente, o arqueamento de baixa voltagem é um fenômeno inerentemente instável e, geralmente, não dura tempo suficiente para iniciar um incêndio. Sob determinadas condições, refletidas em características particulares da perturbação elétrica produzida, a probabilidade de o arco persistir e iniciar um incêndio é muito maior.

Dois tipos de arqueamentos perigosos que são prováveis de ocorrer em domicílios consistem em arcos momentâneos de alta energia causados por falhas de alta corrente e arqueamento persistente de "contato" de baixa corrente. Uma falha de alta corrente, causada por uma conexão direta inadvertida entre a linha e o neutro ou entre a linha e o aterramento, geralmente, extrairá corrente até ou além da capacidade avaliada do circuito, arqueará, de modo explosivo, à medida que os contatos são fisicamente produzidos e interrompidos, ofuscará as luzes e outras cargas que indiquem uma carga excessiva está sendo extraída, e/ou (supondo-se que o circuito se encontra apropriadamente protegido por um disjuntor) disparará o disjuntor, interrompendo, assim, a corrente à centelha. Devido ao fato * dessas "falhas em linha" terem vida curta, o aumento da temperatura nos condutores de alimentação é limitado e o perigo de incêndio resulta, primeiramente, a partir da expulsão explosiva de glóbulos brilhantes de cobre provenientes da área de contato que podem se inflamar próximos a materiais inflamáveis. Mesmo se começar um incêndio, no entanto, a alta visibilidade da falha e a provável presença de alguém próximo (que forneceu o impulso físico para juntar os condutores) mitigam, de forma acentuada, o potencial para um incêndio incontrolado.

Por outro lado, o arqueamento por contato consiste em um arqueamento que ocorre em série junto a uma carga. Com tal, a corrente máxima no arco é limitada à corrente da carga e, portanto, pode estar substancialmente abaixo da corrente excessiva ou "disparar" a potência nominal de um disjuntor associado. O arqueamento por contato é um fenômeno físico complexo que pode ser induzido por conexões folgadas, contatos oxidados, materiais não-condutores estranhos que interferem na trajetória de condução, diferenças nos materiais de contato, formatos dos contatos, e outros fatores. Sob determinadas condições, esse arqueamento pode se tornar persistente e apresentar um risco substancial de incêndio.

Um exemplo de uma condição que pode causar arqueamento ■ 20 por contato consiste em uma tomada de parede bem usada em que a pressão de mola proporcionada pelos contatos foi reduzida com o passar do tempo e uso, de tal modo que se aplique pressão insuficiente aos contatos de plugue inseridos com a finalidade de garantir uma conexão de baixa resistência.

O arqueamento por contato também é comumente induzido

através do uso de fios extensores com capacidade de condução de corrente insuficiente. Por exemplo, o plugue pode ser aquecido pelo aquecimento da resistência, decompondo, gradualmente, o material isolante elastomérico ao redor dos contatos até que o material escorra, parcialmente, na área de contato, evitando que seja realizado um contato adequado. Este processo pode se tornar regenerativo à medida que o arqueamento inicial produz mais calor, carbonizando o isolamento e produzindo uma camada isolante delgada sobre a superfície de contato.

Uma terceira causa de arqueamento por contato geralmente observada em instalações elétricas de alumínio envolve a oxidação dos contatos. Neste caso, um processo químico, principalmente a oxidação, estabelece uma camada semicondutora ou não-condutora sobre a superfície dos contatos. De preferência, quando o material de contato for suscetível à oxidação, a conexão é hermética a gás de modo a evitar a entrada e oxigênio e o estímulo à oxidação. No entanto, se as conexões se tornarem folgadas com o passar do tempo, dá-se início à oxidação e pode resultar em arqueamento.

O arqueamento por contato também é comum quando as molas de ligar ou desligar se tornam desgastadas, aumentando o tempo de fechamento e reduzindo a força que mantém os contatos juntos.

Um quinto exemplo de arqueamento por contato que ocorre prontamente em residências acontece no contato central de lâmpadas elétricas convencionais. Devido ao fato de o contato central ser submetido a altas temperaturas e ser repetidamente usado, o mesmo, geralmente, se torna folgado e oxida, aumentando, assim, a probabilidade de arqueamento. Quando o arqueamento ocorre, o contato da lâmpada, geralmente constituído por uma solda com baixo ponto de fusão, derrete e se reforma, interrompendo o contato ou estabelecendo um novo contato. Um resultado comum em aparelhos de iluminação muito velhos é que o arqueamento no contato central ou ao redor dos filamentos de alumínio faz com que a lâmpada se una ao soquete e, portanto, se torna muito difícil de removê-la. Finalmente, as falhas de alta resistência ao longo da linha

também são, no presente contexto, consideradas arqueamento por contato. Os "curtos-circuitos" inadvertidos que exibem resistência suficiente para evitar o disparo do disjuntor podem, no entanto, produzir arqueamento nos pontos de contato, e são considerados como arcos de contato. Os condutos desgastados que se associam ao contato de luz ou intermitente, ou os grampos que perfuram, de maneira inadvertida, o isolamento dos fios, podem produzir curtos-circuitos resistivos através de contaminação e de 1 camadas de óxido, particularmente, se umidade estiver presente.

A maioria dos exemplos de arqueamento por contato resulta a partir da degeneração gradual dos contatos de condução de corrente. Os arcos perigosos podem iniciar como um arqueamento pequeno e ocasional, que se acumula, gradualmente, com o passar do tempo até que o arqueamento se torne persistente o suficiente para iniciar um incêndio. Da mesma forma, em contraste mais definido à natureza visível do arqueamento produzido por falhas na linha, tais como curtos-circuitos "diretos" ou "separados", o arqueamento por contato incipiente fica, geralmente, oculta da visão, fornecendo pouca ou nenhuma indicação do perigo iminente. Por esta razão, seria bastante vantajoso se as condições de arqueamento por contato pudessem ser previamente detectadas, e um aviso fosse fornecido antes do perigo devido ao fato de a falha alcançar um nível perigoso.

Portanto, avaliar-se-á que existem diferenças fundamentais entre os "curtos-circuitos diretos" e o arqueamento por contato. Os "curtos- circuitos diretos" envolverão, em geral, altas correntes (>50A) e serão explosivos no contato de ponto de falha, de tal modo que a falha se extingue ou dispare o disjuntor. Os dispositivos de proteção de circuito convencionais são normalmente adequados para se prevenirem contra o arqueamento > 20 causado por falha na linha. Por comparação, a extração média de corrente no arqueamento por contato não é maior que a corrente extraída pela própria carga. Todavia, até mesmo um arqueamento por contato de baixa corrente, por exemplo, uma lâmpada elétrica de 60 watts na extremidade de um cabo extensor defeituoso, ou um conjunto de lâmpadas de árvore de natal com contatos defeituosos, pode liberar calor suficiente para causar um incêndio. Consequentemente, os disjuntores convencionais são inadequados para evitar condições perigosas devido ao arqueamento por contato.

Há uma necessidade por um disjuntor que, além de detectar o arqueamento que pode resultar em um incêndio, remova potência da carga quando o arqueamento perigoso estiver presente. Esse dispositivo poderia ser convenientemente embalado da mesma forma do disjuntor convencional, ou poderia ser instalado em uma saída similar aos interruptores com falha de aterramento atualmente disponíveis. Devido ao fato de a corrente de carga fluir através do disjuntor, é conveniente, nesta aplicação, monitorar a corrente de carga.

Também há uma necessidade por um detector de arco elétrico que seja imune aos ruídos comumente presentes em redes elétricas domiciliares, por exemplo, devido a interruptores de luz, motores de escova, sistemas de comunicação condutores de corrente, transientes de comutação, sinais de radiodifusão, e outros tipos de sinais de ruídos que possam ter características elétricas similares às falhas causadas por arco elétrico. Se não forem identificados nem rejeitados de forma apropriada, esses tipos de sinais, que podem ser facilmente confundidos com sinais de falhas causadas por arco elétrico, podem causar o disparo "inoportuno" de determinados detectores de circuitos com falhas causadas por arco elétrico. Consequentemente, em uma tentativa de reduzir os efeitos negativos de disparo inoportuno e responder precisamente aos sinais de falha causada por arco elétrico, podem ser necessários sistemas e métodos para identificar falhas causadas por arco elétrico em sistemas de força elétrica.

Os disjuntores de AFCI/GFCI de corrente podem apenas exibir a última condição de disparo depois que um evento de falha tiver ocorrido através do uso de indicadores visuais (isto é, bandeiras). A indicação fica retida até que o dispositivo seja zerado e retornado. Depois que a indicação for apagada, no entanto, não há registros do evento até que outra ocorrência tenha sido detectada.

Pode ser vantajoso incorporar capacidades de detecção de falhas causadas por arco elétrico e detecção de falhas de aterramento em um único módulo integrado, reduzindo, assim, os custos aos consumidores associados à instalação, manutenção e fornecimento de assistência a múltiplos dispositivos de interrupção de circuitos em um único ramal. Além disso, combinando-se as funções de detecção de falhas causadas por arco elétrico ou falhas de aterramento em um único módulo, muitas das funções de processamento associadas à detecção de falhas causadas por arco elétrico tais como, por exemplo, monitoramento de falhas eletrônicas, * funcionalidade de autoteste, e gravação de dados de evento de falha, também podem ser implementadas em processos de detecção de falhas de aterramento com a finalidade de aprimorar as capacidades de detecção de falhas de aterramento existentes.

Sumário

Os processos e métodos em consonância com as modalidades descritas se referem a um dispositivo interruptor de circuito com falha causada por arco elétrico (AFCI) que pode discriminar, de modo rápido e eficaz, as falhas causadas por arco elétrico das fontes de sinal de banda larga. Alternativa e/ou adicionalmente, as modalidades descritas podem se referir a uma combinação de dispositivos AFCI/GFCI que proporciona uma detecção de falha, mitigação, e registro tanto de falhas causadas por arco elétrico como falhas de aterramento para um sistema elétrico em um único módulo integrado. Adicionalmente, determinadas modalidades descritas se referem a um sistema e método de automonitoramento associado à combinação de dispositivo AFCI e/ou AFCI/GFCI que permite que o dispositivo se autoanálise com base em critérios operacionais predeterminados. O sistema de auto-monitoramento pode ser adaptado para proporcionar uma indicação de estado de saúde que relata os resultados da análise de auto-monitoramento.

De acordo com um aspecto, a presente descrição se refere a um método destinado à detecção de falhas causadas por arco elétrico em uma rede elétrica. O método pode incluir o monitoramento de sinais de energia com uma rede elétrica e a filtragem dos sinais de energia para produzir um sinal de alta freqüência e um sinal de baixa freqüência. Pode-se gerar um sinal de mascaramento com base no sinal de baixa freqüência, e o sinal de alta freqüência pode ser analisado com a finalidade de extrair uma porção de banda larga do sinal de alta freqüência. Pode-se acrescentar um contador de falhas se a magnitude da porção de banda larga for aproximadamente maior que um primeiro nível limítrofe. Pode-se retirar um contador de falhas se a magnitude da porção de banda larga for aproximadamente menor que o primeiro nível limítrofe. Proporciona-se um sinal de disparo a um dispositivo de comutação associado à rede elétrica se o contador de falhas exceder um limite de falhas predeterminado.

De acordo com outro aspecto, a presente descrição se refere a um método destinado à identificação e rejeição de sinais de falhas não causadas por arco elétrico associados a um circuito de distribuição de energia. O método pode incluir o monitoramento de sinais de energia associados a uma linha de força e a filtragem dos sinais de energia com a finalidade de produzir um sinal de alta freqüência e um sinal de baixa freqüência. Pode-se gerar um sinal de mascaramento com base no sinal de baixa freqüência que gera um sinal de mascaramento e o sinal de alta freqüência pode ser analisado com a finalidade de extrair uma porção de banda larga do sinal de alta freqüência. Pode-se enumerar uma série de casos em que a porção de banda larga do sinal de alta freqüência ultrapassa um nível limítrofe. Se o número de casos em que a porção de banda larga ultrapassa o nível exceder um limite de ultrapassagem limítrofe, a porção de banda larga do sinal de alta freqüência pode ser rejeitada.

Ainda de acordo com outro aspecto, a presente descrição se refere a um método de autoteste associado a um dispositivo de detecção de falha causada por arco elétrico. O método pode incluir a realização de uma verificação do processador, por meio da qual um ou mais componentes de software e/ou hardware associados a um processador são analisados com a finalidade de determinar se o processador está operando de acordo com as especificações predefinidas. Pode-se proporcionar um sinal de confirmação de estado a um monitor de saúde associado ao microprocessador. Se o sinal de confirmação não for recebido pelo monitor de saúde em um intervalo apropriado, o processador pode ser reinicializado. Se, após a reinicialização, o processador falhar em responder, então, pode-se gerar um sinal de disparo.

Ainda de acordo com outro aspecto, a presente descrição se refere a um método de autoteste associado ao dispositivo de detecção de falha causada por arco elétrico. Uma vez que o processo de autoteste tiver sido iniciado, sinais de RF, sinais de CA, sinais de falha de aterramento, e 11 sinais de teste de falha diferencial podem ser gerados e distribuídos a uma porção de monitoramento de saúde do circuito de detecção de falha causada por arco elétrico. Os dados indicativos de sápidas associadas a um ou mais componentes do circuito de detecção de falha causada por arco elétrico podem ser coletados e analisados com base em especificações operacionais predefinidas associadas a cada componente. Com base na análise, pode-se gerar um sinal de disparo e um indicador de falha de teste pode ser proporcionado se um ou mais componentes falharem em satisfazer as especificações operacionais predefinidas. Ainda de acordo com outro aspecto, a presente descrição se

refere a um sistema de detecção de falha causada por arco elétrico que inclui um sistema de notificação de estado que serve para proporcionar sinais indicativos do estado do dispositivo de detecção de falha causada por arco elétrico. O sistema pode incluir um compartimento e um módulo que serve para detectar as falhas causadas por arco elétrico associadas a um sistema de distribuição de energia. O módulo pode ser substancialmente disposto no interior do compartimento e pode proporcionar um sinal de saída óptica associado ao estado do módulo. O sistema pode incluir, também, um ou mais elementos de guia de ondas ópticas acoplados, de maneira - 20 comunicativa, ao módulo e adaptados para receberem o sinal de saída óptica e ratearem o sinal de saída óptica a uma superfície do compartimento. Um ou mais elementos de guia de ondas ópticas podem ser substancialmente compostos por materiais não-condutores.

Ainda de acordo com outro aspecto, a presente descrição se refere a um sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em série que compreende um módulo ASIC adaptado para se acoplar a um circuito de alimentação elétrica e um processador acoplado, de maneira comunicativa, ao módulo ASIC. O módulo ASIC pode ser configurado para receber uma porção de banda larga de uma porção de alta freqüência de um sinal elétrico e sincronizar a porção de banda larga com um sinal de mascaramento. O sinal de mascaramento pode corresponder a uma freqüência fundamental de uma porção de baixa freqüência do sinal elétrico. O módulo de ASIC também pode ser configurado para gerar um primeiro sinal de ultrapassagem limítrofe se a magnitude da porção de banda larga for maior ou igual a um primeiro nível limítrofe em uma porção diferente de zero do sinal de mascaramento e gerar um segundo sinal de ultrapassagem limítrofe se a magnitude da porção de banda larga for menor que o primeiro nível limítrofe na porção diferente de zero do sinal de mascaramento. O processador pode ser configurado para receber o primeiro e o segundo sinal de ultrapassagem limítrofe a partir do módulo ASIC. O processador pode acrescentar um valor de contagem de falhas através de uma primeira taxa de contagem em resposta ao primeiro sinal de ultrapassagem limítrofe e retirar o valor de contagem de falhas através de uma primeira contagem em resposta ao segundo sinal de ultrapassagem limítrofe. O processador pode gerar um sinal de disparo se o valor de contagem de falhas exceder um valor limítrofe.

Ainda de acordo com outro aspecto, a presente descrição se refere a uma combinação de sistema de detecção de falha causada por arco elétrico/falha de aterramento que compreende um compartimento e um módulo de processamento análogo, um processador acoplado, de maneira comunicativa, ao módulo de processamento análogo, um módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo, e um módulo de detecção de falha diferencial, sendo que cada um desses está disposto no interior do compartimento. Além disso, cada módulo de processamento análogo, módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo, e módulo de detecção de falha diferencial pode ser adaptado para se acoplar, seja direta ou indiretamente (logo, um ou mais outros componentes), a um circuito de alimentação elétrica. O módulo de processamento análogo pode ser configurado para receber uma porção de banda larga de uma porção de alta freqüência de um sinal elétrico e sincronizar a porção de banda larga com um sinal de mascaramento; sendo que o sinal de mascaramento corresponde a uma freqüência fundamental de uma porção de baixa freqüência do sinal elétrico. O módulo de processamento análogo também pode ser configurado para gerar um primeiro sinal de ultrapassagem limítrofe se a magnitude da porção de banda larga for maior ou igual a um primeiro nível limítrofe em uma porção diferente de zero do sinal de mascaramento, e gerar um segundo sinal de ultrapassagem limítrofe se a magnitude da porção de banda larga for menor que o primeiro nível limítrofe na porção diferente de zero do sinal de mascaramento. O processador pode ser configurado para receber o primeiro e o segundo sinal de ultrapassagem limítrofe a partir do módulo de processamento análogo. O processador também pode ser configurado para acrescentar um valor de contagem de falhas através de uma primeira taxa de contagem em resposta ao primeiro sinal de ultrapassagem limítrofe e retirar o valor de contagem de falhas através de uma primeira taxa de contagem em resposta ao segundo sinal de ultrapassagem limítrofe. O processador pode gerar um sinal de disparo de falha causada por arco elétrico em série se o valor de contagem de falhas exceder um valor limítrofe. O módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo pode ser configurado para monitorar um nível de corrente associado a uma porção de baixa freqüência do sinal elétrico e gerar um sinal de disparo de falha causada por arco elétrico em paralelo se uma magnitude do nível de corrente da porção de baixa freqüência do sinal elétrico exceder um nível de corrente limítrofe. De maneira similar, o módulo de detecção de falha diferencial pode ser configurado para monitorar um nível de corrente diferencial entre uma porção de baixa freqüência do sinal elétrico associada a uma linha vermelha e uma linha neutra e gerar um sinal de disparo de falha diferencial se uma magnitude do nível de corrente diferencial exceder um nível de corrente diferencial limítrofe.

Ainda de acordo com outro aspecto, a presente descrição se refere a métodos e processos que são configurados para detectar e interromper as condições de falha causada por arco elétrico com a finalidade de mitigar, potencialmente, determinados efeitos dessas condições, tais como incêndios ou danos apropriados. Esses métodos são adaptados não apenas para detectar essas condições sob uma faixa ampla de cenários operacionais normais, mas, também, evitar, de maneira eficaz, desvantagens que possam limitar os métodos existentes de determinação de arco elétrico, tal como, por exemplo, falsa identificação de condições diferentes de arqueamento como condições de arqueamento (por exemplo, esquemas de comunicação de linha de força tipo Homeplug® ou outros sistemas de comunicação de linha de força de banda larga (BPL)), falsa identificação de condições de arqueamento como condições diferentes de arqueamento (por exemplo, cargas de "mascaramento" que podem, algumas vezes, alterar as características na linha suficientemente para afetar o desempenho do sistema de detecção de arco elétrico), e aumentos repentinos no ruído de banda larga devido a determinadas cargas (por exemplo, início "frio" de interruptores, arqueamento devido à comutação de escovas em determinados utensílios, etc.).

Os objetivos e vantagens adicionais da invenção serão apresentados em parte na descrição que se segue, e, em parte, se tornarão óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos através da prática da invenção. Os objetivos e vantagens da invenção serão compreendidos e alcançados por meio dos elementos e combinações particularmente ressaltados nas reivindicações em anexo.

Deve-se compreender que tanto a descrição geral a seguir como a descrição detalhada a seguir apresentam apenas caráter exemplificador e explicativo e não apresentam caráter restritivo da invenção, conforme reivindicado.

Os desenhos em anexo, que são incorporados e constituem parte deste relatório descritivo, ilustram várias modalidades da invenção e junto à descrição, servem para explicar os princípios da invenção. Breve Descrição dos Desenhos

a figura 1 proporciona uma ilustração que descreve um dispositivo interruptor de circuito exemplificativo descrito em consonância com as modalidades descritas c;

a figura 2 proporciona uma representação esquemática de uma combinação exemplificadora descritas entre o interruptor de circuito por falha de arco e o dispositivo interruptor de circuito por falha de arco em consonância com as modalidades descritas; a figura 2A proporciona uma representação esquemática de um circuito de detecção de falhas causadas por arco exemplificador descrito usado em um dispositivo interruptor de circuito por falha em consonância com as modalidades descritas; a figura 3 proporciona um fluxograma que descreve um método

de detecção de falhas causadas por arco em série exemplificador descrito em consonância com as modalidades que podem ser implementas pelo dispositivo da figura 2;

a figura 4 proporciona um fluxograma que descreve um método 0 de detecção de falhas causadas por arco em série exemplificador descrito que utiliza uma análise de inclinação em consonância com as modalidades descritas;

a figura 5A ilustra um sinal de corrente CA normal que pode estar associado a um circuito de alimentação elétrica; a figura 5B ilustra um sinal de corrente CA exemplificador que

inclui uma atividade de falha causada por arco ou uma atividade semelhante à falha causada por arco;

a figura 5C ilustra um sinal de mascaramento em cruzamento de zero que pode ser usado para analisar a presença de uma atividade de falha causada por arco em série presente em um circuito de alimentação elétrica;

a figura 6A ilustra um sinal de RSSI exemplificador associado a uma condição de falha causada por arco em série exemplificadora, gerada de acordo com as modalidades descritas;

a figura 6B ilustra o sinal de RSSI da figura 6A que foi corrigido com a finalidade de compensar a atividade que for detectada dentro da região de cruzamento de zero;

a figura 6C ilustra um estado exemplificador de um valor de contagem de falhas com base na análise do sinal de RSSI corrigido da figura 6B;

a figura 7A ilustra um sinal de RSSI exemplificador associado a um sinal de distúrbio exemplificador, gerado de acordo com as modalidades descritas; a figura 7B ilustra o sinal de RSSI da figura 7A que foi corrigido com a finalidade de compensar a atividade que foi detectada dentro da região de cruzamento de zero;

a figura 7C ilustra um estado exemplificador de um valor de contagem de falhas com base na análise do sinal de RSSI corrigido da figura 7B;

a figura 8A ilustra outro sinal de RSSI exemplificador associado a um sinal de distúrbio exemplificador, gerado de acordo com as modalidades descritas;

a figura 8B ilustra o sinal de RSSI da figura 8A que foi corrigido com a finalidade de compensar a atividade que foi detectada dentro da região de cruzamento de zero;

a figura 8C ilustra a primeira derivada do sinal de RSSI da figura 8B, gerado de acordo com as modalidades descritas;

a figura 8D ilustra um estado exemplificador de um valor de contagem de falhas com base na análise do sinal de RSSI como resultado das técnicas de análise de inclinação derivativa em consonância com as modalidades descritas;

a figura 9 proporciona um fluxograma que descreve um método exemplificador associado a um processo destinado ao teste do dispositivo da figura 1; e

a figura 10 proporciona um fluxograma que descreve outro método exemplificador associado a um processo destinado ao teste do dispositivo da figura 1. Descrição das Modalidades

Realizaram-se, agora, referências, em detalhes, às modalidades exemplificadoras da presente descrição, sendo que exemplos das mesmas são ilustrados nos desenhos em anexo. Sempre que for possível, as referências numéricas iguais serão usadas no decorrer dos desenhos com a finalidade de se referirem a partes iguais ou semelhantes.

a figura 1 proporciona um diagrama de um dispositivo de interrupção de circuito por falha de arco (AFCI) 100 exemplificador. Este > dispositivo pode ser adaptado para uso em qualquer ambiente de sistema de alimentação domiciliar e/ou comercial e pode ser configurado para detectar falhas causadas por arcos, incluindo tanto falhas em linha (isto é, arqueamento do tipo paralelo entre as linhas) como falhas por contato (isto é, arqueamento do tipo em série na mesma linha devido à descontinuidade elétrica no condutor) que podem estar presentes em um circuito de alimentação associado ao sistema de alimentação. O dispositivo 100 pode, também, ser configurado para detectar falhas de aterramento que ocorrem em um circuito de distribuição de energia ou, de outro modo, associadas ao mesmo. Contempla-se que o dispositivo 100 pode incluir um ou mais circuitos e subsistemas que servem para implementar o processo destinado á detecção de falhas causadas por arco em série e paralelo, falhas de aterramento e/ou falhas diferenciais entre as linhas vermelhas e neutras.

Conforme ilustrado na figura 1, o dispositivo 100 pode incluir um compartimento 101 que serve para conter circuitos e subsistemas de detecção de falha, um atuador 102 que serve para disparar e/ou reinicializar um dispositivo de interrupção de circuito, um botão 103 que serve para iniciar, manualmente, um processo de autoteste, e uma tela 104 que serve para exibir informações de estado, saúde e/ou falha associadas ao ■ 20 dispositivo 100. Contempla-se que o dispositivo 100 pode incluir elementos adicionais, diferentes e/ou menos elementos do que os listados anteriormente. Por exemplo, o dispositivo 100 pode incluir uma interface (não mostrada) adaptada para acoplar, de maneira comunicativa, um dispositivo eletrônico (por exemplo, uma ferramenta de diagnostico que serve para descarregar informações de falha) aos circuitos e subsistemas de detecção de falha do dispositivo 100. Esta interface pode incluir qualquer tipo de interface eletrônica adaptada para transferir informações a partir de um sistema eletrônico a outro, tal como, por exemplo, um barramento em série, um barramento em paralelo, uma interface USB ou Firewire, ou qualquer outro tipo de interface de comunicação adequada. Esta interface pode facilitar o carregamento e descarregamento de informações (por exemplo, dados de evento de falha, dados de autoteste, atualizações de software e/ou firmware, rotinas de software, etc.) para e a partir do dispositivo 100.

A tela 104 pode incluir um ou mais dispositivos visuais, áudio, ou audiovisuais adaptados para proporcionar o estado e/ou informações operacionais associadas ao dispositivo 100. De acordo com uma modalidade, a tela 104 pode incluir um ou mais guias de ondas ópticas 105 acoplados a LEDs associados a um ou mais circuitos e subsistemas do dispositivo 100.

Os guias de ondas ópticas 105 podem compreender um material dielétrico e podem ser adaptadas para rotear os sinais de LED gerados por um ou mais dispositivos no interior do compartimento 100 à superfície do compartimento 100 para exibição a um usuário externo. Utilizando-se esses guias de ondas ópticas dielétricos (ao invés de trazer os LEDs diretamente à superfície do compartimento do dispositivo), os subsistemas e circuitos elétricos associados ao dispositivo 100 podem ser eletricamente isolados em relação aos usuários, limitando, assim, a transferência de carga elétrica entre os componentes eletrônicos internos do dispositivo 100 e um usuário. Conforme ilustrado na figura 1, os guias de ondas ópticas podem ser configurados em uma série de formatos e tamanhos que possam ser apropriados para rotear a luz gerada pelos LEDs internos à superfície do compartimento 100. Contempla-se, também, que podem-se utilizar LEDs adicionais ou em menor quantidade e/ou dispositivos de guia de onda. Consequentemente, o número de dispositivos de exibição mostrados na figura 1 é apenas exemplificador e não se destina a ter caráter limitativo.

Contempla-se, adicionalmente, que a tela 104 pode incorporar diferentes técnicas de exibição além das ilustradas na figura 1. Por exemplo, a tela 104 pode incorporar uma tela de LED numérica, alfanumérica e/ou simbólica adaptada para gerar uma série de diferentes inscrições codificadas que servem para exibir as informações associadas ao dispositivo 100.

Os LEDs associados à tela 104 podem ser adaptados para exibir qualquer tipo de informação gerada pelo dispositivo 100. Por exemplo, os LEDs podem exibir um sinal de batimentos cardíacos periódicos mediante o * término de todas as iterações de um ou maus processos de autoteste e testes de microprocessador. Proporcionando-se sinais de estado desta forma, os LEDs podem exibir uma indicação em "tempo real" que o dispositivo está funcionando de acordo com as especificações predeterminadas. Além disso, os LEDs podem ser configurados para exibir as últimas condições de falha conhecidas mediante a reinicialização do dispositivo após uma falha ter sido registrada (após a restauração de energia), proporcionando, assim, ao usuário um código predeterminado correspondente ao tipo de falha detectada (falha causada por arco elétrico em série, falha causada por arco elétrico em paralelo, etc.), seja a falha resultante de um processo de teste falho, ou esteja qualquer outro tipo de informação relacionada ao estado do dispositivo 100.

O dispositivo 100 pode ser eletricamente acoplado a um circuito de distribuição de energia e configurado para monitorar os sinais de energia associados ao circuito. O sinal de energia, conforme o uso em questão, se refere a qualquer tipo de sinal que possa estar presente em um circuito elétrico. Os sinais de energia podem incluir tanto sinais de baixa freqüência como sinais de alta freqüência. Exemplos não-limitadores de sinais de baixa freqüência incluem sinais de corrente CA que distribuem energia a partir de uma fonte (por exemplo, suprimento de energia residencial) até a carga, sinais de energia CC, ou outros tipos de sinais de baixa freqüência. Exemplos não-limitadores de sinais de alta freqüência incluem sinais de sistema de alarme residencial; sinais de mídia via satélite ou radiodifusão (UHF, VHF, AM, FM, etc.); sinais de comunicação; ruídos de utensílios; RF, micro-ondas, e sinais de onda milimétrica. Em geral, por propósitos da presente descrição, os sinais de alta freqüência se referem a qualquer banda estreita ou sinal de banda larga com ao menos um componente de freqüência maior que 1 MHz.

a figura 2 proporciona um diagrama esquemático que ilustra configurações exemplificadoras de circuito e subsistema associadas ao dispositivo 100. Conforme explicado, o dispositivo 100 pode incluir um ou mais circuitos e subsistemas que servem para monitorar os sinais elétricos, identificar as condições de falha associadas aos sinais elétricos, acionar um dispositivo de interrupção de circuito para mitigar os efeitos das condições de falha, e realizar uma ou mais funções de automonitoramento com a finalidade de garantir uma operação apropriada do dispositivo 100. De acordo com uma modalidade exemplificadora, o dispositivo 100 pode incluir um ou mais circuitos integrados para aplicação específica (ASICs) 110 acoplados a um microprocessador 150. Contempla-se que componentes adicionais, menos componentes e/ou componentes diferentes podem ser associados ao dispositivo 100. Por exemplo, muito embora as modalidades exemplificadoras possam ser descritas em relação a uma combinação de ASIC/sistema microprocessador, os indivíduos versados na técnica reconhecerão que determinados processos e métodos podem ser totalmente realizados em um sistema baseado em microprocessador, eliminando a necessidade pelo circuito ASIC. Deve-se notar, no entanto, que diferentes configurações podem não possuir os benefícios de custo realizados por uma combinação de ASIC/sistema microprocessador. Além disso, incluindo múltiplos dispositivos de processamento (por exemplo, ASIC e microprocessador), o sistema pode suportar características de segurança redundantes, que podem ser particularmente vantajosas em dispositivos de interrupção de circuito. Além disso, múltiplos elementos de processamento podem proporcionar característica(s) de teste, em que um ou mais elementos de processamento podem ser adaptados para testar um ou mais elementos de processamento, proporcionando uma camada de redundância de teste que pode não estar disponível em esquemas de detecção que empregam apenas um único dispositivo de processamento.

O ASIC 110 pode incluir um ou mais dispositivos que servem para realizar operações assíncronas (que não dependem do tempo) associadas ao dispositivo 100. Por exemplo, o ASIC 110 pode incluir dispositivos que servem para preparar ou condicionar o sinal para análise síncrona (que depende do tempo) pelo microprocessador 150. O ASIC 110 pode incluir, dentre outras coisas, um sistema de extremidade anterior de RF 120, um sistema de condicionamento de corrente CA 130, uma lógica de ' processamento análogo 131, um sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo 132, um sistema de detecção de falha de aterramento 134, um sistema de detecção de falha diferencial 136, e um sistema 138 que serve para monitorar a saúde e/ou estado do microprocessador 150. O ASIC 110 pode incluir, também, um ou mais circuitos ou sistemas adaptados para testar uma ou mais porções do dispositivo 100 incluindo, por exemplo, um gerador de ruído de RF 140, um oscilador de sinal de teste CA 142, um oscilador de falha de aterramento 144, e um sistema de lógica 146 que serve para coletar e processar os sinais de teste. O ASIC 110 pode ser acoplado, de maneira comunicativa, a um acoplador de RF 107 e a um sensor de corrente CA 109, sendo que cada um desses pode ser adaptado para monitorar e extrair porções particulares de sinais de energia coletados a partir de um ou mais circuitos de alimentação elétrica. O ASIC 110 pode, também, ser acoplado, de maneira comunicativa, ao microprocessador 150 e adaptado para comunicar dados ao microprocessador 150 com a finalidade de facilitar a execução de processos e funções associados à detecção de falha de acordo com os métodos descritos no presente documento.

O acoplador de RF 107 pode incluir um ou mais dispositivos que servem para coletar dados de alta freqüência associados a um circuito de energia. O acoplador de RF 107 pode incluir um transformador de acoplamento de alta freqüência usado para coletar sinais de alta freqüência a partir de uma linha de força CA. Alternativamente, o acoplador de RF 107 pode incluir um sensor ou transmissor de RF que coleta e distribui os sinais de RF coletados a partir de uma fonte de sinal. De acordo com uma modalidade exemplificadora, o acoplador de RF 107 pode incluir um sensor de RF de ferrita com formato de núcleo-E ou toroidal. Contempla-se que o acoplador de RF 107 pode incluir um capacitor de bloqueio de CC ou um dispositivo de filtro passa-altas que permite a passagem de sinais de alta freqüência, enquanto rejeita os sinais de baixa freqüência. Além disso, contempla-se que embora determinadas modalidades exemplificadoras descrevam sinais como "RF", este termo pode incluir outros tipos de sinais de alta freqüência (>1 MHz), tais como, por exemplo, UHF, VHF1 AM, FM1 micro-onda, onda milimétrica, ou qualquer outro tipo de sinal de alta freqüência.

O sensor de corrente de CA 109 pode incluir um ou mais dispositivos adaptados para monitorar a corrente de CA fornecida a uma carga associada a um circuito de distribuição de energia. O sensor de corrente de CA 109 pode incluir um ou mais dispositivos de monitoramento configurados para gerar um sinal representativo proporcional à corrente de carga distribuída a uma ou mais ramificações de um circuito de energia. O sensor de corrente de CA 109 pode incluir um transformador acoplado a uma linha de força. Alternativa ou adicionalmente, o sensor de corrente de CA 109 pode compreender uma tira metálica de impedância conhecida em série junto à carga que proporciona um sinal de saída indicativo da corrente que viaja através da linha. Opcionalmente, o sensor de corrente de CA 109 pode incluir um sensor de temperatura ou outro dispositivo de compensação de temperatura (não mostrado), adaptado para ajustar o sinal de saída com base na temperatura monitorada da linha de carga.

O sistema de extremidade anterior de RF 102 pode incluir qualquer tipo de receptor adaptado para discriminar os sinais de RF de banda estreita em relação aos sinais de RF de banda larga. O sistema de extremidade anterior de RF 102 pode incluir, por exemplo, um receptor heteródino ou super-heteródino adaptado para receber um sinal de RF e identificar os componentes espectrais do sinal de RF em uma freqüência particular de interesse. Isto pode ser realizado misturando-se o sinal de RF recebido com uma freqüência predeterminada (freqüência LO) para identificar um ou mais sinais que incluem um componente substancialmente em uma freqüência intermediária (isto é, diferença). Com a finalidade de identificar os sinais que podem ter um conteúdo espectral em diferentes freqüências de RF, a freqüência LO pode ser varrida, reproduzindo, assim, o conteúdo espectral do sinal de RF na freqüência intermediária fixa.

O sistema de extremidade anterior de RF 102 pode eliminar, filtrar e/ou rejeitar quaisquer porções do sinal de RF que estiverem fora da ι freqüência intermediária. Como resultado, os sinais que não forem substancialmente de banda larga podem ser desqualificados pelo sistema de extremidade anterior de RF 120. O sistema de extremidade anterior de RF 120 pode ser configurado para produzir um sinal de indicação de intensidade do sinal recebido (RSSI) indicativo da energia do conteúdo de sinal de banda larga restante (isto é, os sinais de banda larga remanescentes na freqüência intermediária). Descreve-se um sistema de extremidade anterior de RF exemplificador na Patente U.S. N0 5.729.145 concedida em 17 de março de 1998 por Blades, estando aqui incorporada em sua totalidade a título de referência.

O sistema de condicionamento de corrente de CA 130 pode incluir um ou mais dispositivos adaptados para gerar um sinal indicativo da corrente de carga associada a uma ramificação do sistema de distribuição de energia. Por exemplo, o sistema de condicionamento de corrente de CA 130 pode incluir um sensor ou transformador adaptado para gerar um sinal representativo que seja proporcional à corrente de carga de baixa freqüência. Contempla-se, também, que o sistema de condicionamento de corrente de CA 130 pode ser adaptado para receber um ou mais sinais de teste indicativos de uma corrente de carga simulada como parte de um processo de autoteste associado ao dispositivo 100.

A lógica de processamento análogo 131 pode incluir um ou mais dispositivos de lógica configurados para analisar os sinais fornecidos pelo sistema de extremidade anterior de RF 120 e pelo sistema de condicionamento de sinal de corrente de CA 130. Com base na análise de sinal, a lógica de processamento análogo 131 pode gerar sinais digitais apropriados para análise de falha causada por arco elétrico em série através do microprocessador 150.

De acordo com uma modalidade, a lógica de processamento análogo 131 pode ser adaptada para monitorar a saída de sinal de RSSI pelo sistema de extremidade anterior de RF 120 e estabelecer, com base no sinal de RSSI, limites superiores e inferiores para uso durante a análise do sinal de RSSI para detecção de falha causada por arco elétrico em série. A lógica de processamento análogo 131 pode ser configurada para identificara magnitude do sinal de RSSI em relação aos limites superiores e inferiores. Por exemplo, a lógica de processamento análogo 131 pode determinar, subseqüentemente, quando a magnitude do sinal de RSSI estiver tanto abaixo do limite inferior como do limite superior, porém, acima de um nível mínimo de faixa dinâmica tanto. De maneira semelhante, a lógica de processamento análogo pode ser configurada para determinar quando a magnitude do sinal de RSSI está abaixo de um nível limítrofe inferior, porém, menor que um limite superior. Adicionalmente, a lógica de processamento análogo 131 pode determinar quando a magnitude do sinal de RSSI está acima do limite superior. Finalmente, a lógica de processamento análogo 131 pode determinar quando a magnitude do sinal de RSSI for menor que um nível mínimo de faixa dinâmica, indicando que o nível de RSSI está muito baixo para ser detectado, de maneira confiável, na faixa de sensibilidade de um ou mais dos componentes de lógica de processamento análogo 131. A lógica de processamento análogo 131 pode gerar um sinal digital exclusivo para cada uma das condições de RSSI descritas anteriormente, e fornecer o sinal digital ao microprocessador 150.

Adicionalmente, a lógica de processamento análogo 131 pode, também, ser configurada para calcular a primeira derivada do sinal de RSSI e analisar a primeira derivada do sinal de RSSI com a finalidade de determinar a magnitude do sinal que exibe as características de taxa de tempo de alteração associadas a uma falha causada por arco elétrico em série. De acordo com uma modalidade, a lógica de processamento análogo 131 pode estimar a primeira derivada do sinal de RSSI estimando-se a inclinação do RSSI utilizando-se a aproximação de ajuste dos mínimos quadrados. A lógica de processamento análogo 131 pode, então, determinar se, para um meio ciclo particular sob análise, a inclinação associada à derivada do sinal de RSSI satisfaz os níveis de referência de inclinação e/ou limite de inclinação indicativos de uma condição de falha causada por arco elétrico em série. Se uma ou mais condições anteriores forem satisfeitas, a lógica de processamento análogo 131 pode fornecer um sinal ao < microprocessador 150 para outra análise de falha.

A lógica de processamento análogo 131 pode, também, ser adaptada para monitorar a corrente de carga de CA e fornecer sinais para monitoramento dos cruzamentos de zero associados à corrente de carga.

Por exemplo, a lógica de processamento análogo 131 pode gerar um sinal de mascaramento de cruzamento de zero com base na corrente de carga de CA. A lógica de processamento análogo 131 pode analisar um sinal representativo da corrente de carga de CA a partir da linha com a finalidade de gerar um sinal de mascaramento de onda quadrada que descreve as regiões "dentro do cruzamento de zero" e "fora do cruzamento de zero". O sinal de mascaramento é atribuído a um estado de lógica baixa (por exemplo, lógica "0") durante a transição do sinal de CA sinusoidal a partir da amplitude positiva até a amplitude negativa. De maneira semelhante, o sinal de mascaramento é atribuído a um estado de lógica alta (por exemplo, lógica "1") quando a corrente de carga de CA estiver fora desta região. A região de cruzamento de zero pode ser definida como uma região de limite de tempo (ou referido) ao redor do tempo onde o valor de corrente de carga de CA for zero.

Devido ao fato de o arqueamento em paralelo poder ser, em geral, caracterizado por interrupções na corrente de carga seguidas por aumentos repentinos e dramáticos na corrente de linha, o sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo 132 pode ser adaptado para identificar essas características em um circuito de distribuição de energia. Além disso, pelo fato desses tipos de falhas geralmente resultarem a partir de um arqueamento elétrico aleatório entre os condutores proximais (opostos ao contato de linha direta) sua duração pode ser suficientemente menor com a finalidade de impedir sua identificação através de uma tecnologia de disjuntor convencional. Consequentemente, há uma necessidade em identificar e mitigar rapidamente esses tipos de arcos com a finalidade de evitar um arqueamento persistente.

Consequentemente, o sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo 132 pode ser configurado para detectar os arcos associados a falhas de linha neutra ou linha de aterramento que são, tipicamente, curtas o suficiente em duração com a finalidade de não disparar um disjuntor convencional. O sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo pode ser adaptado para detectar rápidos aumentos na amplitude de corrente e disparos em alguns meios ciclos de detecção da condição. O sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo 132 pode incluir, dentre outras coisas, um circuito de condicionamento de corrente de CA (não mostrado), um sensor de temperatura ou dispositivo de compensação de temperatura (não mostrado), um circuito de controle de nível limítrofe (não mostrado), um circuito de discriminação de falha causada por arco elétrico (não mostrado), um detector de evento de sinal grande (não mostrado), e um circuito de discriminação de falha diferencial (não mostrado).

Um circuito de condicionamento de corrente de CA pode incluir um amplificador e um circuito de retificação de onda completa configurado para preparar a corrente de CA para a análise de meia onda pelo sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo 132.

O sensor de temperatura (ou dispositivo de compensação de temperatura) e o circuito de controle de nível limítrofe podem cooperar com a finalidade de ajustar o um ou mais níveis limítrofes com base na temperatura da linha. Os indivíduos versados na técnica reconhecerão que, pelo fato de a resistividade aumentar à medida que a temperatura do condutor aumenta, a corrente detectada pelo sensor de corrente pode ser menor que a corrente real que flui através do condutor (devido à calibração do sensor em condições "nominais"). Consequentemente, o circuito de controle de nível limítrofe pode ajustar automaticamente o nível de disparo limítrofe em paralelo com a finalidade de compensar a temperatura da linha determinada pelo sensor de temperatura.

O circuito de discriminação de falha causada por arco elétrico, o detector de evento de sinal grande, e o circuito de discriminação de nível de falha diferencial podem cooperar com a finalidade de proporcionar um sistema adaptativo que monitora a corrente de linha e determina se a ι corrente excede um limite de disparo para um período de tempo

predeterminado (que pode ser estabelecido com base no nível de corrente). Se a corrente exceder um nível limítrofe de disparo para o período de tempo predeterminado, pode-se gerar um sinal de disparo e transmitido ao microprocessador 150 afetando uma interrupção no circuito elétrico. Se o interruptor de circuito for subseqüentemente reinicializado, o tipo de condição de falha será exibido nos dispositivos de LED sem influenciar na operação normal do dispositivo.

Alternativamente, se a corrente exceder um limite de disparo, porém, não manter o nível de corrente pela duração para iniciar um evento de disparo, o evento pode ser registrado. Se o evento for persistente, um ou mais níveis limítrofes podem ser ajustados com a finalidade de reduzir o limite necessário para estimular uma interrupção no circuito. Pode-se proporcionar uma indicação de estado com a finalidade de notificar o usuário que pode existir uma condição potencialmente problemática no circuito, embora as condições de falha não possam ser satisfeitas.

O sistema de detecção de falha de aterramento 134 pode incluir um sensor transmissor neutro de aterramento e um sensor receptor neutro de aterramento. Esses sensores podem ser dispositivos de captação de corrente do tipo toróide que monitoram tanto os condutores de linha como os condutores neutros. Uma condição de falha neutra de aterramento forma uma trajetória magnética que passa através do toróide neutro de aterramento. Isto permite que o toróide neutro de aterramento induza uma onda oscilatória tanto no condutor de linha como no condutor neutro. No entanto, a corrente induzida pode apenas fluir no fio neutro devido à trajetória de falha neutra de aterramento. O desequilíbrio de corrente entre os fios de linha e os fios neutros é captado pelo toróide de falha de aterramento diferencial. Em resposta a este desequilíbrio de corrente, pode- se proporcionar um sinal de disparo de falha de aterramento ao circuito de disparo do disjuntor (por exemplo, acionador de SCR). Uma modalidade exemplificadora do sistema de detecção de falha de aterramento é ilustrada na figura 2A. O sistema de detecção de falha diferencial 136 pode ser adaptado para monitorar a corrente líquida entre uma linha primária e uma linha neutra, e comparar a corrente líquida ao sinal de corrente de carga de CA. Se a comparação indicar que a diferença entre a corrente de linha-em- neutra líquida é inconsistente em relação a uma corrente de carga por uma quantidade aceitável predeterminada (que pode ser indicativa de vazamento de corrente no sistema de distribuição), pode-se detectar uma falha diferencial e um sinal de disparo pode ser gerado.

Os indivíduos versados na técnica reconhecerão que o sistema de detecção de falha de aterramento e o sistema de detecção de falha diferencial podem ser combinados em uma simples unidade. Alternativamente, em determinadas situações onde a proteção contra falha de aterramento não for exigida ou desejada por um usuário, o sistema de proteção de falha de aterramento 134 pode ser desconectado ou desabilitado (por exemplo, através de um comutador seletor (não mostrado)).

O sistema de monitoramento de saúde 138 pode incorporar qualquer dispositivo adaptado para receber periodicamente uma indicação de estado a partir do microprocessador 150 e gerar uma resposta se a indicação de estado for inconsistente em relação a um estado predeterminado. A indicação de estado pode incluir, por exemplo, um sinal de batimentos cardíacos que é proporcionado pelo microprocessador em intervalos predeterminados. Cada sinal de batimentos cardíacos pode indicar que os sistemas associados ao microprocessador 150 foram "verificados" e são completamente operacionais. Se a indicação de estado for retardada ou não for recebida pelo sistema 138 de acordo com uma programação predeterminada, o sistema 138 pode reinicializar o microprocessador 150. Se o problema persistir, o sistema 138 pode gerar um sinal de disparo e registrar um código de problema indicativo da presença de um erro do microprocessador potencial.

O microprocessador 150 pode incluir um ou mais dispositivos adaptados para receber sinais de dados processados associados á análise « de baixa e alta freqüência realizada pelo ASIC 110 e analisar os dados com a finalidade de identificar a presença de uma ou mais condições de falha causada por arco elétrico em série. Conforme ilustrado na figura 2, o microprocessador 150 pode incluir um sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em série 151, um circuito antirruído de mascaramento em cruzamento de zero (ZC) 152, um circuito de monitoramento de teste de ASIC 153 e um circuito de lógica de LED 154.

O sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em série 151 pode ser adaptado para receber uma pluralidade de sinais digitais a partir do ASIC 110 e analisar esses sinais com a finalidade de determinar a presença de falha causadas por arco elétrico em série na linha. De acordo com uma modalidade exemplificadora, o sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em série 151 pode comparar os sinais recebidos com um sinal de mascaramento indicativo de uma onda quadrada correspondente à corrente de carga. Com base na comparação, o sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em série 151 pode identificar e filtrar (ou, de outro modo, desqualificar) os sinais que não forem correspondentes aos sinais de falha causada por arco elétrico em série. Uma vez que os sinais de falha causada por arco elétrico em série potencial - 20 estiverem isolados, o sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em série 151 pode empregar uma função de contagem ponderada para identificar as falhas causadas por arco elétrico em série a partir de sinais de ruído de banda larga.

O circuito antirruído de mascaramento em cruzamento de zero 152 pode ser adaptado para receber um sinal de mascaramento de cruzamento de zero a partir do 110 e filtrar ou aliviar o ruído associado ao sinal de mascaramento. Por exemplo, o circuito antirruído de mascaramento em cruzamento de zero 152 pode incluir um ou mais filtros que servem para remover componentes de freqüência supérfluos e/ou anormais a partir do sinal de mascaramento. Alternativa e/ou adicionalmente, o circuito antirruído de mascaramento em cruzamento de zero 152 pode incluir um aliviador exponencial ou algoritmo de média adaptado para remover qualquer "instabilidade" ou ruído elétrico que pode ter sido injetado no sinal. Podem- se empregar componentes adicionais e/ou diferentes aos listados anteriormente para filtrar o ruído e/ou aliviar o sinal de mascaramento.

O monitor de teste de ASIC 153 pode ser configurado para iniciar, monitorar, e registrar os resultados associados a um teste de ASIC conduzido pelo microprocessador 150. Por exemplo, o microprocessador 150 pode conduzir um teste de ASIC 110 com a finalidade de determinar se o ASIC 110 está operando de acordo com os parâmetros de sistema predeterminados. O monitor de teste de ASIC 153 pode, também, ser 0 adaptado para monitorar e registrar os resultados de teste, iniciar os testes de ASIC, e anular, temporariamente, as operações de detecção de falha causada por arco elétrico associadas ao dispositivo 100, enquanto em teste estiver em progresso (para evitar o disparo do dispositivo como resultado de uma seqüência de teste). A lógica de LED 154 pode incluir um ou mais dispositivos que

servem para exibir os códigos de estado associados ao dispositivo 110. Contempla-se que, embora determinadas modalidades ilustrem a lógica de saída como um sistema de codificação baseado em LED, podem-se implementar métodos de notificação de estado adicionais e/ou diferentes tais como, por exemplo, áudio e/ou uma combinação de sinais de notificação de áudio e visual. Conforme explicado, a tela 104 pode ser configurada para rotear os sinais gerados pela lógica de LED 154 em uma superfície do compartimento 110 associada ao dispositivo 100.

O microprocessador 150 pode incluir um ou mais dispositivos de memória que servem para armazenar informações associadas ao dispositivo 100. Os dispositivos de memória podem incluir qualquer tipo de dispositivo de memória adequado para o armazenamento de dados associados às operações do dispositivo 100. Por exemplo, o microprocessador 150 pode incluir um ou mais registros de dados que servem para armazenar dados indicativos do estado do dispositivo 100. De acordo com uma modalidade, o microprocessador 150 podem ser adaptados para armazenar, instantaneamente, informações relacionadas a falhas, no caso de uma falha * detectada. Pelo fato de o microprocessador 150 poder armazenar informações de estado em microsegundos durante o período de tempo necessário para um atuador associado ao dispositivo 100 interromper o circuito (tipicamente, milissegundos), os indivíduos versados na técnica reconhecerão que o microprocessador 150 pode armazenar as informações de estado no momento do disparo, sem retardar desnecessariamente uma condição de disparo para armazenar as informações.

De acordo com uma modalidade exemplificadora, o microprocessador 150 pode incluir um ou mais dispositivos de memória instantânea (não mostrados) que servem para armazenar códigos de falha e/ou informações de estado do dispositivo. Os dispositivos de memória instantânea podem armazenar informações por um período de tempo predeterminado (por exemplo, 30 dias, 60 dias, etc.) ou até que o dispositivo seja reinicializado, não importa qual seja mais longo. O microprocessador 150 pode exibir as informações através da tela 104 uma vez que se restaurar a força ao dispositivo. Alternativa ou adicionalmente, o microprocessador 150 pode ser alimentado por uma bateria ou outro suprimento de energia reserva. Consequentemente, o microprocessador 150 pode exibir códigos de falha armazenados na memória instantânea, mesmo - 20 na ausência de uma conexão de força ao circuito de alimentação elétrica.

O acionador SCR 160 pode ser configurado para detectar a presença de um ou mais sinais de disparo e acionar um dispositivo de comutação para interromper a conexão de circuito entre o suprimento de força e a carga. Por exemplo, o acionador SCR 160 pode ser acoplado, de maneira comunicativa, a cada sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em série 151, sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo 132, sistema de detecção de falha de aterramento 134, sistema de detecção de falha diferencial 136, sistema de monitoramento de saúde 146 e/ou microprocessador 150. O acionador SCR pode detectar sinais de falha a partir de cada um desses sistemas e operar um comutador que interrompe a conexão de circuito entre o suprimento de força e a carga, mitigando, assim, as condições de falha ou semelhantes à falha. Os processos e métodos em consonância com as modalidades descritas proporcionam um dispositivo de interrupção de circuito de falha que pode identificar falhas causadas por arco elétrico presentes em um sistema de distribuição de energia, enquanto minimiza os disparos de distúrbio associados aos sinais que são muito parecidos às condições de falha causada por arco elétrico. Esses processos podem incluir métodos para estabelecer um sistema de contagem de falhas causadas por arco elétrico, por meio do qual o sinal é monitorado e comparado a um sinal de falha causada por arco elétrico ideal (por exemplo, sinal de mascaramento). O sistema de contagem de falha causada por arco elétrico pode aumentar durante períodos de forte correlação entre o sinal ideal e o sinal recebido, e pode diminuir durante períodos de baixa correlação. Pode-se gerar um sinal de disparo se o nível de contagem de falha exceder um limite de falha predeterminado.

a figura 3 proporciona um fluxograma 300 que ilustra um método exemplificador de operação associado ao dispositivo 100 de acordo com determinadas modalidades descritas. Conforme ilustrado na figura 3, o dispositivo 100 pode monitorar os sinais de linha de força associados a um circuito de força ao qual o dispositivo 100 pode ser conectado (Etapa 310).

O dispositivo 100 pode separar os componentes de alta freqüência e os componentes de baixa freqüência dos sinais de linha de força monitorados (Etapa 320). Por exemplo, o dispositivo 100 pode incluir um filtro passa-altas e um filtro passa-baixas eletricamente acoplados à linha de força. O filtro passa-altas pode ser selecionado com uma freqüência de corte substancialmente maior que 60 Hz (por exemplo, 1 MHz), enquanto o filtro passa-baixas pode ser selecionado com uma freqüência de corte ligeiramente maior que 60 Hz (por exemplo, 90 Hz). Os sinais passa-baixas podem ser passados a uma porção do dispositivo 100 adaptada para determinar a presença de condições de falha causada por arco elétrico em paralelo (Etapa 325).

O dispositivo 100 pode analisar o sinal de alta freqüência, identificar e rejeitar uma ou mais porções do sinal de alta freqüência que * tenham banda estreita, e gerar um sinal de indicação de intensidade do sinal recebido (RSSI) (Etapa 330). Por exemplo, conforme explicado, a extremidade anterior de RF 120 pode incluir um receptor heteródino adaptado para sintonizar sinais de banda estreita em uma freqüência intermediária. Os sinais de banda estreita podem ser identificados por energia espectral significativa em uma ou mais freqüências discretas, com pouco ou nenhum componente de freqüência fora dessas freqüências discretas. Consequentemente, esses sinais de banda estreita podem ser rejeitados pelo dispositivo 100, permitindo a passagem apenas de sinais de banda larga para outra análise. Esses sinais de banda larga podem incluir porções do sinal de alta freqüência que contenham conteúdo espectral similar ao das falhas causadas por arco elétrico em série.

O dispositivo 100 pode ser adaptado para gerar níveis limítrofes superiores e inferiores associados a cada sinal de RSSI que é gerado, com base na amplitude de sinal de RSSI. Por exemplo, o dispositivo 100 pode estabelecer um nível limítrofe inferior em uma porcentagem inferior (por exemplo, 25%) da magnitude do sinal de RSSI. Este nível limítrofe interior pode ser determinado com um nível ótimo apropriado para distinguir grandes inclinações associadas a sinais de não-arqueamento ou distúrbio a partir de perturbações aleatórias associadas a Sinai de falha causada por arco elétrico. De acordo com uma modalidade exemplificadora, o nível limítrofe inferior pode ser estabelecido em aproximadamente 25% de um sinal de RSSI respectivo.

De maneira semelhante, o dispositivo 100 pode estabelecer um nível limítrofe superior em uma porcentagem da magnitude do sinal de RSSI (por exemplo, 62,5%). Este nível limítrofe superior pode ser determinado como um nível ótimo apropriado para distinguir inclinações relativamente pequenas associadas a sinais de não-arqueamento ou distúrbio a partir de perturbações aleatórias associadas a sinais de falha causada por arco elétrico, conforme é o caso no nível limítrofe inferior. No entanto, o limite superior pode ser estabelecido para distinguir variações em sinais de RSSI que podem ser pequenas o suficiente em magnitude com a finalidade de não "acionar" o nível limítrofe superior.

O dispositivo 100 pode gerar um sinal de mascaramento, com base no componente de baixa freqüência de um sinal de linha de força (Etapa 340). O sinal de mascaramento pode incluir, por exemplo, um sinal de onda quadrada correspondente a um sinal de corrente de carga, onde as porções do sinal em uma faixa predeterminada do cruzamento de zero são atribuídas a um valor de mascaramento de lógica "0", enquanto as porções do sinal fora da faixa predeterminada do cruzamento de zero podem ser atribuídas a um valor de mascaramento de lógica "1". Conforme os indivíduos versados na técnica reconhecerão, o sinal de mascaramento resultante incluirá uma onda quadrada retificada correspondente à corrente de carga. As regiões de cruzamento de zero associadas ao valor de mascaramento podem ser usadas para rejeitar os sinais de distúrbio, já que as verdadeiras falhas causadas por arco elétrico são síncronas em relação à freqüência fundamental (por exemplo, 60 Hz) do circuito elétrico. Portanto, os sinais que têm grandes quantidades de conteúdo espectral na região de cruzamento de zero são assíncronos em relação à freqüência fundamental e podem ser desqualificados como atividade potencial de falha causada por arco elétrico.

O dispositivo 100 pode comparar o sinal de RSSI com um ou mais níveis limítrofes "fora" da região de cruzamento de zero do sinal de mascaramento (isto é, a porção do sinal de mascaramento associada à lógica "1"). Embora o sinal de RSSI exceda um nível limítrofe inferior (Etapa 350: Sim), o dispositivo 100 pode incrementar um valor de contagem de falhas associado ao microprocessador 150 (Etapa 352) através de uma primeira taxa de contagem. Se um valor de contagem de falhas armazenado no contador de falhas exceder um limite de falha predeterminado (Etapa 354: Sim) pode-se gerar um sinal de disparo para acionar um dispositivo de interrupção de circuito (Etapa 356). Alternativamente, se o valor de contagem de falhas não exceder o limite de falhas (Etapa 354: Não), o dispositivo 100 pode retornar à Etapa 310 e continuar a monitorar o circuito de distribuição de energia. Embora o sinal de RSSI seja menor que o limite inferior (Etapa 360: Sim), o dispositivo 100 pode decrementar um contador de falhas associado ao microprocessador 150 (Etapa 362) através de uma primeira taxa de contagem.

Além de monitorar o tempo em que a magnitude do sinal de RSSI se encontra acima de um limite mínimo, o microprocessador 150 pode monitorar o número de vezes que a magnitude do sinal de RSSI ultrapassa os limites superiores e inferiores. De maneira específica, o microprocessador 150 pode contar os cruzamentos limítrofes de RSSI (tanto os cruzamentos limítrofes superiores como inferiores) e reinicializar os contadores de falhas se o(s) cruzamentos(s) limítrofe(s) exceder(em) um limite de cruzamento limítrofe predeterminado (Etapa 364).

Com a finalidade de desqualificar os sinais de distúrbio, o dispositivo 100 pode comparar o número de cruzamentos limítrofes aos limites de cruzamento predeterminados para cada um dos cruzamentos limítrofes superiores e inferiores. Se o número de cruzamentos limítrofes superiores exceder um limite para o número de cruzamentos limítrofes superiores, o dispositivo 100 pode reinicializar o contador de falhas em um valor predeterminado (por exemplo, zero). De maneira semelhante, se o número de cruzamentos limítrofes inferiores exceder um limite para o número de cruzamentos limítrofes inferiores, o dispositivo 100 pode reinicializar o contador de falhas ao valor predeterminado. Devido ao fato de a flutuação de amplitude necessária para cruzar o nível limítrofe superior ser substancialmente menor que a flutuação de amplitude necessária para cruzar o nível limítrofe inferior, o limite de cruzamento associado ao nível limítrofe superior pode ser maior que o limite de cruzamento para o nível limítrofe inferior.

Tipicamente, os sinais de falha causada por arco elétrico podem ser caracterizados por rápidas e extremas alterações na amplitude do sinal de RSSI. Esses tipos de sinais podem ser distinguidos do ruído de banda larga e outros sinais de distúrbio, que, em geral, exibem um comportamento mais gradual e/ou previsível. Consequentemente, os sinais de distúrbio podem ser identificados e/ou rejeitados analisando-se a inclinação (isto é, a taxa de alteração de amplitude durante um período de tempo) e comparando-se a inclinação analisada a um limite de inclinação predeterminado. A figura 4 proporciona um fluxograma 400 que ilustra um método exemplificador para analisar a inclinação do sinal de RSSI e rejeitar os sinais de distúrbio com base na análise.

Conforme ilustrado na figura 4, o processador 150 pode receber sinais indicativos de um sinal de RSSI (Etapa 410) a partir do ASIC 110 e estimar a inclinação do sinal de RSSI (Etapa 420). A inclinação pode ser estimada calculando-se a primeira derivada do sinal de RSSI em relação ao tempo. Alternativa e/ou adicionalmente, a inclinação pode ser aproximada utilizando-se um método de ajuste dos mínimos quadrados ou alguma outra técnica de aproximação de inclinação.

O dispositivo 100 pode empregar uma função de "retenção de pico" para capturar os picos do sinal de inclinação de RSSI (Etapa 430). Em condições ideais, o pico associado a um sinal de falha causada por arco elétrico para um meio ciclo particular ocorrerá na, ou próximo à, borda de elevação do sinal de mascaramento. Se o sinal de inclinação de "retenção de pico" for menor que um limite de inclinação (Etapa 440: Sim) (indicando que o sinal de RSSI provavelmente não é indicativo de uma condição de falha), o microprocessador 150 pode decrementar o contador de falhas através de uma segunda taxa de contagem (Etapa 445), que pode ser maior que a primeira taxa de contagem empregada quando o sinal de RSSI estiver abaixo do limite inferior, penalizando, assim, os sinais que quase não se correlacionam às características de inclinação de falha causada por arco elétrico. Alternativamente, se o sinal de "retenção de pico" for maior que o limite de inclinação (Etapa 440: Não) no, ou próximo ao, começo da região de cruzamento de zero, o microprocessador 150 pode incrementar o contador de falhas na taxa normal (indicando que o sinal se correlaciona com uma condição de falha causada por arco elétrico neste período de tempo.)

Alternativa e/ou adicionalmente, se a inclinação de RSSI for maior que o limite de inclinação apenas fora da região de cruzamento de zero (isto é, não se encontra na região de cruzamento de zero nem próximo à mesma) (Etapa 450: Sim), o microprocessador 150 pode reinicializar o contador de falhas em um valor predeterminado (por exemplo, zero). Pelo fato de a falha causada por arco elétrico em série ter, tipicamente, picos de inclinação de RSSI na região de cruzamento de zero ou próximos à mesma, os picos de inclinação de RSSI que são detectados posteriormente na região externa de cruzamento de zero e excedem o pico inicial de RSSI na região de cruzamento de zero ou próximo à mesma podem ser indicativos de um sinal de distúrbio. Como tal, o microprocessador 150 pode zerar o valor de contagem de falhas, rejeitando, essencialmente, o sinal como um sinal não causado por arco elétrico.

As Figuras 5 a 7 proporcionam gráficos que ilustram, por meio de análise de sinal, os processos exemplificadores em consonância com as modalidades descritas. Por exemplo, a figura 5 ilustra um processo exemplificador para geração de sinais de mascaramento com base em uma corrente de carga de CA. A título de referência, a figura 5A ilustra um sinal de carga de CA exemplificador ideal. Em contrapartida, a figura 5B ilustra um sinal de carga de CA acoplado de falha causada por arco elétrico retificado com meia onda. Conforme previamente explicado, este sinal pode ser processado através da lógica de processamento análogo 131 com a finalidade de produzir um sinal de mascaramento de cruzamento de zero, ilustrado na figura 5C, caracterizado por respectivas regiões de cruzamento de zero internas (correspondentes à lógica "0") e externas (correspondentes à lógica "1").

a figura 6 ilustra um método de contagem associado a um sinal de falha causada por arco elétrico exemplificador. Primeiramente, a figura 6A ilustra um sinal de RSSI gerado pela lógica de processamento análogo 131 do dispositivo 100. O sinal de RSSI pode conter um deslocamento de CC offset que pode ser corrigido subtraindo-se a amplitude do sinal de mascaramento na região de cruzamento de zero externa da amplitude de pico do sinal de RSSI. O sinal de RSSI "com desvio de CC corrigido" resultante é ilustrado na figura 6B.

Uma vez que o sinal de RSSI tiver sido corrigido, o sinal pode ser comparado ao nível limítrofe inferior, os resultados dessa comparação podem ser registrados por um contador de falhas. O estado do contador de falhas associado à análise da figura 6B é ilustrado na figura 6C. Por exemplo, embora a amplitude de pico do sinal de RSSI exceda o nível limítrofe inferior, um contador de falhas pode ser incrementado. De maneira semelhante, embora a amplitude de pico do sinal de RSSI esteja abaixo do nível limítrofe inferior, o contador de falhas pode ser decrementado. Quando o contador de falhas alcançar um limite de nível de falhas, conforme no quinto meio ciclo da estrutura do sinal de RSSI, pode-se gerar um sinal de disparo, iniciando, assim, urna seqüência de falha. Deve-se notar que, em determinadas situações, a taxa na qual as contagens de falhas são incrementadas e/ou decrementadas pode ser ajustada (por exemplo, ponderada) com a finalidade de dar preferência ou penalizar determinadas condições com maior rigor. Portanto, se o RSSI não aumentar em amplitude na borda de elevação da região de cruzamento de zero (indicando uma probabilidade aumentada de que o sinal não consiste em uma falha causada por arco elétrico em série), o contador de falhas pode ser decrementado em o dobro da taxa normal.

As Figuras 7A a 7C ilustram uma situação exemplificadora em que o método de contagem presentemente descrito discrimina, de maneira apropriada, um sinal de distúrbio. A figura 7A ilustra um RSSI gerado pela lógica de processamento análogo 131 de acordo com as modalidades descritas. O sinal de RSSI pode ser corrigido utilizando-se as características de rastreio de deslocamento de CC e/ou sinal de mascaramento descritas anteriormente. O sinal com deslocamento de CC corrigido resultando é ilustrado na figura 7B.

a figura 7C ilustra um estado exemplificador de um valor de contagem de falhas com base na análise do sinal de RSSI corrigido da figura 7B. Este exemplo inclui várias condições que indicam que o sinal monitorado não constitui um sinal de falha causada por arco elétrico. Por exemplo, 11 analisando-se o primeiro meio ciclo do figura 7B, o microprocessador 150 incrementa, de maneira apropriada, o temporizador quando a magnitude do sinal de RSSI exceder o limite inferior. Na metade do primeiro meio ciclo, o microprocessador 150 decrementa o contador de falhas correspondente ao declínio temporário na magnitude do RSSI abaixo do nível limítrofe inferior. Quando a magnitude do sinal de RSSI retornar para acima do limite inferior, o microprocessador 150 começa a incrementar o contador de falhas, conforme esperado. Pouco depois, o microprocessador reinicializa o valor do contador de falhas para zero, que corresponde ao 10° cruzamento do limite superior pela magnitude do sinal de RSSI, que (nesta modalidade) excede o limite de cruzamento limítrofe superior ajustado no microprocessador 150.

Reportando-se, agora, ao segundo meio ciclo da figura 7B, o microprocessador 150 incrementa e decrementa, de maneira apropriada, o contador de falhas correspondente ao estado da magnitude do sinal de RSSI com o limite inferior. Diferentemente da porção do sinal associado ao primeiro meio ciclo, a magnitude do sinal de RSSI apenas cruza os níveis limítrofes superiores (e inferiores) duas vezes, substancialmente menos do que os dez cruzamentos limítrofes necessários para reinicializar o valor de contagem de falhas.

Reportando-se, agora, ao terceiro meio ciclo, pelo fato de a

magnitude do RSSI falhar em exceder o nível limítrofe superior substancialmente durante o cruzamento de zero, o microprocessador 150 identifica corretamente que o sinal substancialmente não se conforma, já que uma forte característica de sinais de falha causada por arco elétrico em série consiste em seu rápido aumento em energia de RF na região de cruzamento de zero ou próximo à mesma. Consequentemente, o microprocessador 150 decrementa o valor de contagem de falhas em uma taxa de contagem aumentada, penalizando adicionalmente este sinal pela falha em satisfazer esta característica de falha causada por arco elétrico em série. Para a porção restante do meio ciclo, o microprocessador 150 incrementa e decrementa o valor de contagem de falhas, conforme esperado, com base nos cruzamentos limítrofes superiores e inferiores. Dando-se continuidade à análise do quarto meio ciclo do sinal de RSSI de figura 7B, pelo fato de a região de cruzamento de zero que precede o quarto meio ciclo incluir uma quantidade significativa de energia de RF na região de cruzamento de zero (consulte a figura 7A), indicando a alta probabilidade de que o sinal de RSSI na quarta região de cruzamento de zero seja suplementado por atividade assincrona (tipo distúrbio). Consequentemente, quando se gera o sinal de RSSI corrigido da figura 7B, a magnitude do "ruído" na região de cruzamento de zero é removida do sinal de RSSI corrigido fora da região de cruzamento de zero. Os níveis limítrofes são recalculados para esta porção do meio ciclo. Conforme ilustrado na figura 7C, o microprocessador 150 incrementa corretamente o valor de contagem de falhas de modo inicial, quando a magnitude do sinal de RSSI exceder o nível limítrofe inferior. No entanto, uma vez que o sinal estiver abaixo da referência de faixa dinâmica mínima (embora maior do que o nível limítrofe inferior), o microprocessador 150 decrementa o valor de contagem de falhas, já que os sinais de RSSI com limites superiores menores que a faixa dinâmica mínima são indicativos de uma atividade que não seja do tipo falha causada por arco elétrico.

Voltando-se, agora, ao quinto meio cruzamento, o microprocessador 150 incrementa e decrementa, de maneira apropriada, o valor de contagem de falhas em consonância com o estado da magnitude do sinal de RSSI comparado ao limite inferior. Em direção à parte intermediária do meio cruzamento, o microprocessador reinicializa o valor do contador de falhas to zero, que corresponde ao 6o cruzamento do limite inferior pela magnitude do sinal de RSSI, correspondente ao limite de cruzamento limítrofe inferior ajustado no microprocessador 150. Consequentemente, cada cruzamento limítrofe inferior subsequente durante o quinto meio ciclo reinicializa o valor de contagem de falhas.

Além de determinar a presença de uma falha causada por arco elétrico em série monitorando-se o sinal de RSSI, o dispositivo 100 pode ser configurado para monitorar a primeira derivada do sinal de RSSI com a finalidade de auxiliar, ainda, na discriminação entre as condições de falha ♦ causada por arco elétrico em série e os sinais de distúrbio.

As Figuras 8A a 8D ilustram um cenário exemplificador, onde a inclinação do sinal de RSSI pode auxiliar, ainda, em distinguir entre as falhas causadas por arco elétrico em série e os sinais de distúrbio. A figura 8A ilustra um RSSI gerado pela lógica de processamento análogo 131 de acordo com as modalidades descritas. O sinal de RSSI pode ser corrigido utilizando-se as características de monitoramento de deslocamento de CC e/ou sinal de mascaramento descritas anteriormente. O sinal com deslocamento de CC corrigido resultando é ilustrado na figura 8B. a figura 8C ilustra a inclinação do sinal de RSSI conforme

determinado pelo microprocessador 150 utilizando-se uma aproximação de ajuste de quadrados mínimos de 8 amostras. Uma função de retenção de pico também pode ser usada para determinar um nível de referência de inclinação associado a um meio ciclo particular sob investigação. O microprocessador 150 pode, primeiramente, analisar o sinal

de RSSI para determinar se incrementa ou decrementa o contador de falhas com base na magnitude do sinal de RSSI em comparação com o limítrofe inferior, conforme descrito em relação à análise das Figuras 7A a 7C. Como uma medição secundária, o microprocessador 150 pode, então, analisar a inclinação do sinal de RSSI com a finalidade de determinar quaisquer ações adicionais que possam ser necessárias para "corrigir" a análise do sinal de RSSI. Por exemplo, pelo fato de a atividade de falha causada por arco elétrico em série ser geralmente caracterizada por ter uma taxa de tempo de alteração máxima para um meio ciclo na (ou substancialmente próximo) região de cruzamento de zero. Consequentemente, a inclinação do sinal de RSSI pode proporcionar um simples método para identificar a taxa de tempo de alteração máxima da amplitude do sinal de RSSI. Se a taxa de tempo de alteração da amplitude do sinal de RSSI não for um máximo para um meio ciclo particular na região de cruzamento de zero ou próximo à mesma, o valor de contagem de falhas pode ser decrementado.

Por exemplo, conforme ilustrado na figura 8D, analisando-se o primeiro meio ciclo do sinal de RSSI, o microprocessador 150 pode incrementar, de maneira adequada, o valor de contagem de falhas, já que a magnitude do sinal de RSSI encontra-se acima do limite inferior e a inclinação inicial do sinal de RSSI encontra-se em um valor inicial máximo. No entanto, o valor de contagem de falhas é subseqüentemente reinicializado devido ao fato de a inclinação do RSSI estar em um máximo substancialmente mais afastado do que a região de cruzamento de zero. O microprocessador 150 pode continuar a incrementar e decrementar o valor de contagem de falhas posteriormente, em consonância com os princípios anteriormente ilustrados. Por exemplo, posteriormente no primeiro meio ciclo, o valor de contagem de falhas é reinicializado quando a magnitude do sinal de RSSI exceder o limite de cruzamento limítrofe superior.

Voltando-se, agora, ao segundo meio ciclo, o microprocessador 150 pode incrementar, inicialmente, o contador de falhas, já que a magnitude do sinal de RSSI está acima do limite inferior. No entanto, similar ao primeiro meio ciclo, o valor de pico do limite de inclinação encontra-se em um máximo em algum momento após a região de cruzamento de zero. Portanto, na detecção do valor máximo retardado, o microprocessador 150 pode reinicializar o valor de contagem de falhas. Posteriormente, o microprocessador 150 pode incrementar e decrementar o valor de contagem de falhas em consonância com a análise do sinal de RSSI.

Além de analisar a temporização do valor máximo ou "retenção de pico" da inclinação do sinal de RSSI em relação à região de cruzamento de zero, o microprocessador 150 pode ser configurado para analisar a magnitude do sinal de "retenção de pico". Por exemplo, conforme ilustrado no terceiro meio ciclo da figura 8C, a magnitude da inclinação do sinal de RSSI nunca alcança um nível limítrofe de referência de inclinação mínima. Como resultado, o valor de contagem de falhas pode ser decrementado até que a magnitude da inclinação do RSSI alcance um valor limítrofe mínimo. Na modalidade exemplificadora ilustrada na figura 8C, a magnitude do sinal de "pico de retenção" alcança um ponto intermediário do sinal limítrofe de referência de inclinação mínima através do quarto meio ciclo. Consequentemente, devido ao fato de o nível de RSSI estar acima do nível ι limítrofe inferior e a magnitude do sinal de "pico de retenção" exceder o

limite de referência de inclinação mínima, o microprocessador 150 pode continuar a incrementar o valor de contagem de falhas em consonância com as modalidades descritas.

Voltando-se, agora, ao quinto meio ciclo, devido ao fato de o

valor inicial do sinal de RSSI estar acima do nível limítrofe inferior e a magnitude inicial da inclinação do sinal de RSSI estar em um máximo inicial, o microprocessador 150 incrementa, inicialmente, o valor de contagem de falhas. No entanto, devido ao fato de uma subsequente inclinação máxima ser detectada substancialmente após a borda de elevação da região de cruzamento de zero, o microprocessador 150 reinicializa o valor de contagem de falhas. O microprocessador 150 continua a analisar o sinal de RSSI e incrementa e decrementa o sinal de RSSI posteriormente, em consonância com as modalidades descritas. Por exemplo, após a reinicialização do contador de falhas em resposta à inclinação do sinal de RSSI, o microprocessador 150 incrementa o valor de contagem de falhas, à medida que a magnitude do sinal de RSSI excede o nível limítrofe inferior. No entanto, o microprocessador 150 reinicializa, subseqüentemente, o valor de contagem de falhas em resposta à detecção do sexto (e cada subsequente) cruzamento limítrofe inferior.

Os processos e métodos em consonância com a modalidade descrita proporcionam um sistema de auto-monitoramento que serve para testar o estado do ASIC 110 e do microprocessador 150 com a finalidade de garantir que cada sistema está operando de acordo com determinadas especificações predeterminadas. A figura 9 proporciona um fluxograma 900 que descreve um método de autoteste exemplificador realizado pelo processador 150 e analisado pelo ASIC 110.

O processador 150 pode realizar uma autoverificação selecionando-se um ou mais dos dispositivos ou subsistemas do processador 150 (Etapa 910). De acordo com uma modalidade exemplificadora, esta autoverificação pode ser iniciada automaticamente pelo processador 150 com a finalidade de verificar periodicamente a operação apropriada dos componentes do processador. Alternativamente, esta verificação pode ser iniciada através de uma solicitação de teste proporcionada pelo usuário (por exemplo, pressionando-se um botão "aperte para testar" associado ao dispositivo 100).

Durante o teste, o processador pode testar cada dispositivo do processador 150 seja ativamente, executando-se uma rotina de software de teste, ou passivamente, selecionando-se o dispositivo e recebendo uma indicação de estado a partir do dispositivo. Por exemplo, o processador 150 pode realizar verificações de RAM com a finalidade de garantir uma operação apropriada de um módulo RAM, CRC ou rotinas de verificação do número de bits de modo a detectar erros na transmissão e armazenamento de dados associados ao processador 150, e/ou executar temporizadores cão de guarda para detectar erros de seqüenciamento associados ao processador 150. O processador 150 pode comparar os dados de teste às especificações operacionais predeterminadas para cada dispositivo e determinar se o dispositivo está operando em tolerâncias aceitáveis dessas especificações (Etapa 920). Se o dispositivo estiver operando de acordo com as especificações predefinidas (Etapa 920: Sim), o processador 150 pode proporcionar um sinal de confirmação de estado (por exemplo, um sinal de "batimentos cardíacos") ao monitor de saúde do processador 138 do ASIC 110 (Etapa 930). Adicionalmente, o sinal de "batimentos cardíacos" pode ser produzido na tela 104 associada ao dispositivo 100 com a finalidade de notificar um usuário que o processador está operando de maneira apropriada (Etapa 935).

O monitor de saúde do processador 130 do ASIC 110 pode determinar se o sinal de batimentos cardíacos foi recebido em um intervalo de tempo apropriado (Etapa 940). Por exemplo, o processador 150 pode proporcionar um sinal de iniciação de autoverificação ao ASIC 110 mediante início do processo de autoverificação. O ASIC 110 pode iniciar um temporizador que registra o tempo decorrido entre uma iniciação de teste e a recepção do sinal de batimentos cardíacos a partir do processador 150. Se o sinal for recebido em um intervalo de tempo aceitável predeterminado (Etapa * 940: Sim), o dispositivo 100 será permitido continuar com operações normais. Se o sinal não for recebido em um intervalo de tempo apropriado (Etapa 940: Não) ou se o processador não estiver operando de acordo com especificações predefinidas (Etapa 920: Não). Consequentemente, o ASIC 110 pode reinicializar e/ou reiniciar o processador 150 em uma tentativa de aliviar um problema em potencial com o processador (Etapa 942). Se o processador responder após o reinicio e realizar uma autoverificação de inicialização subsequente de maneira apropriada (Etapa 944: Sim), o dispositivo 100 continuará com as operações normais. Se, no entanto, o processador não responder após o reinicio ou falhar em passar a autoverificação de inicialização (Etapa 944: Não), o dispositivo 100 pode gerar um sinal de disparo para acionar um dispositivo de interrupção de circuito (Etapa 946).

Com meios complementares de avaliar a operação e funcionalidade apropriada de cada um dos blocos críticos (isto é, o ASIC e o microprocessador), existe uma camada adicional de proteção que garante, se houver uma falha potencial pelo microprocessador 150 ou pelo ASIC 110, que o dispositivo tenha meios de auto-desativar da proteção.

a figura 10 proporciona um fluxograma 1000 que descreve o • 20 processo de teste de ASIC descrito exemplificador. O processo de teste de ASIC pode ser iniciado (Etapa 1010) pelo microprocessador 150 automaticamente ou em resposta a uma solicitação de teste induzida pelo usuário. Um teste induzido pelo usuário bem-sucedido resultará em um sinal de disparo e, portanto, testando completamente todos os aspectos dos recursos eletrônicos que proporcionam uma proteção GFCI e/ou AFCI. Por outro lado, um processo de teste iniciado pelo microprocessador 150 não apenas resultará em um sinal de disparo se o processo de teste produzir um resultado de falha.

Conforme ilustrado na figura 10, o processo de teste pode ser executado de maneira em cascata (isto é, seqüencial). Por exemplo, de acordo com uma modalidade exemplificadora, o processo de teste pode, primeiramente, analisar um módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em série com a finalidade de testar para operação apropriada de um ou mais componentes e subsistemas associados ao mesmo. O processo de teste pode, então, proceder a análise do módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo com a finalidade de testar para resposta apropriada às condições de falha causada por arco elétrico em paralelo. Subseqüentemente, o processo de teste pode proceder a análise dos módulos de detecção de falha diferencial e/ou aterramento (em paralelo ou em série) com a finalidade de garantir a resposta apropriada às condições de falha de diferencial e aterramento.

Como uma alternativa em realizar o processo de teste para cada componente em série, o microprocessador 150 pode ser adaptado para realizar cada um desses processos em paralelo e/ou um separado do outro (por exemplo, em intervalos de tempo diferentes). Por exemplo, em um processo de autoteste, o microprocessador 150 pode ser configurado para realizar processos de teste associados a cada módulo de detecção em intervalos de tempo predeterminados (por exemplo, de hora em hora, diariamente, semanalmente). Os intervalos de tempo para cada módulo de detecção pode ser substancialmente semelhantes. Alternativamente, os intervalos de tempo podem ser escalonados com a finalidade de reduzir quaisquer cargas de processamento que possam estar associadas ao teste simultâneo e/ou seqüencial de cada um dos módulos. Portanto, a temporização e/ou seqüência de processos de teste ilustrados na figura 10 são apenas exemplificadores e não se destinam a ter caráter limitante.

O microprocessador 150 pode proporcionar um sinal de comando de teste para estimular um gerador de ruído de RF 140, um oscilador de sinal de teste 142, e um oscilador de estímulo de GFCI 144 para gerar os respectivos sinais de RF, sinais de carga de CA, sinais de falha de aterramento e sinais de falha de teste diferencial (Etapa 1020). Em resposta a este sinal de comando de teste, cada gerador de ruído de RF 140, oscilador de sinal de teste 142, e oscilador de estímulo de GFCI 144 pode gerar sinais de teste que servem para testar os componentes de hardware e/ou software do módulo respectivo. Os processos de teste para * cada módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em série, módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo, e módulo de detecção diferencial e/ou falha de aterramento serão agora descritos em detalhes.

Em resposta a um sinal de comando de teste proveniente do

microprocessador 150, o gerador de ruído de RF 140 pode gerar um sinal de ruído de banda larga para teste a operação do módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em série. Este sinal de ruído de banda larga pode incluir qualquer sinal de RF que compreenda semelhanças suficientes a um sinal de falha causada por arco elétrico em série real com a finalidade de testar cada uma das funções de monitoramento e análise de falha causada por arco elétrico em série, porém, que fracassarão em satisfazer todas as exigências de análise necessárias para acionar a detecção de uma condição de falha. Por exemplo, o sinal de ruído de banda larga pode ser configurado com interrupções suficientes no sinal para reinicializar o valor de contagem de falhas antes que o valor de contagem de falhas alcance o valor limítrofe de contagem de falhas.

De acordo com uma modalidade exemplificadora, o gerador de ruído de RF 140 pode ser configurado para gerar um sinal tipo distúrbio que, embora compartilhe muitas das mesmas características de um sinal de arco elétrico em série (por exemplo, características de sinal de banda larga, características de inclinação, precipitação instantânea da atividade de alta amplitude no cruzamento de zero, etc.), pode conter um número muito grande de interrupções de amplitude (ou "intervalos") para acionar uma condição de falha causada por arco elétrico em série. Embora se assemelhem a algumas porções de uma condição de arqueamento, as características do sinal de ruído de banda larga podem, de maneira vantajosa, ser de tal modo que outros dispositivos de AFCI em proximidade ao dispositivo 100 que pode detectar o sinal de ruído de banda larga não disparem desnecessariamente. Este sinal de distúrbio pode incluir, por exemplo, um sinal adaptado para se comportar de maneira semelhante a um dispositivo de comunicação de linha de força de banda larga (BPL). Além disso, este sinal pode ser selecionado para exercer uma pluralidade de técnicas de análise empregadas pelo dispositivo 100, tal como, por exemplo, ajustes do valor de contagem de falhas, aplicações do limite ponderado e taxas de contagem de falhas, contagem do número de cruzamentos limítrofes, processos de incremento e/ou decremento de contagem, técnicas de análise de inclinação (por exemplo, retenção de pico, cálculos de inclinação, etc.), e geração do sinal de disparo de falha causada por arco elétrico em série.

Em resposta à geração do sinal de teste, o microprocessador 150 pode ser configurado para estabelecer um limite de valor de contagem de falhas de teste. O limite de valor de contagem de falhas de teste pode ser menor que o valor de contagem de falhas limítrofe usado sob operação "normal" (isto é, não-teste) do dispositivo. Devido ao fato de o sinal de teste de RF ser especificamente projetado para não disparar o dispositivo 100 sob operações "normais", o estabelecimento de um limite de valor de contagem de falhas de teste que seja menor que o valor de contagem de falhas limítrofe pode: 1 ) proporcionar tempo suficiente para determinar se os componentes e/ou subsistemas do módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em série estão operando de maneira apropriada, sem ter que estabelecer uma janela de tempo predeterminada para análise (de outro modo, o microprocessador 150 pode não saber quando o processo de teste está completo); e 2) proporcionar um mecanismo para garantir que a função de comparação de valor limítrofe realizada pelo microprocessador 150 esteja funcionando apropriadamente.

Alternativamente e/ou além de estabelecer um limite de valor de contagem de falhas de teste, o microprocessador 150 pode estabelecer um limite de tempo para o término bem sucedido do processo de teste. Este limite de tempo pode ser predeterminado e pode ser estabelecido como longo o suficiente para determinar se os componentes e/ou subsistemas do módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em série são operando de maneira apropriada, sem exigir que o dispositivo preceda as operações "normais" por muito tempo, enquanto se conduz o teste. De acordo com uma modalidade exemplificadora, este período de tempo pode corresponder substancialmente ao mesmo tempo tipicamente exigido para identificar com sucesso uma falha causada por arco elétrico em série (por exemplo, cinco (5) meio ciclos de sinal de energia).

Mediante o estabelecimento do valor de contagem de falhas de teste e/ou do limite de tempo de teste, o microprocessador 150 pode ser configurado para monitorar a resposta de cada um dos componentes de hardware e/ou software do módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em série com a finalidade de garantir uma resposta adequada ao sinal de ruído de banda larga. De acordo com uma modalidade, apenas o microprocessador 150 fica ciente que o dispositivo 100 está sob teste. Portanto, o microprocessador 150 é configurado para determinar se o dispositivo 100 é tanto responsivo ao sinal de ruído de banda larga como durante as operações normais do circuito.

De acordo com uma modalidade, o microprocessador 150 pode ser configurado para analisar os dados de RSSI e amplitude de inclinação em relação ao limites superiores e inferiores e comparar esses dados ao sinal de ruído de banda larga gerado pelo gerador de ruído de RF 140 com a finalidade de determinar se as funções de análise limítrofes do módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em série estão operando de maneira apropriada. Se uma ou mais funções de análise limítrofe não estiverem operando de acordo com as especificações predeterminadas, o microprocessador 150 pode gerar um sinal de falha de teste.

O microprocessador 150 pode, também, ser configurado para determinar se os contadores de cruzamento limítrofes superiores e inferiores estão funcionando de maneira apropriada, com base nos dados de amplitude de RSSI recebidos a partir do ASIC 110. Por exemplo, o microprocessador 150 pode garantir que cada caso de cruzamento limítrofe está associado por uma alteração correspondente em um contador limítrofe apropriado. Se um ou mais dos contadores de cruzamento limítrofes não estiverem operando de acordo com as especificações predeterminadas, o microprocessador 150 pode gerar o sinal de falha de teste. O microprocessador 150 pode, também, ser configurado para determinar se a funcionalidade de análise de inclinação de ASIC 110 está operando de maneira apropriada. Por exemplo, se durante um pulso regulador particular, a amplitude do sinal de RSSI ultrapassar a partir de baixo o limite de amplitude inferior até acima do limite de amplitude superior, o microprocessador 150 pode garantir que esta alteração, que é indicativa de uma alteração dramática na inclinação do sinal de RSSI, está associada por uma alteração correspondente no valor de inclinação proporcionado pelo ASIC 110.

O microprocessador 150 também pode ser configurado para analisar o ajusto ao valor de contagem de falhas. Por exemplo, além de monitorar se o ASIC 110 reconhece, de maneira apropriada, as alterações na amplitude do sinal de RSSI, o microprocessador 150 também pode ser configurado para garantir que o valor de contagem de falhas seja ajustado de maneira apropriada com base na amplitude do sinal de RSSI. Por exemplo, o microprocessador 150 pode monitorar o contador de falhas de modo a garantir que quando a amplitude do sinal de RSSI estiver abaixo de um limite de amplitude inferior, o valor de contagem de falhas seja reduzido pelo fator de ponderação apropriado.

De acordo com uma modalidade, o microprocessador 150 deve observar a funcionalidade apropriada de cada um dos recursos de análise durante o processo de teste antes que um ou mais valores de contagem de falhas excedam um limite valor de contagem de falhas de teste e a expiração do período de tempo de teste. Se uma ou mais das condições não forem satisfeitas, o microprocessador 150 pode gerar um sinal de falha de teste que armazena uma condição de falha de teste na memória (para futura restauração e exibição) e induzir um circuito a disparar o dispositivo 100. Se, por outro lado, o microprocessador 150 determinar que cada um dos recursos de análise está funcionando de maneira apropriada, o microprocessador 150 pode analisar os processos de teste de falha causada por arco elétrico em paralelo, falha de aterramento e diferencial.

Similar ao gerador de ruído de RF, o oscilador de sinal de teste 142 pode gerar um sinal indicativo de uma condição de falha causada por arco elétrico em paralelo e o oscilador de estímulo de GFCI 144 pode gerar um sinal de carga de CA indicativo de falhas de aterramento e diferencial, respectivamente. Ao contrário do sinal de teste de RF1 no entanto, os sinais indicativos de condições de falha causada por arco elétrico em paralelo e aterramento e diferencial são suficientes para de fato disparar o disjuntor. Consequentemente, o microprocessador 150 omite os sinais de disparo gerados pelos módulos de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo e aterramento/diferencial, desde que cada módulo dispare dentro do período de tempo apropriado.

Por exemplo, o microprocessador 150 pode monitorar o tempo decorrido entre a geração de cada um dos sinais de teste para analisar o módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo 132, módulo de detecção de falha de aterramento 134 e módulo de detecção de falha diferencial 136. Em resposta ao respectivo sinal de teste, cada um dos módulos pode gerar um sinal de disparo. Se o tempo decorrido entre a geração do sinal de teste e a geração do sinal de disparo em resposta ao sinal de teste for menor que um limite de tempo, o microprocessador 150 omite o sinal de disparo (isto é, não distribui o sinal de disparo ao circuito de • 20 disparo). Se, por outro lado, o tempo decorrido exceder o limite de tempo, o microprocessador 150 passa o sinal de disparo a um circuito de disparo de modo a disparar o dispositivo.

Mediante o início do autoteste, o processador 150 pode aguardar respostas provenientes de cada um dos subsistemas de detecção de falha associados ao ASIC 110. Devido ao fato do processador 150 estar aguardando que cada um dos subsistemas de teste associados ao ASIC 110 estejam sob condições de teste, o processador 150 pode verificar que cada subsistema está respondendo de maneira apropriada associada ao processamento de cada sinal de teste respectivo. Por exemplo, o processador 150 pode determinar que, em resposta a um sinal do tipo falha causada por arco elétrico em paralelo, o sistema de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo 132 está se aproximando de um limite de detecção de falha. De maneira semelhante, o processador 150 pode determinar que a lógica de processamento análogo 131 respondeu, de maneira apropriada, ao sinal de comunicação de banda larga contido no sinal de teste de RF gerando-se o sinal de mascaramento, gerando-se e analisando-se o RSSI, e rejeitando-se o sinal de comunicação como um sinal de distúrbio.

Nas Etapas 1030 a 1060, o processador 150 pode aguardar uma confirmação que cada um dos sinais de teste causou respostas apropriadas a seus subsistemas de detecção respectivos. Se um ou mais sinais de teste falharem em responder de maneira apropriada, o processador 150 pode gerar um sinal de disparo (Etapa 1080) e proporcionar uma indicação de falha de teste à tela display 104 (Etapa 1030 a 1060: Não). Se todos os subsistemas responderem de maneira apropriada, o processador 150 pode determinar se as respostas foram registradas em um período de tempo aceitável. Se as respostas não forem recebidas dentro de um intervalo de tempo aceitável predeterminado (Etapa 1060: Não), o processador 150 pode gerar um sinal de disparo. Se, no entanto, os sinais de falha forem recebidos dentro de um intervalo de tempo aceitável (Etapa 1070: Sim), uma notificação de passagem de teste pode ser proporcionada à tela 104. Nas modalidades em que o teste é realizado periodicamente (e/ou automaticamente), o microprocessador 150 pode iniciar o teste em intervalos predeterminados.

Antes do disparo do dispositivo, o processador 150 determinará a condição de disparo. A condição de disparo será armazenada no dispositivo durante um período de tempo predeterminado ou condição. Mediante a reinicialização e inicialização, o dispositivo exibirá a condição de disparo anterior. A indicação está presente durante um período de tempo predeterminado (por exemplo, 5 segundos). A exibição da última condição de disparo conhecida pode ocorrer durante um período de tempo predeterminado (por exemplo, exibir a última condição de disparo conhecida a cada inicialização do dispositivo nos próximos 30 dias). Se, durante este período predeterminado, ocorrer uma nova condição de falha, a nova condição de falha será armazenada e relatada durante a próxima inicialização durante um período de tempo predeterminado.

De acordo com uma modalidade exemplificar, para cada um dos processos de autoteste e processos de teste iniciados por usuários, um sinal de não-arqueamento pode ser injetado a montante do sensor de RF1 onde o sinal de não-arqueamento evita fazer com que os disjuntores adjacentes disparem quando receberem o sinal de teste injetado. Se o módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em série associado ao dispositivo 100 reagir, de maneira apropriada ao estímulo, o processador proporcionar um sinal artificial indicativo de um arco ao módulo de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo. Os vários módulos de detecção de falha causada por arco elétrico em série, falha causada por arco elétrico em paralelo e falha causada por arco elétrico de aterramento estão dispostos em uma cadeia e passam os estados de falha a partir de um módulo ao próximo módulo. 0 processo de autoteste verifica uma condição de saúde positiva de cada módulo antes de um temporizador expirar e, então, interrompe o estímulo de teste antes de uma condição de disparo surgir, evitando, assim, que o dispositivo 100 dispare. Ao contrário, o processo de aperte-para-testar verifica uma condição de saúde positiva de cada módulo antes do tempo expirar e gerar um sinal de disparo de teste, que dispara o dispositivo 100. Antes do disparo, no entanto, o processador 150 armazena a condição de disparo como um disparo de teste, indicando que o disparo resultou a partir de o término bem-sucedido do processo de aperte-para-testar (oposto a uma real condição de falha).

Como uma modalidade alternativa da seqüência de autoteste, o oscilador de sinal de teste 142 pode ser implementado como uma fonte de corrente direta. Uma vez que se der início ao autoteste, o acoplador de RF 107 e a extremidade anterior de RF 120 são estimulados pelo bloco oscilador de RF1 que pode residir no ASIC 110 ou no microprocessador 150. O estímulo pode conter um componente de alta freqüência de banda larga modulado por um componente de baixa freqüência. O estímulo pode se propagar à lógica de processamento análogo 131 permitindo que suas saídas rendam uma resposta de acordo que será capturada pelo microprocessador 150, que, então, proporciona um estímulo no circuito de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo. O bloco de lógica de saúde de ASIC detecta a função adequada do bloco de falha causada por arco elétrico em paralelo e envia um estímulo (corrente de CC) ao bloco de detecção de falha diferencial 50/500 mA. A lógica de saúde de ASIC recebe uma resposta a partir do bloco de detecção de falha diferencial e envia um estímulo (corrente de CC) ao bloco de detecção de falha de GFCI 5 mA que envia, intermediariamente, um estímulo (uma corrente de CC muito maior) ao GFCI 50/500 mA que envia imediatamente o sinal de disparo interno de volta à lógica de saúde de ASIC. A lógica de saúde de ASIC retarda o sinal de disparo durante um pequeno período de tempo (por exemplo, 25 microsegundos), enquanto reduz o sinal de autoteste (processo de teste iniciado por microprocessador) e interrompe o processo de teste iniciado por microprocessador antes de o sinal de disparo ser enviado ao acionador de SCR. O microprocessador detecta se a linha de sinal de autoteste é fraca e desativa o estímulo no bloco de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo 132, que interrompe a série de estímulo em cadeia para todas as porções do circuito sob teste. Da mesma forma, contempla-se que, ao invés de proporcionar um oscilador de sinal de teste separado para gerar um sinal de teste associado aos sistemas de detecção em paralelo, GFCI, e diferencial, o oscilador local usado na extremidade anterior de RF pode ser usado para gerar sinais de teste destinados a esses sistemas.

Além disso, alguns dos componentes implementados podem ser consolidados ou integrados pelo propósito de redução de componentes ou eficiência aumentada do sistema. Por exemplo, o dispositivo 100 pode implementar um bloco oscilador único, que combina, por exemplo, as funções do oscilador de sinal de teste 142 e do oscilador de estímulo de GFCI 144.

Muito embora determinados processos e métodos sejam descritos sendo realizados pelo ASIC 110 e pelo microprocessador 150, esses processos podem ser realizados pelo ASIC 110 e/ou pelo microprocessador 150, sem que se divirja do escopo da presente descrição. Além disso, o dispositivo 100 pode incluir múltiplos microprocessadores e/ou circuitos de ASIC, cada um adaptado para realizar ao menos uma tarefa associada à detecção de falha causada por arco elétrico.

Outras modalidades da invenção tornar-se-ão aparentes aos

indivíduos versados na técnica levando-se em consideração o relatório descritivo e a prática da invenção descrita no presente documento. Pretende-se que o relatório descritivo e os exemplos sejam considerados apenas em caráter exemplificador, com um verdadeiro escopo e espírito da invenção sendo indicados pelas reivindicações a seguir.

Claims

1. Dispositivo de detecção de falha elétrica, caracterizado pelo fato de que compreende: um sensor de alta freqüência acoplado a uma linha de distribuição elétrica que serve para detectar um componente de alta freqüência de um sinal de energia elétrica sinusoidal; um circuito de detecção de arco em série acoplado ao sensor de alta freqüência e que inclui: um módulo de alta freqüência configurado para identificar uma porção de banda larga do componente de alta freqüência; e um módulo de detecção configurado para: corrigir o sinal de energia elétrica sinusoidal; armazenar um valor de contagem de falhas que representa uma tendência do componente de alta em ser uma falha causada por arco elétrico; ajustar o valor de contagem de falhas com base em ao menos uma característica da porção de banda larga, sendo que a ao menos uma característica inclui um ou mais entre uma amplitude de um quarto de ciclo da porção de banda larga durante o um quarto de ciclo seguindo um cruzamento de zero do sinal de energia elétrica sinusoidal corrigido, uma amplitude que não seja de um quarto de ciclo da porção de banda larga após o um quarto de ciclo, e uma taxa de alteração da amplitude da porção de banda larga, sendo que ao menos uma característica tem um valor ponderado respectivo comparado às outras características destinadas ao ajuste do valor de contagem de falhas; e gerar um sinal de disparo de arco elétrico em série se o valor de contagem de falhas exceder um limite de contagem de falhas; e um circuito de disparo responsivo ao sinal de disparo de arco elétrico em série destinado à abertura da linha de distribuição elétrica.

2. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de alta freqüência inclui um receptor super-heteródino. detectar uma série de casos em que a amplitude de um quarto de ciclo e a amplitude que não seja de um quarto de ciclo ultrapassam, coletivamente, um segundo limite de amplitude após o período de tempo de cruzamento de zero; e reduzir o valor de contagem de falhas pela primeira taxa se o número de casos em que a amplitude da porção de banda larga excede um segundo limite de cruzamento.

3. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda: um sensor de baixa freqüência acoplado à linha de distribuição elétrica que serve para detectar uma porção de baixa freqüência do sinal de energia elétrica sinusoidal corrigido; um circuito de detecção de arco elétrico em paralelo acoplado ao sensor de baixa freqüência e configurado para: monitorar a amplitude de um nível de corrente associado à porção de baixa freqüência do sinal de energia elétrica sinusoidal corrigido; e gerar um sinal de disparo de arco elétrico em paralelo se a amplitude do nível de corrente da porção de baixa freqüência exceder um nível de corrente de arco elétrico em paralelo limite, sendo que o circuito de disparo é configurado, ainda, para abrir a linha de distribuição elétrica em resposta ao sinal de disparo de arco elétrico paralelo.

4. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda: um sensor diferencial eletromagneticamente acoplado às linhas vermelhas e neutras da linha de distribuição elétrica que serve para detectar uma corrente diferencial entre as linhas vermelhas e neutras; um circuito de detecção de falha diferencial acoplado ao sensor diferencial e configurado para gerar um sinal de disparo de falha diferencial se a amplitude da corrente diferencial exceder uma corrente diferencial limítrofe, sendo que o circuito de disparo é configurado, ainda, para abrir a linha de distribuição elétrica em resposta ao sinal de disparo de falha diferencial

5. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que inclui, ainda: um dispositivo de memória adaptado para gravar um ou mais entre um sinal de disparo de arco elétrico em série, um sinal de disparo de arco elétrico em paralelo, e um sinal de disparo diferencial antes de uma abertura da linha de distribuição elétrica; e um dispositivo de exibição adaptado para exibir um sinal indicativo de um ou mais sinais de disparo gravados.

6. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção é configurado, ainda, para: determinar uma faixa dinâmica da porção de banda larga; e diminuir o valor de contagem de falhas se a faixa dinâmica da porção de banda larga não exceder uma faixa dinâmica limítrofe.

7. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de detecção é configurado para estabelecer um período de tempo de cruzamento de zero que representa o período de tempo que a amplitude do sinal de energia elétrica sinusoidal corrigido se encontra abaixo de um nível limítrofe.

8. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o nível de corrente limítrofe é selecionado de tal modo que o período de tempo de cruzamento de zero seja cerca de 2 milissegundos.

9. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o módulo de detecção é configurado, ainda, para: detectar uma amplitude mínima da porção de banda larga durante o período de tempo de cruzamento de zero; e subtrair a amplitude mínima da porção de banda larga fora do período de tempo de cruzamento de zero antes de ajustar o valor de contagem de falhas.

10. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a * reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o módulo de detecção é configurado, ainda, para: reduzir o valor de contagem de falhas em uma primeira taxa enquanto a amplitude de um quarto de ciclo no fim do período de tempo de cruzamento de zero não exceder um primeiro limite de amplitude.

11. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o fim do período de tempo de cruzamento de zero inclui cerca de 200 a 400 microssegundos após o fim período de tempo de cruzamento de zero.

12. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o módulo de detecção é configurado, ainda, para: reduzir o valor de contagem de falhas em uma segunda taxa enquanto a amplitude que não seja de um quarto de ciclo fora do período de tempo de cruzamento de zero for menor que um segundo limite de amplitude, sendo que a segunda taxa é menor que a primeira taxa.

13. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o módulo de detecção é configurado, ainda, para: aumentar o valor de contagem de falhas na segunda taxa enquanto a amplitude que não seja de um quarto de ciclo fora do período de tempo de cruzamento de zero for maior que o segundo limite de amplitude.

14. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o módulo de detecção é configurado, ainda, para: reduzir o valor de contagem de falhas em uma terceira taxa enquanto a taxa de alteração for menor que um limite de inclinação fora do período de tempo de cruzamento de zero, sendo que a terceira taxa é maior que a primeira taxa.

15. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o módulo de detecção é configurado, ainda, para: identificar um pico da taxa de alteração; reter a taxa de alteração de pico com a finalidade de produzir sinal de retenção de pico de decaimento; e evitar o aumento do valor de contagem de falhas se o sinal de referência de inclinação de decaimento for menor que um limite de retenção de pico.

16. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o módulo de detecção é configurado, ainda, para: detectar uma série de casos em que a amplitude de um quarto de ciclo e a amplitude que não seja de um quarto de ciclo ultrapassam, coletivamente, um primeiro limite de amplitude após o período de tempo de cruzamento de zero; e reduzir o valor de contagem de falhas por uma primeira taxa se o número de casos exceder um primeiro limite de cruzamento.

17. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o módulo de detecção é configurado, ainda, para: detectar uma série de casos em que a amplitude de um quarto de ciclo e a amplitude que não seja de um quarto de ciclo ultrapassam, coletivamente, um segundo limite de amplitude após o período de tempo de cruzamento de zero; e reduzir o valor de contagem de falhas pela primeira taxa se o número de casos em que a amplitude da porção de banda larga excede um segundo limite de cruzamento.

18. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o primeiro limite de amplitude é menor que o segundo limite de amplitude e o primeiro limite de cruzamento é menor que o segundo limite de cruzamento.

19. Dispositivo de detecção de falha elétrica, caracterizado pelo fato de que compreende: um sensor de alta freqüência acoplado a uma linha de distribuição elétrica que serve para detectar um componente de alta freqüência de um sinal de energia elétrica sinusoidal corrigido; um circuito de detecção de arco elétrico em série acoplado ao sensor de alta freqüência e que inclui: um módulo de alta freqüência configurado para identificar uma porção de banda larga do componente de alta freqüência; e um módulo de detecção configurado para: corrigir o sinal de energia elétrica sinusoidal; subtrair uma amplitude mínima da porção de banda larga próxima a um cruzamento de zero do sinal de energia elétrica sinusoidal corrigido da porção de banda larga; incrementar um valor de contagem de falhas, que representa uma tendência do componente de alta freqüência em ser uma falha causada por arco elétrico, quando a porção de banda larga satisfizer ao menos um critério de incremento durante a seleção de sub-ciclos do sinal de energia elétrica sinusoidal corrigido; decrementar o valor de contagem de falhas quando a porção de banda larga satisfizer ao menos um critério de decremento durante a seleção dos sub-ciclos, sendo que o ao menos critério de decremento inclui uma entre (a) a amplitude da porção de banda larga que não excede um limite de magnitude e (b) a amplitude que excede um limite de cruzamento um número predeterminado de vezes; e gerar um sinal de disparo de arco elétrico em série se o valor de contagem de falhas exceder um limite de contagem de falhas; e um circuito de disparo responsivo ao sinal de disparo de arco elétrico em série destinado à abertura da linha de distribuição elétrica.

20. Dispositivo de detecção de falha elétrica, caracterizado pelo fato de que compreende: um sensor de alta freqüência acoplado a uma linha de distribuição elétrica que serve para detectar um componente de alta freqüência de um sinal de energia elétrica sinusoidal; um circuito de detecção de arco elétrico em série acoplado ao sensor de alta freqüência e que inclui: um módulo de alta freqüência configurado para identificar uma porção de banda larga do componente de alta freqüência; um módulo de detecção configurado para: corrigir o sinal de energia elétrica sinusoidal; subtrair uma amplitude mínima da porção de banda larga próxima a um cruzamento de zero do sinal de energia elétrica sinusoidal corrigido da porção de banda larga; incrementar um valor de contagem de falhas, que representa uma tendência do componente de alta freqüência em ser uma falha causada por arco elétrico, enquanto a amplitude da porção de banda larga exceder um limite predefinido; decrementar o valor de contagem de falhas quando a porção de banda larga satisfizer ao menos um critério de decremento durante a seleção de sub-ciclos, sendo que o ao menos um critério de decremento inclui um entre (a) uma faixa dinâmica da porção de banda larga que não excede uma faixa dinâmica limítrofe e (b) uma taxa de alteração da amplitude da porção de banda larga que não excede um limite de inclinação; e gerar um sinal de disparo de arco elétrico em série se o valor de contagem de falhas exceder um limite de contagem de falhas; e um circuito de disparo responsivo ao sinal de disparo de arco elétrico em série destinado à abertura da linha de distribuição elétrica.

21. Circuito eletrônico destinado à detecção de condições de arqueamento em série em um sinal elétrico sinusoidal, caracterizado pelo fato de que compreende: um corretor configurado para se obter o valor absoluto do sinal elétrico sinusoidal; um receptor super-heteródino configurado para extrair um componente de banda larga do sinal sinusoidal corrigido; um contador acoplado ao receptor e configurado para alterar um valor de contagem de falhas, sendo que o valor de contagem de falhas representa uma tendência do sinal sinusoidal em incluir uma condição de arqueamento em série, sendo que a alteração ocorre em múltiplas taxas com base em um ou mais entre uma amplitude de um quarto de ciclo do componente de banda larga durante o um quarto de ciclo seguindo um cruzamento de zero do sinal sinusoidal corrigido, uma amplitude que não seja de um quarto de ciclo do componente de banda larga após o um quarto de ciclo, e uma taxa de alteração da amplitude do componente de banda larga; e um comparador acoplado ao contador que serve para gerar um sinal de disparo de arco elétrico em série quando valor de contagem de falhas exceder um limite de contagem de falhas.

22. Circuito eletrônico, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o contador se decrementa e a taxa é maior quando a amplitude de um quarto de ciclo não exceder um primeiro limite de amplitude do que quando a amplitude que não seja de um quarto de ciclo não exceder o primeiro limite de amplitude.

23. Circuito eletrônico, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o contador se decrementa e a taxa é maior quando a amplitude de um quarto de ciclo e a amplitude que não seja de um quarto de ciclo excederem, coletivamente, um limite de cruzamento um número predeterminado de vezes do que quando a amplitude que não seja de um quarto de ciclo não exceder o primeiro limite de amplitude.

24. Circuito eletrônico, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o circuito eletrônico compreende um ASIC e um microprocessador.

25. Método destinado à detecção de falha elétrica caracterizado pelo fato de que compreende: detectar um componente de alta freqüência de um sinal de energia elétrica sinusoidal; identificar uma porção de banda larga do componente de alta freqüência; armazenar um valor de contagem de falhas que representa uma tendência do componente de alta freqüência em ser uma falha causada por arco elétrico; ajustar o valor de contagem de falhas com base em ao menos uma característica da porção de banda larga, sendo que a ao menos uma característica inclui um ou mais entre a amplitude da porção de banda larga durante o um quarto de ciclo de elevação do sinal de energia elétrica sinusoidal, a amplitude da porção de banda larga após o um quarto de ciclo de elevação, e uma taxa de alteração da amplitude da porção de banda larga, sendo que a ao menos uma característica corresponde a um fator de ajuste ponderado, sendo que o fator de ajuste ponderado define uma quantidade pela qual o valor de contagem de falhas é ajustado mediante a detecção da ao menos uma característica; gerar um sinal de disparo se o valor de contagem de falhas exceder um limite de contagem de falhas; e fornecer um sinal de disparo a um circuito de disparo destinado à abertura da linha de distribuição elétrica em resposta ao sinal de disparo.

26. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de detecção de arco em série é configurado para: fornecer um sinal de comando de teste a um gerador de ruído de RF, sendo que o gerador de ruído de RF é configurado para gerar um sinal de ruído de banda larga de alta freqüência e distribuir o sinal de ruído de banda larga de alta freqüência a uma entrada do sensor de alta freqüência em resposta ao sinal de comando de teste; e gerar um sinal de disparo de falha de teste se o ajuste do valor de contagem de falhas em resposta ao sinal de ruído de banda larga de alta for inconsistente às características de ajuste predeterminadas

27. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o sinal de ruído de banda larga de alta freqüência é adaptado para fazer com que o módulo de detecção ajuste o valor de contagem de falhas com a finalidade de exceder um limite de contagem de falhas de teste dentro de um período do tempo de processo de teste, sendo que o valor de contagem de falhas de teste é menor que o valor de contagem de falhas.

28. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o circuito de detecção de arco elétrico em série é configurado, ainda, para gerar o sinal de disparo de falha se o valor de contagem de falhas não exceder o limite de contagem de falha de teste dentro de um período de tempo do processo de teste.

29. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o sinal de ruído de banda larga de alta freqüência é substancialmente similar ao sinal de gerado por um dispositivo de comunicação de linha de força de banda larga.

30. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o circuito de detecção de arco elétrico em série é configurado, ainda, para fornecer o sinal de comando de teste ao gerado de ruído de RF em resposta a uma solicitação de teste estimulada por usuários.

31. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o circuito de detecção de arco elétrico em série é configurado, ainda, para fornecer automaticamente o sinal de comando de teste ao gerador de ruído de RF em intervalos predeterminados.

32. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda: um dispositivo de memória adaptado para gravar o sinal de disparo de falha de teste antes de uma abertura da linha de distribuição elétrica; e um dispositivo de exibição adaptado para exibir um sinal indicativo do sinal de disparo de falha de teste.

33. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, para: estabelecer um período de tempo de teste de falha causada por arco elétrico em paralelo; e fornecer o sinal de comando de teste a um oscilador de sinal de teste, sendo que o oscilador de sinal de teste é configurado para gerar um sinal de falha causada por arco elétrico em paralelo que seja substancialmente similar a uma condição de falha causada por arco elétrico em paralelo e distribuir o sinal de falha causada por arco elétrico em paralelo a montante do circuito de detecção de falha causada por arco elétrico em paralelo sendo que o circuito de disparo é configurado para gerar um sinal de disparo de falha de teste se circuito de detecção de arco em paralelo gerar o sinal de disparo de arco em paralelo em resposta ao sinal de falha causada por arco elétrico em paralelo dentro do período de tempo do teste de falha causada por arco elétrico em paralelo.

34. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que é configurado, ainda, para evitar que o circuito de disparo abra a linha de distribuição elétrica que resulta a partir do sinal de disparo de arco em paralelo gerado em resposta ao sinal de falha causada por arco elétrico em paralelo durante o período de tempo do teste de falha causada por arco elétrico em paralelo.

35. Dispositivo de detecção de falha elétrica, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que é configurado, ainda, para: estabelecer um período de teste de falha diferencial; e fornecer o sinal de comando de teste a um oscilador de estímulo de GFCI, sendo que o oscilador de estímulo de GFCI é configurado para: gerar um sinal de falha diferencial de teste que seja substancialmente similar a uma condição de falha diferencial; e distribuir o sinal de falha de aterramento de teste a uma porta de teste do circuito de detecção de falha diferencial; sendo que o circuito de disparo é configurado para gerar o sinal de disparo de falha de teste se o circuito de detecção de falha diferencial gerar o sinal de disparo de falha diferencial em resposta ao sinal de falha diferencial de teste dentro de um período de tempo do teste de falha diferencial.

36. Método destinado ao teste de um dispositivo de detecção de falha elétrica dotado de um microprocessador e um circuito de processamento análogo, caracterizado pelo fato de que o circuito de processamento análogo é configurado para detectar um componente de alta freqüência de um sinal de energia elétrica sinusoidal, identificar uma porção de banda larga do componente de alta freqüência, e gerar os sinais digitais indicativos de ao menos uma característica da porção de banda larga, sendo que o microprocessador é configurado para armazenar um valor de contagem de falhas que representa uma tendência do componente de alta freqüência em ser uma falha causada por arco, ajustar a contagem de falhas com base na ao menos uma característica da porção de banda larga, e gerar um sinal de disparo se o valor de contagem de falhas exceder um limite de contagem de falhas, sendo que o método compreende: fornecer um sinal de comando de teste a um gerador de ruído de RF, sendo que o gerador de ruído de RF é configurado para gerar, em resposta ao sinal de comando de teste, um sinal de ruído de banda larga de alta freqüência e distribuir o sinal de ruído de banda larga de alta freqüência a uma entrada do circuito de processamento análogo; monitorar, através do microprocessador, o sinal de ruído de banda larga de alta freqüência para determinar se os sinais digitais gerados pelo circuito de processamento análogo são consistentes ao sinal de ruído de banda larga de alta freqüência; e gerar um sinal de disparo de falha de teste se os sinais digitais gerados pelo circuito de processamento análogo não são consistentes ao sinal de ruído de banda larga de alta freqüência.

37. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que inclui, ainda: realizar, através do microprocessador, um teste de saúde do microprocessador que inclui ao menos uma verificação de redundância cíclica e uma rotina de verificação do número de bits; e fornecer um sinal de confirmação de estado a um subsistema de monitoramento de saúde do microprocessador do circuito de processamento 13 análogo se o teste de saúde do microprocessador indicar que o microprocessador está operando de acordo com as especificações operacionais predefinidas.

38. Método, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que inclui ainda, exibir o sinal de confirmação de estado em um dispositivo de exibição associado ao dispositivo de detecção de falha elétrica.

39. Método, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que inclui, ainda, reinicializar, através do subsistema de monitoramento de saúde do microprocessador do circuito de processamento análogo, o microprocessador se o sinal de confirmação de estado não for recebido no subsistema de monitoramento de saúde do microprocessador durante um intervalo de tempo predefinido.

40. Método, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que inclui, ainda: realizar o teste de saúde do microprocessador mediante a reinicialização do microprocessador; e gerar o sinal de disparo de falha de teste se (1) o teste de saúde do microprocessador indicar que o microprocessador não está operando de acordo com as especificações operacionais predefinidas ou (2) se o sinal de confirmação de estado não for recebido no subsistema de monitoramento de saúde do microprocessador durante um intervalo de tempo predefinido.

41. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que inclui, ainda: gravar o sinal de disparo de falha de teste em um dispositivo de memória associado ao microprocessador; e exibir, em um dispositivo de exibição associado ao dispositivo de detecção de falha elétrica, um sinal indicativo do sinal de disparo de falha de teste.

42. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que inclui, ainda: estabelecer um valor de contagem de falha de teste que seja menor que o valor de contagem de falhas, sendo que o sinal de ruído de banda larga de alta freqüência é adaptado para fazer com que o módulo de detecção ajuste o valor de contagem de falhas com a finalidade de exceder um limite de contagem de falha de teste dentro de um período de tempo do processo de teste; e gerar o sinal de disparo de falha de teste se o valor de contagem de falhas não exceder o limite de contagem de falha de teste dentro do período de tempo do processo de teste.