CN103842836A - 用于适配电弧传感器的方法 - Google Patents
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Abstract
根据本发明,在用于将电弧传感器(35)适配至电气安装系统中的某个位置的方法中,可指定数量的可指定电弧至少在安装系统中的第一位置处被模拟和/或产生,其中,在每个模拟或产生的电弧之后,至少一个电流曲线和/或电压曲线被记录在测量值记录单元(2)中,其中,所记录电流曲线和/或电压曲线的至少一个特征被确定和存储,并且电弧传感器(35)被训练以用于电气安装系统。
Description
技术领域
本发明涉及根据权利要求1所述的方法。用于检测安装装置中产生的电弧的方法是已知的,在此期间试图检测在频谱中具有特定模式的电弧。在该方法中,记录并分析电气安装装置中的电流和/或电压信号。在此,已知一些特定频谱部分作为频率范围被分析,并且关于该频率范围中特定模式的发生而检查电流和/或电压信号,以得到电弧发生的结论。这些方法被证实在实践中是不利的或实施是不现实的,因为这些方法通常不能如此检测实际发生的不安全电弧,并且因而不能在故障事件中启动有关网络的关闭。然而另一方面,这些方法经常将安全事件“检测”为“不安全电弧”并导致从安全角度来看不合理的网络的关闭。因此,这种已知的方法仅针对不安全电弧的效应确保不充分的防护,并且由此不能针对电弧引起的火花提供有效的防护。此外,这种方法导致由于疏忽的关闭引起的低网络利用率。由于这些显著的缺点,这些方法通常不被使用,因为一些用户将疏忽关闭引起的低网络利用率认为是故意的破坏性事件而否认由于电弧引起的风险。
发明内容
因此,本发明的目的是详述一种开始提到的类型的方法,其中可以避免上述缺点并且确保针对可能发生的电弧效应的高的网络利用率和高的安全度。
根据本发明,这通过权利要求1的特征实现。由此可以实现针对可能发生的电弧效应的高的网络利用率和高的安全度。其能够安全地检测在电气安装装置中可能产生的并且可以与其它电气事件区别的电弧。以这种方式,直接在待保护或待监视的电力环境中针对可能发生的各种电弧的效应训练电弧传感器。由此在待保护的电气安装装置中在真实条件下产生的电弧的实际效应被用于电气事件的评价,以及用于确定电气安装装置的至少一部分是否需要由于电气事件而被关闭。以这种方式,发生的电气事件的可测量的效应可以关于它们作为电弧事件的原因被特别地很好地评价或检测。
此外,本发明涉及根据权利要求13的前序部分的方法。
本发明的目的是详述一种前述类型的方法,其中可以避免开始提到的缺点,并且确保针对可能发生的电弧效应的高的网络利用率和高的安全度。
根据本发明,这利用权利要求13的特征来实现。
由此可以实现上述优点。
此外,本发明涉及根据权利要求18的前序部分的电弧断路器。
本发明的目的是详述一种前述类型的电弧断路器,其可以避免开始提到的缺点,并且确保针对可能发生的电弧效应的高的网络利用率和高的安全度。
根据本发明,这利用权利要求18的特征来实现。
由此可以实现上述优点。
从属权利要求涉及本发明的另外的有利实施例。
在此对权利要求的措辞进行明确的引用,由此,权利要求通过引用在该位置包含在说明书中并且被理解为逐字再现。
附图说明
通过参考所包括的图更详细地描述本发明,其中仅优选实施例被作为示例示出。
其中:
图1示出用于实现所论述的方法的第一装置的框图;
图2示出用于实现所论述的方法的第二装置的框图;
图3是用于选择特征或算法的第一方法的结构图;
图4是用于选择特征或算法的第二方法的结构图;以及
图5是用于选择特征或算法的第三方法的结构图。
具体实施方式
图1和2都示出用于实现以下方法的装置,该方法用于将电弧传感器35适配于电气安装系统中的一个位置,其中特定数量的电弧至少在安装系统中的第一位置处被模拟和/或生成,其中在每个模拟或生成的电弧之后,将至少一个电流和/或电压曲线记录在数据记录单元中,其中,所记录的电流和/或电压曲线的至少一个特征被确定并保存,并且电弧传感器35在电气安装系统上被训练。
由此可以实现针对可能发生的电弧效应的高的网络利用率以及高的安全度。以这种方式,电气安装装置中产生的电弧可以被安全地检测并且与其他电气事件相区别。由此直接在待保护或待监视的电气环境中针对产生的各种电弧的效应训练电弧传感器35。由此在待保护的电气安装装置中在真实条件下产生的电弧的实际效应被用于电气事件的评价,以及用于确定电气安装装置的至少一部分是否需要由于电气事件而被关闭。以这种方式,发生的电气事件的可测量的效应可以关于它们作为电弧事件的原因被特别地很好地评价或检测。
所论述的本发明致力于以下方法,通过该方法,电弧传感器35“学习”在实际电气操作环境中所发生的电弧引起或留下的效应或轨迹。为此,电弧传感器35被配置在电气安装装置内部的某个点或某个位置处的电路中,并且变得习惯于从该位置检测发生的哪个电效应由电弧引起。此外,所论述的本发明包括用于保护电气安装系统以防止电弧或其效应的方法以及电弧断路器36。开头描述了用于将电弧传感器35适配在电气安装系统中的方法以及优选实施例本身。
电气安装系统优选地是任意类型的电路装置,其被用于和/或适于具有并供给电能。特别地,术语包括壳技术领域中的安装系统。
电弧传感器35优选地是以下装置,其被用于和/或被设计为根据电弧、特别是所谓的不安全电弧的原因分配电路装置或安装系统内的事件或事件的可测量效应。特别地,如果电弧的功率足以在所论述的电弧的环境中引起火花,则电弧被指定为“不安全的”。除了电弧的功率以外,对不安全的和安全的电弧的分类由此还潜在地取决于所论述的环境和所论述的环境中的对象的可燃性或易燃性。在故障点约60W的功率损失在文献中被指定为引起火花。因此,优选地,应当设计为考虑系统中电气设备的实际环境,以及甚至具有低功率的电弧在火敏感环境中被归类为不安全电弧。
适配的意思是修改所使用的或者适用于检测电弧的方法以适合电弧传感器35的实际电力环境。因此,电弧传感器35变得习惯于实际电力环境或在实际电力环境中被训练。该适配的优选设计将更详细地被描述。
电弧传感器35被配置在电气安装装置内的某位置。
在所论述的方法中,可指定数量的可指定电弧至少在安装系统的一个位置处被模拟和/或生成。因此,应当优选地设计为可指定数量的可指定电弧同样在几个不同位置处被模拟和/或生成。当生成可指定电弧时,设计为电弧实际上将在所论述的第一位置6处被引起。用于该用途的测试设备是已知的。模拟电弧优选的意思是注入宽带电信号,其再现特别是接近其发生位置的电弧的电效应。
可指定电弧针对串联导体中断时的电弧或并行电弧指模拟或生成的电弧的强度或功率损失以及电弧的类型。在各种情况下,几个电弧事件至少在第一位置被生成和/或模拟。这将确保统计上的有效数据对随后测量结果的进一步评价的有效性。这与单独的测量相比将能改善所确定的特征的品质。
在每次模拟或生成电弧之后,至少一个电流和/或电压曲线被记录在数据记录单元2中或由其记录。这包括将有关电流和/或电压曲线记录在电弧传感器35上或通过电弧传感器35本身记录。通过在电气安装系统中的第一位置处生成或模拟电弧,并随后将电流和/或电压曲线记录在电气安装系统中不同的第二位置处,在第一位置处生成的电流和/或电压受到电气安装系统的中间部件的所有影响和效应并且将被它们改变直到被记录在第二位置处为止,其中在第二位置处,电弧传感器35也被配置用于进一步监视电气安装系统。这些影响例如是依赖频率的传输、宽带电流和/或电压曲线的反射和/或衰减,其作为电弧的结果在电导体、结点、开放端部和/或连接的负载上发生。因此,作为电弧的结果由电弧传感器35在第二位置处可确认的电流和/或电压信号可以具有与第一位置处的相应信号显著的不同。
所记录的电流和/或电压曲线被特别地记录为宽带。在该情况下,上限频率优选大约为20MHz。其中,也可以设计较大的带宽和较大的上限频率。优选地,在数据记录单元2中,配置至少一个电流传感器和/或电压传感器,其被设计用于将作为依赖时间的信号的电导体30中的电流和/或导体30之间的电压的时间曲线记录并显示,其中显示可以是模拟的形式,也可以是离散值和/或离散时间、特别地数字的形式。
在记录电流和/或电压曲线之后,确定和/或保存所记录的电流和/或电压曲线的至少一个特征。当论述的细节中提到一些东西被保存时,是指合适的存储器或存储介质,即使在未明确提到的情况下。特征将优选地指电流和/或电压曲线的至少一个形式上的或特有的性质。特别地,特征将优选地指由电弧引起的电流和/或电压曲线的性质,其与电气安装系统内的其他电流和/或电压曲线有明显的区别。为此可以规定,在执行所论述的方法之前,所有负载,特别是在其操作时同样引起电弧的最小的临界负载,诸如具有电刷的直流机器,在操作时被启动并且来自所确定的电流和/或电压曲线的特征被类似地确定。这些负载特征可以被保存以在电气安装系统的随后的监视期间确切地检测甚至非临界的电流和/或电压曲线。通过确定并保存至少一个特征,确切地并与实际安装环境一致地将可能发生的任何电效应归因于安全或不安全的原因因此成为可能。
如已经说明的,电流和/或电压曲线的任何性质可以被确定和/或被保存为特征,其应该能够针对该原因是不安全的电弧还是另一特别安全的电气事件来充分区别。
以下是特别优选地作为现有上下文的特征的性质的细节,其中,可以存在几个详细优选特征的组合。
根据所论述的方法的优选实施例,电流和/或电压曲线的时间曲线的至少一个可指定部分和/或时间曲线的包络曲线被确定和/或保存为至少一个特征。这能够得到事件的持续时间和潜在的周期性,以及根据需要得到其频率,用于评价在稍后的时间测量的电流和/或电压曲线,其允许由于不定期地和不可预料地发生的故障产生的电弧和另一特别规律地发生的事件产生的电弧之间的充分区别。此外,这能够确定或追踪故障位置处的功率及其原因。这还能够检测重复发生的故障以及清除或熄灭电弧。
在本文中,电流和/或电压曲线的多个异常的半周期可以被确定和/或保存为至少一个特征。同样,这能够有效地将电气事件确定为故障,因为故障随机地发生。
此外,电流和/或电压曲线的频谱的至少一个可指定部分和/或频谱30的包络曲线被确定和/或保存为至少一个特征。通过分析频率范围,可以很好地识别不安全电弧,因为它们示出典型频率范围之下的电流和/或电压曲线的典型效应。通过涉及实际电气安装系统的传输特征,现在可以从不安全电弧实际发生时所记录的电流和/或电压曲线得出结论。
这样,振幅值可以作为至少一个特征被确定和/或保存在可指定频带中。这具有在不安全电弧事件和其他安全事件之间高区分度的优点。此外,这引起技术上简单的实施。
此外,或可替换地,电流和/或电压曲线的相移可以被确定和/或保存为至少一个特征。电流和电压曲线之间的相移的检测在技术中易于实施并且能够限定所涉及的负载或故障位置的类型。
所记录的电流和/或电压曲线可以关于至少一个特征、特别是以上作为优选描述的至少一个特征被检查和分析。为此,任何技术方法可以用于确定至少一个所列出的特征或者从所记录的电流和/或电压曲线得到的特征。
特别地,所记录的电流和/或电压曲线可以以可指定的方式在时间范围和/或图像范围中、特别地在频率范围中被分析,以确定至少一个特征。在该方面,优选地,电弧检测器包括变换单元,特别地用于实现FFT、Gabor变换和/或小波变换。
如已经设想的,优选地,几个电弧针对每种类型的所生成和/或模拟的电弧被生成和/或模拟。这能够更好地检测和确定实际特征,因为单独的事件一般具有低有效性。
因此,在本文中,优选地,平均值和/或标准偏差从可指定数量的确定的特征确定。这能够以特征平均值的形式确定显著地更多的有效值,其中,通过确定方差或标准偏差,也可以对该特征平均值进行分级。在随后关于在不安全电弧事件中的原因查看所记录的电流和/或电压曲线期间,优选地,当前所记录的电流和/或电压曲线经过用于确定所保存的特征的相同的数学方法,并且电流和/或电压曲线由此被处理为与所保存的特征平均值进行比较,其中,在特征平均值周围的可指定间隔内的新处理的电流和/或电压值的收敛可以被视为符合特征平均值。这里,所论述的间隔的“宽度”可以是标准偏差的函数。这是由于在所保存的特征平均值的标准偏差低的情况下指定小的间隔,而在标准偏差大的情况下指定大的间隔。
电弧传感器35使用所确定的特征来适配的方式可以被多样化设计。以下使用图1和2详细描述适当设计的电弧传感器35的两个优选实施例。
在各种情况下描述的装置被设计为电弧断路器36,其包括电弧传感器35,电弧传感器具有至少一个数据记录单元2以及开关接触器37,数据记录单元2被设计为用于记录电流或电压曲线的电流传感器和/或电压传感器,开关接触器37用于电气安装系统内部的电连接的可指定的中断,其中电弧断路器36具有用于执行以下方法的电路装置:用于将电弧传感器35适配在电气安装系统中的方法和/或随后描述的用于保护电气安装系统以防止电弧的方法,电路装置可操作地至少间接地与开关接触器37连接。所引用的开关接触器37仅在图中用符号示出。通常设置在这种断路器中的诸如时序逻辑系统或开关锁的其它组件未被示出。关于它们的设计和配置,这些组件优选地基于断路器和/或RCCB中的合适的组件。优选地,电路装置包括微控制器。
如以上已经设想的,所论述的发明进一步包括用于保护电气安装系统来防止电弧的方法,其中,至少一个电流和/或电压曲线被记录,其随后与根据本方法确定的至少一个特征进行比较或利用如下更详细说明的算法评价,其中,在所确定的电流和/或电压曲线的至少一个特征与至少一个所确定的特征或者一个可指定阈值可指定地收敛的情况下,电气安装系统被关闭。这能够将为保护电气安装系统记录的电流和/或电压曲线与在记录电流和/或电压曲线的位置确定的实际特征进行比较。以这种方式,电气系统以及它们的环境可以特别地很好地防止损坏和电弧的不安全的效应,并且可以通过尽可能地避免误脱扣来同时确保高的网络利用率。
在特别优选的对电弧断路器36的描述的指定点处列出该方法的其它优选步骤。
图1示出用于执行所论述的方法的第一装置或具有电弧传感器35的电弧断路器36的第一优选实施例的框图。
在该情况下的电弧断路器36具有自适应滤波器6。为了适配的目的,可以具有微控制器的控制单元1关闭第一开关31,电气安装系统的至少一个导体30或导体对经由该第一开关31在电路中与数据记录单元2连接。控制单元1具有输入方法或经由诸如RS-232和/或USB的接口至少暂时与所述方法连接。这能够将命令发送至控制单元,并且可以启动各种操作模式之间的转变。此外,控制单元1优选地至少暂时地与至少一个显示介质连接,经由该显示介质可以监视状态。这能够在适配电弧传感器35时进行必要的交互。关于电弧的类型,是模拟的还是实际生成的,电弧是并联还是串联的电弧等,以及关于电弧的数量。关于控制单元1的当前细节还可应用至根据图2和3的随后描述的实施例。
数据记录单元2确定作为时间的函数的电流和/或电压曲线。为此,数据记录单元2具有合适的数据记录器,其中,特别进行数字电流和/或电压曲线的确定。根据所示出的优选实施例,数据记录单元2还包括变换单元3,其中电流和/或电压曲线从时间范围变换为图像范围,特别地频率范围。变换后的信号之后在计算单元和/或存储单元8中可用。这里,在计算和/或存储单元8的区域中,从所确定的电流和/或电压曲线或者变换后的信号(作为频谱可用)来确定关于其类型指定的至少一个特征。这还可以涉及几个特征的确定。特别优选地,从基于同一个模拟或生成的电弧类型所确定的几个特征形成平均值。
现在优选的是,特别地根据图1的电弧断路器36的自适应滤波器6被设置在与特征、特别地与合适的平均值适配的相位。这里,相同的电信号被施加至两侧的自适应滤波器6。为此,从数据记录单元2至可变滤波器组件7的另一连接可以被设想,或者,如图1所示,第二数据记录单元2在电路中与可变滤波器组件7连接。可变滤波器组件7的输出端与自适应滤波器6的反向输入端连接,自适应滤波器6的非反向输入端与计算和/或存储单元8连接。优选地,仅应该使用单独一个数据记录单元2,因为电弧传感器的适配的精度将由此不被两个数据记录单元2之间的诸如变化的噪声的可忽略的差异影响。同样还应用于变换单元3的优选实施。
第二数据记录单元2的输出端还与所谓的比较和/或控制单元9连接。这进一步与自适应滤波器6本身的输出端连接。如果自适应滤波器6被成功适配,则自适应滤波器6的输出端处的信号变得非常小,并且在理想的适配的情况(在现实中,不可能的)下为0。通过将第二数据记录单元2的输出信号与自适应滤波器6的输出进行比较,最后确定校正值,利用该校正值调整可变滤波器组件7以使得自适应滤波器6的输出端处的信号变得非常小,特别为0。这里,优选的是,借助于递归数学方法或算法来适配可变滤波器组件7,其将在比较和/或控制单元9中进行。
关于根据图1的实施例,电流和/或电压曲线的整个时间曲线和/或整个频谱可以示出一个特征。然而,还可以预期,前述特征中的至少一个在数据记录单元2或变换单元3中确定,其中在该情况下,可变滤波器还仅仅应用于至少该一个特征。
根据图1所适当描述的装置的适配,随后操作将涉及监视用于关于可能产生的不安全电弧监视电气安装装置的至少一个导体中的电流和/或电压曲线,并根据至少一个特征的确定由数据记录单元2或变换单元3处理。随后,由此形成的信号利用可变滤波器组件7滤波并馈送至自适应滤波器6的反向输入端,自适应滤波器6是由图1中的离散加法单元33示出的作为特别优选实施例的自适应滤波器6。保存在计算和/或存储单元8中的预先确定的至少一个特征被馈送至自适应滤波器6的反向输入端。所保存的特征与电流和/或电压曲线的新确定的“特性”之间的对应越大,自适应滤波器6的输出端处的值越小。在脱扣单元4中,自适应滤波器6的输出信号被查看其是否小于指定的和所保存的比较值。如果自适应滤波器6的输出端处的信号值小于比较值,则假定不安全电弧的发生,于是,脱扣单元4启动隔离或开关接触器37的打开。
图2示出用于执行所论述的方法的第二装置或具有电弧传感器35的电弧断路器36的第二优选实施例的框图。隔离接触器未示出。
关于单独组件的优选实施例,请参考对图1的前述说明。以下仅说明功能交互或电路连接。
根据第二实施例的电弧35具有控制单元1、两个数据记录单元2以及优选地两个变换单元3、计算和/或存储单元8、脱扣单元4、第一开关31以及加法单元33,加法单元33按照根据图2的电弧传感器35的优选数字实施方式被设计为离散的加法单元33。
至少一个导体30在电路中经由第一开关31与数据记录单元2连接,第一开关31由控制单元控制。数据记录单元2在电路中与变换单元3连接,变换单元3本身依次与计算和/或存储单元8连接,计算和/或存储单元8的输出端位于加法单元33的反向输入端。此外,还包括变换单元3的数据记录单元2被配置在导体30中;变换单元3的输出端位于加法单元33的非反向输入端。加法单元33的输出端位于脱扣单元4处。
在电弧传感器35的适配期间,第一开关31由控制单元1关闭,并且可指定的电弧被生成或模拟。在该过程期间,电流和/或电压曲线由数据记录单元2记录并在变换单元3中变换成图像范围。从由此确定的频谱,确定至少一个特征,其被保存在计算和/或存储单元8中。
在电气安装系统的随后的监视中,由另一数据记录单元2分别记录并由变换单元3处理的电流和/或电压曲线被应用于加法单元33的非反向输入端。所保存的特征和电流和/或电压曲线的新确定的特性之间的对应越大,加法单元33的输出端处的值越小。在脱扣单元4中,加法单元33的输出信号被查看关于其是否小于指定的和所保存的比较值。如果加法单元33的输出信号小于比较值,则假定不安全电弧的发生,于是,脱扣单元4启动隔离接触器(未示出)的打开。
可以设想,根据前述实施例中之一的仅一个单独的装置在电弧检测器35或电弧断路器36中实施。然而,较大的可指定数量的这种装置还可以设想为针对每个电弧检测器35或电弧断路器36。在每个这种情况中,在各情况中可以设想不同的特征或特定频带。
此外,电弧传感器35可以不仅关于检测不安全电弧来适配,还根据上述方法适配以使得电弧传感器35能够检测电气安装系统内的负载,其基于经验可能导致例如焊接机或具有电刷的大电机的误脱扣,。这样,电弧传感器35至少可以以上述方式之一来适配于负载,其中,由此确定的特征被保存在单独的存储介质中或被适当地标记以使得当它们通过随后记录的电流和/或电压曲线的特性实现时,不启动隔离或开关接触器37的脱扣。
除了如在这之前给出的确定至少一个特征的单独描述、以及用于实现至少一个特征的随后确定的电流和/或电压曲线的另外的查看外,还优选的是,至少一个特征以至少一个第一数学算法来记录。这样,特别地,至少一个特征具有特别复杂的数字的形式,相关特征以第一数学算法被分配至少一个数学因数。这里,在监视电气安装系统期间根据第一算法确定的电流和/或电压曲线被评价,并且由此确定的结果或性质被脱扣单元4监视。
对于这之前描述的方法及其实施,在监视电气安装系统期间,电流和/或电压曲线被检查是否符合至少一个特征。如所述,这可以包括多次、特别是并行地实施所论述的装置。然而,不同特征的组、特别是特征平均值的组被保存在库中。类似地,不同算法可以保存在这种库中,这种库优选地被配置在计算和/或存储单元8的区域中。
在该方面,优选地,当监视电气安装系统时,可以从指定数量的所保存的特征或算法中选择特征或算法。
由此描述的特征或算法的选择可以由此被设想为用于电弧传感器35、电弧断路器36或用于操作这些装置的适当方法的所述设计中的每一个。
关于从指定数量的所保存的特征或算法中选择特定特征或算法,可以设想任何类型的这种选择方法。以下借助图3-5描述三种优选的选择方法。
根据用于选择特征或算法的第一优选方法,确定发生的或异常的半波的数量以用于选择特征或算法。图3示出这种第一方法的结构图。
这涉及在第一步骤10中测量导体30中的电流和/或电压曲线。在另一步骤11中,确定所测量的电流和/或电压曲线的现有的半波或异常半波的数量。随后在步骤12中,确定所测量电流和/或电压曲线中的半波的期望数量和实际数量之比。如果发现,所测量的电流和/或电压曲线的半波的比为2:2,在路径13中选择第一算法15,其中零点的数量和1MHz附近的频带的振幅被检查和评价。如果发现,所测量的电流和/或电压曲线的半波的比不是2:2,而是例如2:1或2:0,在路径14中选择第二算法16;第二算法被调整以检测和评价非周期性的电流中断。
根据用于选择特征和算法的第二优选方法,其为了选择特征或算法,第一频带中的第一振幅和第二频带中的第二振幅被确定,以及将第一振幅与第二振幅进行比较。图4示出这种第二方法的结构图。
这涉及在第一步骤10中测量导体30中的电流和/或电压曲线。在另一步骤17中,确定所测量电流和/或电压曲线的预先指定的选择的频率范围(即,1MHz附近的范围以及15MHz的范围)中的最大振幅。随后,在步骤18中,确定在哪个预先指定频率范围中找到最大振幅。如果发现,最大振幅在1MHz附近被发现,在路径19中选择第一算法15,其中零点的数量和1MHz附近的频带的振幅被检查和评价。如果发现,最大振幅在15MHz附近的频率范围中被发现,在路径20中选择第三算法21;第三算法被调整到该频率范围并包括例如对数信号放大。
根据用于选择特征或算法的第三优选方法,为了选择特征或算法,确定电流曲线和电压曲线之间的相移。图5示出这种第三方法的结构图。
这涉及在第一步骤10中测量导体30中的电流和/或电压曲线。在另一步骤22中,测量电流和/或电压曲线内所论述的电压和电流之间的相移。随后,在步骤23中,确定负载的类型特别地是电感、电阻还是电容负载。为此,确定所论述的电压与所论述的电流相比是提前、延迟还是同相。
如果发现,电压提前于电流,其是电感负载,并且在路径24中选择第四算法27,其被适配以评价电感负载或误差。
如果发现,电压与电流同相,其是电阻负载,并且在路径25中选择第五算法28,其被适配以评价电阻负载或误差。
如果发现,电压落后于电流,其是电容负载,并且在路径26中选择第六算法29,其被适配以评价电容负载或误差。
优选地,还可以设想从所有优选示出的算法中选择。此外,还可以设想在大量的算法内选择。
根据本发明的其他实施例仅示出所述特征的一部分,尽管特征的各种组合、特别地各种所述实施例的的特征的各种组合是允许的。
Claims (18)
1.一种用于将电弧传感器(35)适配在电气安装系统中的一个位置的方法,其中可指定数量的可指定电弧至少在所述安装系统中的第一位置处被模拟和/或生成,其中每个被模拟或生成的电弧随后以至少一个电流和/或电压曲线被记录在数据记录单元(2)中,其中确定和保存所记录的电流和/或电压曲线的至少一个特征,并且所述电弧传感器(35)在所述电气安装系统上被训练。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所记录的电流和/或电压曲线以可指定的方式在时间范围和/或图像范围、特别地频率范围中被分析,以用于确定所述至少一个特征。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述电流和/或电压曲线的时间曲线的至少一个可指定部分和/或所述时间曲线的包络曲线被确定和/或保存为至少一个特征。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法,其特征在于,所述电流和/或电压曲线的多个异常半曲线被确定和/或保存为至少一个特征。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,所述电流和/或电压曲线的频谱的至少一个可指定部分和/或所述频谱的包络曲线被确定和/或保存为至少一个特征。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,可指定频带中的振幅值被确定和/或保存为至少一个特征。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于,所述电流和/或电压曲线的相移被确定和/或保存为至少一个特征。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于,从可指定数量的所确定的特征中确定平均值和/或标准偏差。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法,其特征在于,所述电流和/或电压曲线基本上在所述电气安装系统的一个点处被记录。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法,其特征在于,自适应滤波器利用所述特征、特别地利用可指定数量的所记录的电流和/或电压曲线的平均值来设置。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法,其特征在于,不同特征的组、特别是特征平均值的组被保存在库中。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法,其特征在于,至少一个特征以至少一个第一数学算法来记录。
13.一种为电气安装系统防护电弧的方法,其中,至少一个电流和/或电压曲线被记录,其随后与根据权利要求1-11中任一项所述的方法确定的至少一个特征进行比较或者根据权利要求12所述的算法进行评价,其中在所确定的电流和/或电压曲线的至少一个特性与至少一个所确定特征或可指定阈值可指定地收敛的情况下,所述电气安装系统的至少一部分被关闭。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,以可指定的方式从可指定数量的所保存的特征或算法中选择所述特征或所述算法。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,发生的或异常的半波的数量被确定以用于选择所述特征或所述算法。
16.根据权利要求14或15所述的方法,其特征在于,确定第一频带中的第一振幅和第二频带中的第二振幅以用于选择所述特征或所述算法,以使得将所述第一振幅与所述第二振幅进行比较。
17.根据权利要求14、15或16所述的方法,其特征在于,确定电流曲线和电压曲线之间的相移以用于选择所述特征或所述算法。
18.一种电弧断路器(36),其具有用于记录电流曲线和/或电压曲线的至少一个电流传感器和/或至少一个电压传感器,以及用于电气安装系统内的电连接的可指定中断的开关接触器(37),其特征在于,所述电弧断路器(36)具有电路装置,特别地包括微控制器,用于执行根据权利要求1-12中任一项所述的方法和/或根据权利要求13-17中任一项所述的方法,并且所述电路装置至少间接地与所述开关接触器可操作地连接。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109270384A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-01-25 | 中南民族大学 | 一种用于识别用电设备电弧的方法和系统 |
CN111917109A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-11-10 | 宁波大学 | 一种智能开关消弧过电压保护方法 |
CN113917294A (zh) * | 2021-09-25 | 2022-01-11 | 湖北创全电气有限公司 | 基于小波分解的智能自适应电弧检测方法及其应用装置 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014202533A1 (de) * | 2014-02-12 | 2015-08-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Testgerät und Testverfahren für einen Brandschutzschalter |
DE102015200346B4 (de) | 2015-01-13 | 2021-12-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtungen und Verfahren fürLichtbogenschutzeinrichtungen |
US9837809B2 (en) * | 2015-05-27 | 2017-12-05 | Korea Institute Of Energy Research | Arc detection apparatus, arc detecting method, and power system |
US10438505B2 (en) * | 2015-08-12 | 2019-10-08 | Illinois Tool Works | Welding training system interface |
CN105093082A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-11-25 | 上海正泰电源系统有限公司 | 一种直流故障电弧检测方法 |
DE102016121268A1 (de) * | 2016-11-07 | 2018-05-09 | Eaton Industries (Austria) Gmbh | Testvorrichtung zum Funktionstest von Schutzschaltgeräten |
US11418018B2 (en) * | 2017-02-14 | 2022-08-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Arc detection circuit, switch system, power conditioner system and arc detection method |
US11016133B2 (en) | 2018-12-12 | 2021-05-25 | Hamilton Sunstrand Corporation | Arc fault detection with sense wire monitoring |
US11047899B2 (en) * | 2018-12-12 | 2021-06-29 | Hamilton Sunstrand Corporation | High frequency arc fault detection |
DE102020135173A1 (de) | 2020-12-31 | 2022-06-30 | Hochschule Für Technik Und Wirtschaft Berlin | Diagnosevorrichtung für eine Überwachung einer Kenngröße an einer elektrischen Hochspannungskomponente, Messanordnung und Verfahren zum Auswerten von Messsignalen |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080084215A1 (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-10 | Schmidhauser Ag | Circuit arrangement and method for Insulation monitoring for inverter applications |
CN101210948A (zh) * | 2006-12-27 | 2008-07-02 | 通用电气公司 | 用于检测电气系统中的串联电弧的方法和系统 |
CN101487877A (zh) * | 2009-02-25 | 2009-07-22 | 哈尔滨工业大学 | 开关电器触头分断电弧试验方法及其装置 |
CN101902030A (zh) * | 2010-07-14 | 2010-12-01 | 西安交通大学 | 开关设备电弧故障检测及定位装置 |
CN101925828A (zh) * | 2008-01-24 | 2010-12-22 | 西门子工业公司 | 测试用于串联电弧检测的afci设备的方法和装置 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6259996B1 (en) * | 1998-02-19 | 2001-07-10 | Square D Company | Arc fault detection system |
MXPA99006868A (es) * | 1997-01-24 | 2004-11-12 | Square D Co | Sistema de deteccion de fallas de arco electrico. |
DE19758085A1 (de) | 1997-12-30 | 1999-07-01 | Hossein Prof Dr Ing Borsi | Digitaler Teilentladungskalibriergenerator mit Stromeinprägung |
US6477021B1 (en) * | 1998-02-19 | 2002-11-05 | Square D Company | Blocking/inhibiting operation in an arc fault detection system |
US6300766B1 (en) * | 1998-07-24 | 2001-10-09 | Eaton Corporation | Apparatus sensitive to arc amplitude for envelope detection of low current arcs |
AUPQ260599A0 (en) * | 1999-09-02 | 1999-09-23 | Transgrid | Partial discharge monitoring system for transformers |
GB0000067D0 (en) * | 2000-01-06 | 2000-02-23 | Delta Electrical Limited | Current detector and current measurement apparatus including such detector with temparature compensation |
US6400258B1 (en) * | 2000-01-19 | 2002-06-04 | Hendry Mechanical Works | Electric arc monitoring systems |
GB0104763D0 (en) * | 2001-02-27 | 2001-04-18 | Smiths Group Plc | Arc detection |
US6525918B1 (en) * | 2001-09-11 | 2003-02-25 | Ford Global Technologies, Inc. | Adaptive arc fault detection and smart fusing system |
CH696646A5 (de) | 2003-01-15 | 2007-08-31 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zur Analyse und/oder Überwachung des Teilentladungsverhaltens eines elektrischen Betriebsmittels. |
US7307820B2 (en) * | 2004-06-21 | 2007-12-11 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Systems, methods, and device for arc fault detection |
US7460346B2 (en) * | 2005-03-24 | 2008-12-02 | Honeywell International Inc. | Arc fault detection and confirmation using voltage and current analysis |
CN100575978C (zh) | 2007-07-03 | 2009-12-30 | 西安交通大学 | 基于双传感器定向耦合的发电机局部放电在线监测方法 |
US8284534B2 (en) * | 2007-10-30 | 2012-10-09 | Freescale Semiconductor, Inc. | Overcurrent protection circuit, integrated circuit, apparatus and computer program product |
DE102010002296A1 (de) * | 2010-02-24 | 2011-08-25 | Siemens Aktiengesellschaft, 80333 | Auswertungsverfahren für Lichtbogenentladungen und zugehöriger Prüfstand |
US8929036B2 (en) * | 2010-04-08 | 2015-01-06 | Siemens Industry, Inc. | Arc fault circuit detection methods, systems, and apparatus including delay |
US8649139B2 (en) * | 2010-08-23 | 2014-02-11 | General Electric Company | Methods, systems, and apparatus for detecting arc flash events using current and voltage |
US8547669B2 (en) * | 2011-01-12 | 2013-10-01 | Schneider Electric USA, Inc. | Arc fault mitigation for photovoltaic systems |
US20120275071A1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | Texas Instruments Incorporated | Arc-fault detection |
US8599523B1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-12-03 | Leviton Manufacturing Company, Inc. | Arc fault circuit interrupter |
-
2011
- 2011-07-26 AT ATA1094/2011A patent/AT511790A3/de not_active Application Discontinuation
-
2012
- 2012-07-26 CN CN201280046638.8A patent/CN103842836B/zh active Active
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- 2012-07-26 WO PCT/EP2012/064733 patent/WO2013014249A1/de active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080084215A1 (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-10 | Schmidhauser Ag | Circuit arrangement and method for Insulation monitoring for inverter applications |
CN101210948A (zh) * | 2006-12-27 | 2008-07-02 | 通用电气公司 | 用于检测电气系统中的串联电弧的方法和系统 |
CN101925828A (zh) * | 2008-01-24 | 2010-12-22 | 西门子工业公司 | 测试用于串联电弧检测的afci设备的方法和装置 |
CN101487877A (zh) * | 2009-02-25 | 2009-07-22 | 哈尔滨工业大学 | 开关电器触头分断电弧试验方法及其装置 |
CN101902030A (zh) * | 2010-07-14 | 2010-12-01 | 西安交通大学 | 开关设备电弧故障检测及定位装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
L.HAO等: "Partial discharge source discrimination using a support vector machine", 《IEEE TRANSACTION ON DIELECTRICS AND ELECTRICAL INSULATION》 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109270384A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-01-25 | 中南民族大学 | 一种用于识别用电设备电弧的方法和系统 |
CN111917109A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-11-10 | 宁波大学 | 一种智能开关消弧过电压保护方法 |
CN111917109B (zh) * | 2020-05-07 | 2022-03-08 | 宁波大学 | 一种智能开关消弧过电压保护方法 |
CN113917294A (zh) * | 2021-09-25 | 2022-01-11 | 湖北创全电气有限公司 | 基于小波分解的智能自适应电弧检测方法及其应用装置 |
CN113917294B (zh) * | 2021-09-25 | 2023-10-13 | 湖北创全电气有限公司 | 基于小波分解的智能自适应电弧检测方法及其应用装置 |
Also Published As
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