CN107450000B - 干扰电弧识别单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于低压电路的干扰电弧识别单元，其具有：至少一个与电路相关的电压传感器以周期地确定电路的电压值(um)，至少一个与电路相关的电流传感器以周期地确定电路的电流量，所述电压传感器和电流传感器与评估单元连接，且构造为连续地确定具有电压值和电流量的值对，值组包括多个值对，由三个值组计算电弧电压(Ulb)，将所述电弧电压与第一阈值(SW1)进行比较，且在上超所述阈值时发出干扰电弧识别信号。

Description

干扰电弧识别单元
技术领域
本发明涉及干扰电弧识别单元、功率开关、短路闭合器和用于干扰电弧识别的方法。
背景技术
在低压电路或低压设备中，即在用于直至1000伏特交流电压或1500伏特直流电压的电路的低压网络中，短路通常与出现的干扰电弧相关联，如并联或串联干扰电弧。特别地，在大功率配电设备和开关设备中，此干扰电弧在断开不够快时能够导致运行装置、设备部分或整个开关设备的毁灭性损坏。为避免长时间的且大面积的能量供给中断且降低人员损害，要求在数毫秒内识别且熄灭此类干扰电弧，特别是强电流或并联干扰电弧。能量供给设备的常规的保护系统(例如，熔断器和功率开关)不能够在要求的时间要求下提供可靠的保护。
功率开关在此特别地意味着用于低压的开关。功率开关，特别是低压设备内的功率开关通常用于63至6300安培的电流。特别地，密封的功率开关，如Moulded Case CircuitBreaker，用于63至1600安培的电流，特别是125至630或1200安培的电流。开放的功率开关或如Air Circuit Breaker的空气功率开关特别地用于630至6300安培的电流，特别是1200至6300安培的电流。
功率开关在本发明的意义中能够特别地具有电子触发单元，其也称为ElectronicTrip Unit，简称为ETU。
功率开关监测通过其流动的电流，且在上超电流极限值或电流-时段极限值时(即在存在对于一定的时段的电流值时)，中断通向能量阱或消耗器的电流或能量流，这称为触发。触发条件的确定和功率开关的触发能够通过电子触发单元进行。
短路器是用于导线或汇流排的短路的特殊的装置，以产生限定的短路来保护电路或设备。
常规的干扰电弧检测系统评估由于电弧产生的光发射且以此检测干扰电弧。
其缺点是必须与电导线或汇流排平行地敷设光波导体或光检测系统，以识别可能出现的干扰电弧。
发明内容
本发明的任务是给出用于干扰电弧识别的可能性。
此任务通过按照本发明的干扰电弧识别单元、按照本发明的功率开关、按照本发明的短路器和按照本发明的方法解决。
根据本发明建议，用于低压电路的干扰电弧识别单元具有至少一个与电路相关的电压传感器以周期地确定电路的电压值(um)，至少一个与电路相关的电流传感器以周期地确定电路的电流量，所述电压传感器和电流传感器与评估单元连接，且构造为连续地确定具有电压值和电流量的值对。值组包括多个值对，且由至少两个值组计算电弧电压，将所述电弧电压与第一阈值进行比较，且在量值方面上超所述阈值时发出干扰电弧识别信号。
在量值方面的上超意味着在正的第一阈值方面可以上超和/或在负的第四阈值方面可以下超，类似于在量值方面将电弧电压与(正的)阈值进行比较，这当然也能够实现。
传感器在此可以布置在外部且不必布置在干扰电弧识别单元的壳体内。特别地对一时间点周期地或连续地确定电压值和电流量的值对例如能够通过采样相应的值进行。
这具有特别的优点，即给出了用于干扰电弧识别的简单且可靠的可能性。
本发明的有利的构造在下面给出。
在本发明的有利构造中，由三个值组计算电弧电压。这具有特别的优点，即实现了电弧电压的特别精确的确定，以因此更可靠地识别干扰电弧。
在本发明的一个有利构造中，电流量是电流值(im)或电流随时间改变的值(i’m)。这具有特别的优点，即仅需要确定一个电流量，即电流值或电流随时间的改变，即电流相对于时间的导数。例如为确定电流量能够有利地使用罗氏线圈，以此记录电流随时间的改变。
在本发明的一个有利构造中，在确定电流值(im)的情况中，从中确定电流随时间改变的值(i’m)，即电流相对于时间的一阶导数，或在确定电流随时间改变的值(i’m)的情况中，从中确定电流值(im)。值对因此有利地具有电压值(um)、电流值(im)和电流随时间改变的值(i’m)，以此可计算电弧电压(Ulb)。值对的三个值也能够并行地被确定、采样或测量。
在本发明的一个有利构造中，评估单元构造为借助于积分方程或其解来执行电弧电压(Ulb)的计算。
这具有特别的优点，即通过考虑真实电路的许多的参数提供了全面的计算可能性。
在本发明的一个有利构造中，评估单元构造为将值对与仅一个值组相关联。
这具有特别的优点，即实现了特别精确的计算，因为在不同的值组中的所确定的值对的冗余被排除。
在本发明的一个有利构造中，评估单元构造为使得每个值组具有固定数量的值对。
这具有特别的优点，即给出了循环地计算电弧电压的简单的可能性，因为在每个过程中能够使用相同数量的值对。
在本发明的一个有利构造中，评估单元构造为持续地将值对与值组相关联，直至达到固定数量的值对，且将随后的值对与下一个值组相关联。
这具有特别的优点，即实现了电弧电压的精确的且循环的确定。
在本发明的一个有利构造中，评估单元构造为以固定的时间间隔(dt)确定电压值和/或电流量。
这具有特别的优点，即实现了电弧电压或电弧的特别精确的确定。
在本发明的一个有利构造中，评估单元构造为，为计算电弧电压(Ulb)由值组形成如下项的至少一个：
a)由时间间隔(dt)和电压值的和(um)形成的时间电压和乘积(us)，其中电压值的和通过值组的半个第一电压值、半个最后电压值和剩余的电压值的和形成；
b)由时间间隔(dt)和电流值的和形成的时间电流和乘积(is)，其中电流值的和通过值组的半个第一电流值、半个最后电流值和剩余的电流值的和形成；
c)由时间间隔(dt)和电流随时间的改变的值的和形成的时间电流改变值乘积(i’s)，其中电流随时间的改变的值的和通过值组的半个第一值、半个最后值和剩余值的和形成；
d)由时间间隔(dt)和电流值的符号值的和形成的时间符号值乘积(ss)，其中符号值在正电流值情况下具有+1的值、在负电流值情况下具有-1的值且在电流值为零的情况下具有0值，其中符号值的和由第一电流值的半个符号值、最后电流值的半个符号值和剩余的电流值的符号值的和形成。
这具有特别的优点，即以这些项中至少一个实现了干扰电弧电压的确定。
在本发明的有利的构造中，评估单元构造为在该值对的电压值的量值下超第二阈值时使电流值的符号值具有零值。即，在同时的电压值的量值小于等于第二阈值时，使得符号函数或Signum函数的结果总被设为零。对此，典型的阈值能够例如为大约20V的阳极阴极电压降，因为假定在此第二阈值以下不能够出现电弧。
通过引入用于Signum函数的计算的此附加条件，将电弧点燃时电弧电压计算中的不稳定性明显地最小化。这具有特别的优点，即特别地在电弧点燃时和之后存在更精确的计算结果，且因此实现了改进的干扰电弧识别。
在本发明的一个有利构造中，评估单元构造为，为计算电弧电压(Ulb)，对于两个相继的值组分别形成如下的项：
第一(us1)和第二(us2)时间电压和乘积，
第一(is1)和第二(is2)时间电流和乘积，
第一(i’s1)和第二(i’s2)时间电流改变值乘积，
第一(ss1)和第二(ss2)时间符号值乘积。
这具有特别的优点，即实现了干扰电弧电压的简单的特别是积分的确定。
在本发明的一个有利构造中，评估单元构造为，为计算电弧电压(Ulb)，对于三个相继的值组分别形成如下的项：
第一(us1)、第二(us2)和第三(us3)时间电压和乘积，
第一(is1)、第二(is2)和第三(is3)时间电流和乘积，
第一(i’s1)、第二(i’s2)和第三(i’s3)时间电流改变值乘积，
第一(ss1)、第二(ss2)和第三(ss3)时间符号值乘积。
这具有特别的优点，即实现了干扰电弧电压的简单的特别是积分的确定。
在本发明的一个有利构造中，评估单元构造为，为计算电弧电压(Ulb)，形成如下项的至少一个：
由第三时间电压和乘积(us3)和第二时间电流和乘积(is2)形成的第一乘积(P1)，
由第二时间电压和乘积(us2)和第三时间电流和乘积(is3)形成的第二乘积(P2)，
由第二时间电流改变值乘积(i’s2)和第一时间电流和乘积(is1)形成的第三乘积(P3)，
由第一时间电流改变值乘积(i’s1)和第二时间电流和乘积(is2)形成的第四乘积(P4)，
由第二时间电压和乘积(us3)和第一时间电流和乘积(is1)形成的第五乘积(P5)，
由第一时间电压和乘积(us1)和第二时间电流和乘积(is2)形成的第六乘积(P6)，
由第三时间电流改变值乘积(i’s3)和第二时间电流和乘积(is2)形成的第七乘积(P7)，
由第二时间电流改变值乘积(i’s2)和第三时间电流和乘积(is3)形成的第八乘积(P8)，
由第一时间符号值乘积(ss1)和第二时间电流和乘积(is2)形成的第九乘积(P9)，
由第二时间符号值乘积(ss2)和第一时间电流和乘积(is1)形成的第十乘积(P10)，
由第二时间符号值乘积(ss2)和第三时间电流和乘积(is3)形成的第十一乘积(P11)，
由第三时间符号值乘积(ss3)和第二时间电流和乘积(is2)形成的第十二乘积(P12)，
以第一乘积(P1)作为被减数且以第二乘积(P2)作为减数形成的第一差(D1)，
以第三乘积(P3)作为被减数且以第四乘积(P4)作为减数形成的第二差(D2)，
以第五乘积(P5)作为被减数且以第六乘积(P6)作为减数形成的第三差(D3)，
以第七乘积(P7)作为被减数且以第八乘积(P8)作为减数形成的第四差(D4)，
以第九乘积(P9)作为被减数且以第十乘积(P10)作为减数形成的第五差(D5)，
以第十一乘积(P11)作为被减数且以第十二乘积(P12)作为减数形成的第六差(D6)，
由第一差(D1)和第二差(D2)形成的第十三乘积(P13)，
由第三差(D3)和第四差(D4)形成的第十四乘积(P14)，
由第五差(D5)和第四差(D4)形成的第十五乘积(P15)，
由第六差(D6)和第二差(D2)形成的第十六乘积(P16)，
以第十三乘积(P13)作为被减数且以第十四乘积(P14)作为减数形成的第七差(D7)，
以第十五乘积(P15)作为被减数且以第十六乘积(P16)作为减数形成的第八差(D8)。
这具有特别的优点，即以这些项中至少一个实现了特别地基于积分方案的干扰电弧电压的确定。
在本发明的一个有利构造中，评估单元构造为使干扰电弧电压(Ulb)作为以第七差(D7)作为被除数且以第八差(D8)作为除数得到的商。
这具有特别的优点，即实现了干扰电弧电压的很精确的确定。
在本发明的一个有利构造中，评估单元构造为在第一(ss1)、第二(ss2)和第三(ss3)时间符号值乘积等于零时将干扰电弧电压(Ulb)设置为零值。
这具有特别的优点，即在计算干扰电弧电压时避免了不可靠的计算结果。这能够在三个时间符号值乘积(ss1、ss2、ss3)分别为零时出现。在此情况中，将电弧电压设置为零值。
根据本发明此外提供了用于低压电路的功率开关。所述功率开关具有根据本发明的干扰电弧识别单元。此干扰电弧识别单元与功率开关连接，其中此干扰电弧识别单元构造为在发出干扰电弧识别信号时触发功率开关，即中断电路。因此，能够实现干扰电弧的熄灭。如果功率开关具有电子触发单元，则在存在干扰电弧识别信号时能够实现功率开关的很快的触发。
这具有特别的优点，即功率开关被扩展以用于保护电设备的另外的有利的功能性。识别和断开干扰电弧在此有利地在一个装置内进行。如需要可协同使用所存在的组件，如电压和/或电流传感器、电源、用于评估单元的微处理器等，且因此实现协同效应。
根据本发明此外提供了短路器，所述短路器具有与短路器连接的干扰电弧识别单元。此干扰电弧识别单元构造为在发出干扰电弧识别信号时使短路器将电路短路，以导致干扰电弧的熄灭。
这具有特别的优点，即提供了用于熄灭干扰电弧的简单、快速且有效的可能性。
根据本发明此外提供了用于电路、特别是低压电路的干扰电弧识别的方法。在此，周期地确定电路的电压值和电流量，使得连续地存在具有电压值和电流量的值对。值组包括多个值对。由(至少)两个值组计算电弧电压，将所述电弧电压与第一阈值进行比较，且在上超所述第一阈值时发出干扰电弧识别信号。
这具有优点，即给出了用于识别干扰电弧的简单的方法。
本发明的所有构造和特征单独地以及协作地改进干扰电弧的识别及其熄灭。
附图说明
本发明的所描述的特点、特征和优点及其实现方式结合实施例的如下描述变得更清晰和明确，结合附图详细解释所述实施例。
各图为：
图1示出了在电弧点燃之后的电压和电流时间历程的曲线图。
图2示出了电路的等效电路图。
图3示出了用于干扰电弧识别的流程图。
图4示出了根据本发明的解决方法的方框图。
图5示出了用于解释本发明的使用的第一图示。
图6示出了用于解释本发明的使用的第二图示。
图7示出了用于解释本发明的使用的第三图示。
具体实施方式
在其中电弧点燃的电路或网络中可以测量电流和电压历程，其具有明显的历程。对于干扰电弧的典型的电压和电流历程在图1中图示。图1示出了曲线图的图示，在所述曲线图中图示了在电路中特别是在低压电路中电弧或干扰电弧特别是并联干扰电弧点燃之后的电压U和电流I的时间历程。
在横轴X轴上以毫秒(ms)为单位图示了时间。在纵轴Y轴上在左侧刻度上绘出了以伏特(V)为单位的电压U的大小。在右侧刻度上绘出了以安培(A)为单位的电流的大小。
连续地或周期地确定、例如以各一个传感器确定电压值um和电流值im。在此例如可以直接测量电流im。替代地，也可以测量电流随时间的改变i’m。
在测量电流im的情况中，可以从中确定电流随时间的改变i’m，例如通过对电流im进行微分。
在测量电流随时间的改变i’m的情况中，可以从中确定电流im，例如通过对电流随时间的改变i’m进行积分。电流随时间的改变i’m的测量可以例如以罗氏线圈进行。在电路中的正弦形电流的情况中，积分特别简单地实现，因为正弦的积分为余弦且余弦的积分为正弦。
因此，也可以并行地例如以两个传感器测量电流值im和电流随时间的改变i’m。以此省去了换算。
以时间间隔，例如固定的时间间隔dt，总是确定电压值um和电流值im或电压值um和电流随时间的改变i’m的值。本发明在此可以通过值的采样进行。在此，采样频率或测量频率为被测量的交变量的频率的数倍。例如，在通常的电网中，例如带有50Hz或60Hz网络频率的电网中，测量频率可以处在千赫兹的范围内，例如在1至200kHz之间，特别地在10至60或100kHz之间，特别地为40至50kHz。
在此，例如电压值和电流值分别在一个时间点确定，特别地在相对或具体相等的时间点。对于电流量也可以并行地确定电流量的两个值，如电流值和电流值随时间的改变。
图2示出了电路的等效电路图，所述电路具有：提供网络电压un(t)的电源100；连接到电源上的网络入口或馈入电缆200，其通过等效电路元件图示，如馈入电缆电阻Rek和馈入电缆电感或线圈Lek，其后是耗电器、运行装置或能量阱300，其又通过等效电路元件图示，如消耗器电阻RBM和消耗器电感或线圈LBM。在馈入电缆200和消耗器300之间可以测量电压um(t)和电流量，如电流值im(t)和/或电流随时间的改变i’m(t)或电流值相对于时间的一阶导数。这些量在测量点600上被测量，以在干扰电弧识别单元内被进一步处理。
在干扰电弧方面被监测的区域通过虚线500图示。
在电路中可以出现干扰电弧，所述干扰电弧通过带有电弧电压Ulb(t)的电弧400图示。根据本发明，在干扰电弧识别单元内借助于测量的/采样的电压um(t)和测量的/采样的电流量(电流和/或电流改变)连续地计算电弧电压Ulb。
根据本发明，为计算电压，使用电流和电流随时间的改变。为此，将此值对与至少一个值组相关联。在一个优选的实施形式中将一个值对与刚好一个值组相关联。关键的是，值组包含至少一个在先前和随后的值组中不包含的值对。根据本发明，由至少两个值组计算电弧电压。
在一个优选的构造中，将例如时间上相继的例如以固定的时间间隔确定的固定数量的值对与值组相关联。例如，值组包含10个值对。第一10个值对与第一值组相关联。第二10个值对与第二值组相关联，第三10个值对与第三值组相关联。
分别使用至少2个值组来确定电弧电压或干扰电弧。计算连续地进行，即例如第一计算以值组1和2或1至3进行，第二根据本发明的计算以值组2和3或2至4进行，等。(第一说明对于以2个值组的计算，第二说明用于以3个值组的计算)。
1.示例
例如采样1至x的值对(x≥32；x∈N)且值组包括10个值对。每3个值组用于确定电弧电压或干扰电弧。
值对1至10与值组1相关联。值对11至20与值组2相关联。值对21至30与值组3相关联。
计算连续进行，即例如第一根据本发明的计算以值对1至30进行，第二根据本发明的计算以值对2至31进行，第三根据本发明的计算以值对3至32进行，等。因此，在每个采样点提供计算结果以供随后的评估使用。
2.示例
对于计算，值组也能够重叠。即，两个值组能够使用一个或多个相同的值对。其中在此成立前提，在每个值组中必须存在至少一个在另外的值组中不被使用的另外的值对。例如，采样值对1至x(x≥14；x∈N)且值组包括10个值对。每3个值组用于确定电弧电压或干扰电弧。
值对1至10与值组1相关联。值对2至11与值组2相关联。值对3至12与值组3相关联。
计算连续进行，即例如第一根据本发明的计算以值对1至12进行，第二根据本发明的计算以值对2至13进行，第三根据本发明的计算以值对3至14进行，等。因此，在每个采样点提供计算结果以供随后的评估使用。
3.示例
对于计算，值组也能够具有不同的大小。例如，采样从1至x的值对(x≥17；x∈N)。每3个值组用于确定电弧电压或干扰电弧，其中第1组包括6个值对，第2值组包括15个值对，且第3值组包括9个值对。
值对1至6与值组1相关联。值对1至15与值组2相关联。值对6至15与值组3相关联。
计算连续进行，即例如第一根据本发明的计算以值对1至15进行；其中计算包含3个值组。第二根据本发明的计算以值对2至16进行，且第三根据本发明的计算以值对3至17进行，等。因此，在每个采样点提供计算结果以供随后的评估使用。
进一步，例如值对也能够相继地布置且相互具有一定数量的值对的间隔。
计算通过如下方式进行，即连续地计算一定的项(数学表达式或等式)。
这些项的计算基于一阶导线方程1的求解进行：
Figure BDA0001306912070000101
假定在低压电网中存在干扰电弧，则电行为可与网络内的反向电压源相似。由此得到如下的扩展的拓展微分方程：
Figure BDA0001306912070000102
干扰电弧被简单地模拟为仅是欧姆消耗器。因此认为电弧电压与电弧电流同相位。电弧电压可因此使用如下的方程描述：
uLB(t)＝ULB·sign(iLB(t)) (3)
如果由如下情况出发，即测量电流im(t)等于电弧电流iLB(t)，即在测量位置和干扰电弧点燃位置之间不存在电流分支，则可以描述为：
Figure BDA0001306912070000111
为求解此扩展的拓展微分方程，根据本发明使用积分求解方法。因此，得到完整的积分式。
Figure BDA0001306912070000112
电弧电压的计算通过转换和对于ULB求解等式(5)进行。
为计算，使用如下的等式：
Figure BDA0001306912070000113
为进行数值积分，例如使用根据等式(7)的梯形方法。
Figure BDA0001306912070000114
为简化地阐述求解，将以梯形法则求解的积分间隔通过如下项替换：
Figure BDA0001306912070000115
Figure BDA0001306912070000116
Figure BDA0001306912070000117
Figure BDA0001306912070000118
Figure BDA0001306912070000119
值ts在此为每个值组的值对的数量，Δt等于附图标号dt，其等于被采样的电压值和电流量即值对的时间间隔。
变量tE等于值组的在时间上最后的值对的时间，tA等于值组的在时间上第一个值对的时间。
以定义式8至11对于值组分别计算如下项：
(8)由时间间隔(dt)和电压值(um)的和形成的时间电压和乘积(us)，其中电压值的和通过值组的半个第一电压值、半个最后的电压值和剩余的电压值的和形成。
(9)由时间间隔(dt)和电流值的和形成的时间电流和乘积(is)，其中电压值的和通过值组的半个第一电流值、半个最后的电流值和剩余的电流值的和形成。
(10)由时间间隔(dt)和电流随时间的改变的值的和形成的时间电流改变值乘积(i’s)，其中电流随时间的改变的值的和通过值组的半个第一值、半个最后值和剩余值的和形成。
(11)由由时间间隔(dt)和电流值的符号值的和形成的时间符号值乘积(ss)，其中符号值在正电流值情况下具有+1的值、在负电流值情况下具有-1的值且在电流值为零的情况下具有0值，其中符号值的和由第一电流值的半个符号值、最后电流值的半个符号值和剩余的电流值的符号值的和形成。
以替换的项得到根据等式5的方程组：
us＝RBMis+LBMi′s+ULBss (13)
方程组包含三个未知变量RBM、LBM和ULB。为对其进行求解，使用(至少)两个、为很精确地确定使用三个相互在时间上不同的积分边界，例如通过根据本发明使用两个或三个值组进行求解。
us1＝RBMis1+LBMi′s1+ULBss1
us2＝RBMis2+LBMi′s2+ULBss2
us3＝RBMis3+LBMi′s3+ULBss3 (14)
可因此根据本发明例如以如下等式计算电弧电压ULB。
Figure BDA0001306912070000121
其中us、is、i’s、ss按照下标是根据等式8至11的、第一、第二和第三值组的时间电压和乘积、时间电流和乘积、时间电流改变值乘积、时间符号值乘积。
缩写符号sgn意味着Signum函数或符号函数。此函数将数量与所述数量的符号相关联。如下为符号函数的定义：
sgn(x)＝+1，如果x>0；
sgn(x)＝0，如果x＝0；
sgn(x)＝-1，如果x<0。
等式14包含12个乘积P1、…、P12，其包含：
a)时间电压和乘积us和时间电流和乘积is的乘积，
b)时间电流和乘积is和时间电流改变值乘积i's的乘积，
c)时间符号值乘积ss和时间电流和乘积is的乘积，
Figure BDA0001306912070000131
Figure BDA0001306912070000132
Figure BDA0001306912070000133
Figure BDA0001306912070000134
12个乘积形成了6个不同的差D1、…、D6。
6个差D1、…、D6又形成了4个上层乘积P13、…、P16。所述上层的乘积P13、…、P16又形成了2个上层的差D7、D8，借助于所述差D7、D8能够确定电弧电压。如果此电弧电压上超定义阈值SW1，则发出干扰电弧识别信号SLES。
电弧电压可此外例如以如下的简化的等式计算，所述等式也是积分方程的解。在此，根据本发明仅需要两个值组来进行确定。
Figure BDA0001306912070000135
Figure BDA0001306912070000136
Figure BDA0001306912070000141
Figure BDA0001306912070000142
通过使用三个值组的另外的示例的计算在如下等式中给出。
Figure BDA0001306912070000143
Figure BDA0001306912070000144
Figure BDA0001306912070000145
Figure BDA0001306912070000146
Figure BDA0001306912070000147
积分方程的每个解，也包括简化解，表明了本发明的根据本发明的使用。
为更可靠地检测干扰电弧，需要区分运行情况(设备无干扰电弧)和故障情况(设备带有干扰电弧)。以本发明对于每个采样值新计算干扰电弧电压。通过随后对于所确定的电弧电压的阈值比较，作出如下状态之间的区分：a)存在干扰电弧，和b)不存在干扰电弧。
在图3中图示了此类示意图。在第一步骤1中，进行电弧电压的连续计算。
在第二步骤2中，将此电弧电压或其值分别与第一阈值SW1进行比较。
如果上超第一阈值SW1，则在第三步骤3中显示干扰电弧的识别和/或发出干扰电弧识别信号。
如果不上超第一阈值SW1，则在第四步骤4中可以通报不存在干扰电弧。
例如，第一阈值SW1可以合适地确定为例如30伏特。一般而言，阈值可以对于低压电网处在20至300伏特的范围内，具体而言处在20至150伏特的范围内，特别地处在20至70伏特的范围内。特别地，25至50伏特的值被表明是特别地合适的。
在以根据本发明的评估计算电弧电压时，在电弧点燃时可能出现强的变化。为快速且稳定地计算电弧电压，因此能够再进行改进，使得例如修改符号函数或Signum函数。
一般地，由测量的电流按如下方式计算Signum函数：
s(t)＝sign(im(t))
如果测量电压已完全地记录了点燃的电弧且所述测量电压完整地包含在两个或三个积分间隔或值组中，稳定的计算结果经常才对于电弧点燃之后的时间存在。在过渡区域可能出现不稳定的计算结果。如果对此区域将计算结果过滤，则因此出现了检测的略微的延迟，然而带有更可靠的确定结果。根据本发明，因此能够使用另外的构造，其中在所确定的电压下超第二阈值SW2、例如电压阈值时将Signum函数设为零值。
Figure BDA0001306912070000151
在值对的例如同时的电压值的量值的小于等于第二阈值SW2、如
Figure BDA0001306912070000152
时，则例如总是将Signum函数的结果设为零。作为典型的阈值，在此能够例如采用20V的阳极阴极电压降，因为认为在此值以下不可能出现电弧。第二阈值SW2或
Figure BDA0001306912070000153
能够具有5至150伏特的范围内的每个值，特别地处在10至50伏特的范围内，特别地为15至20伏特。
通过引入计算Signum函数的此附加条件，在电弧点燃时在电弧电压计算中可能出现的不稳定性被最小化。
流程类似于图3，即在步骤1中存在确定的电压值。在步骤2中执行与第二阈值的阈值比较。在下超阈值时，将用于同时的或时间上对应的电流值的Signum函数设为零值。此值然后用于另外的计算。
在阈值的上超的情况下，如通常那样应用关于电流值的Signum函数。
为此外避免不可靠的计算结果，根据本发明可有利的是在Signum函数的两个或三个积分ss的和或两个或三个时间符号值乘积ss的和得到零值时将电弧电压设为零值。
ULB＝0V|ss1+ss2＝0
ULB＝0V|ss1+ss2+ss3＝0
根据本发明的干扰电弧识别可以与另外的标准组合。例如，与电路的电流的高度的另外的比较组合。在此将所测量的电流、特别是例如可以根据Mann-Morrison方法被计算的所测量的电流的有效值与第三阈值SW3进行比较，且仅在上超此第三阈值SW3且计算的电弧电压上超第一阈值SW1时发出干扰电弧识别信号。
称为过电流断开的此标准导致更可靠的故障界定。对于干扰电弧识别必须在电路中流过最小干扰电弧电流，以导致干扰电弧识别信号。作为过电流断开的阈值，可以选择与运行电流相关的值。替代地，阈值确定也可以对于电弧特定地进行，因为对于燃烧的并联的低压电弧通常需要1000A的电弧电流。在串联电弧情况下，存在低得多的电流。即，第三阈值SW3能够根据使用或应用具有从1A、10A、100A、1000A或5000A起的每个值。
过电流断开和根据本发明的电弧电压计算之间的关联在图4中图示。
图4示出了如下图示，即其中电路的所确定的电压U和所确定的电流量被提供到第一评估单元AE1以用于确定电弧电压。
电路的所确定的电流量被提供到第二评估单元AE2以用于检验电流标准，即第三阈值SW3的上超。
两个评估单元AE1、AE2的输出与“与”单元&关联，所述“与”单元的输出在满足标准时发出干扰电弧识别信号SLES。三个评估单元在此可以作为子单元或下级单元布置在评估单元AE内。
此外，干扰电弧识别信号的发出仅可以在电弧电压和/或电流标准至少两次上超相应的阈值时进行。类似地，上超阈值三次、四次、五次等也可以导致发出干扰电弧识别信号。因此，实现了特别地更可靠的干扰电弧的评估和识别。
图5示出了用于带有用于识别干扰电弧的选择性处置干扰电弧识别单元的设备构造的概览电路图的示意性图示。图5示出了带有熔断器SI的低压馈电部NSE，其后为用于三相交流电网或电路的导体的汇流排或母线L1、L2、L3。中性导体或零导体未图示。三个汇流排L1、L2、L3的每个分别与电压传感器SEU1、SEU2、SEU3和电流传感器SEI1、SEI2、SEI3的各一个相关。汇流排与开关设备或/和配电设备SVA连接。
电压和电流传感器与具有根据本发明的评估单元AE的根据本发明的干扰电弧识别单元SEE连接。其具有输出部以用于发出干扰电弧识别信号SLES。
电压和电流传感器确定汇流排L1、L2、L3的电压值和电流量(电流值和/或电流值改变)，且将其提供到根据本发明的干扰电弧识别单元SEE。
传感器在此布置在干扰电弧识别单元外部且与之连接。
图6示出了用于带有用于识别干扰电弧的中央干扰电弧识别单元的设备构造的概览电路图的另一个示意性图示。图6示出了低压馈电部NSE，其后为馈电电缆ELT1，其后为馈电开关ESCH，其后为电流传感器SEI1和电压传感器SEU1，其后为母线SS。在母线SS上提供了三个输出电路ABG I、ABG II和ABG III。所述输出电路分别与输出电路电缆ALT1、ALT2、ALT3相关。
传感器SEI1、SEU1与干扰电弧识别单元SEE连接，所述干扰电弧识别单元SEE的输出部又与馈电开关ESCH连接。馈电开关ESCH在此可以为功率开关。在识别到干扰电弧时，例如在输出电路的一个内出现干扰电弧时，可以中断电路即中断母线SS的供电。
图7示出了根据图6的图示，其差异为传感器布置在第二输出电路ABG II内，所述第二输出电路ABG II此外具有熔断器SI和短路器KS。传感器SEI1和SEU1记录了输出电路ABG II的电流和电压值，且将其传递到干扰电弧识别单元SEE。如果干扰电弧识别单元SEE识别到干扰电弧，则在其输出部上发出干扰电弧识别信号且传输到短路器KS。所述短路器KS然后将输出电路ABG II短路，以熄灭干扰电弧。
根据图6或图7的干扰电弧识别例如可以构造为移动式系统。
在下文中再次解释本发明。
以本发明可以识别特别是在低压开关设备和配电设备内的干扰电流，特别是并联的或强电流的干扰电流。根据本发明，为此特别地提供了基于测量的电压值或电流值或信号的评估的数字解决方案或检测算法。为识别干扰电弧，特别地测量电压和电流或者电流的改变，且借助于根据本发明的电弧电压计算确定干扰电弧。由于在实践中要求的快速电弧检测，在此可以根据本发明提供特别快的时间评估。
以此发明可以例如基于在馈电部上的中央电压或电流测量快速检测到例如在低压中的例如在开关设备和配单设备内的强电流的干扰电弧。
本发明可以特别有利地被使用在功率开关或短路器内或与之组合使用。
不要求光波导体在用于干扰电弧识别的设备内的昂贵的安装。电压/电流测量可以在中央实现且如需要与另外的运行装置协同地使用。
另外，可简单地实现在现有的开关设备和配电设备内的实施，因为根据本发明的检测系统例如可以仅安装在中央且不要求在单独的待保护的元件内的安装。
本发明可以实施为带有中央电压和电流确定的组件。
目前在市场上可购得的检测系统基于光学故障识别且因此具有由于异常光(例如，闪电)的影响导致的错误触发的可能性。在根据本发明的基于电压或电流测量的解决方法中，不存在此风险可能性。
虽然在细节上通过实施例详细图示和描述本发明，但本发明不通过公开的示例限制且专业人员可以由此导出另外的变体，而不偏离本发明的保护范围。
附图标号列表
A 安培
ABG I 输出电路I
ABG II 输出电路II
ABG III 输出电路III
ALT 1 输出电路电缆1
ALT 2 输出电路电缆2
ALT 3 输出电路电缆3
ARB 工作范围
AE 评估单元
AE1 第一评估单元
AE2 第二评估单元
ELT1 馈电电缆1
ESCH 馈电开关，功率开关
I 电流
ilb 电弧电流
im 测量的电流值
i’m 电流值的改变的值
KS 短路器
LBM 消耗器电感
LEK 馈电电缆电感
L1 汇流排，导体1
L2 汇流排，导体2
L3 汇流排，导体3
ms 毫秒
NSE 低压馈电部
RBM 消耗器电阻
REK 馈电电缆电阻
SEE 干扰电弧识别单元
SEI 1 电流传感器
SEI 2 电流传感器
SEI 3 电流传感器
SEU1 电压传感器
SEU2 电压传感器
SEU3 电压传感器
SLES 干扰电弧识别信号
SI 熔断器
SS 母线
SVA 开关设备和配电设备
SW1 电弧电压阈值
SW2 电压阈值
SW3 电流断开阈值
SW4 电弧电压阈值
t 时间
U 电压
ULB,Ulb 电弧电压
um 测量的电压值
un 能量源/网络的电压值
V 伏特
& “与”单元
1 步骤1连续计算电弧电压
2 步骤2阈值比较
3 步骤3发出干扰电弧识别信号
4 步骤4无干扰电弧
100 能量源
200 网络入口/馈电电缆
300 消耗器/运行装置/能量阱
400 电弧
500 监测区域
600 测量点

Claims (32)

1.一种用于低压电路的干扰电弧识别单元，具有：
至少一个与电路相关的电压传感器以周期地确定电路的电压值，
至少一个与电路相关的电流传感器以周期地确定电路的电流量，
所述电压传感器和电流传感器与评估单元连接，且构造为：
连续地确定具有电压值和电流量的值对，
值组包括多个值对，
由两个值组计算电弧电压，将所述电弧电压与第一阈值进行比较，且在量值方面上超所述阈值时发出干扰电弧识别信号，
所述评估单元构造为借助于积分方程或其解来执行电弧电压的计算，
由值组计算如下项的至少一个：
a)由时间间隔和电压值的和形成的时间电压和乘积，其中电压值的和通过值组的半个第一电压值、半个最后电压值和剩余的电压值的和形成；
b)由时间间隔和电流值的和形成的时间电流和乘积，其中电流值的和通过值组的半个第一电流值、半个最后电流值和剩余的电流值的和形成；
c)由时间间隔和电流随时间的改变的值的和形成的时间电流改变值乘积，其中电流随时间的改变的值的和通过值组的半个第一值、半个最后值和剩余值的和形成；
d)由时间间隔和电流值的符号值的和形成的时间符号值乘积，其中符号值在正电流值情况下具有+1的值、在负电流值情况下具有-1的值且在电流值为零的情况下具有0值，其中符号值的和由第一电流值的半个符号值、最后电流值的半个符号值和剩余的电流值的符号值的和形成。
2.根据权利要求1所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，由三个值组计算电弧电压，将所述电弧电压与第一阈值进行比较，且在量值方面上超所述阈值时发出干扰电弧识别信号。
3.根据权利要求1所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，作为电流量确定电流值和/或电流随时间改变的值。
4.根据权利要求3所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，
在确定电流值的情况中，由此确定电流随时间改变的值，或
在确定电流随时间改变的值的情况中，由此确定电流值，
使得值对具有电压值、电流值和电流随时间改变的值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，一个值对仅与一个值组相关联。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，每个值组具有固定数量的值对。
7.根据权利要求6所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，持续地将值对与值组相关联，直至达到固定数量的值对，且将随后的值对与下一个值组相关联。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，以固定的时间间隔确定电压值和/或电流量。
9.根据权利要求1所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，在该值对的电压值的量值下超第二阈值时，电流值的符号值具有零值。
10.根据权利要求1所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，对于两个相继的值组分别计算如下的项：
第一和第二时间电压和乘积，
第一和第二时间电流和乘积，
第一和第二时间电流改变值乘积，
第一和第二时间符号值乘积。
11.根据权利要求1所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，对于三个相继的值组分别计算如下的项：
第一、第二和第三时间电压和乘积，
第一、第二和第三时间电流和乘积，
第一、第二和第三时间电流改变值乘积，
第一、第二和第三时间符号值乘积。
12.根据权利要求11所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，为计算电弧电压形成如下项的至少一个：
由第三时间电压和乘积和第二时间电流和乘积形成的第一乘积，
由第二时间电压和乘积和第三时间电流和乘积形成的第二乘积，
由第二时间电流改变值乘积和第一时间电流和乘积形成的第三乘积，
由第一时间电流改变值乘积和第二时间电流和乘积形成的第四乘积，
由第二时间电压和乘积和第一时间电流和乘积形成的第五乘积，
由第一时间电压和乘积和第二时间电流和乘积形成的第六乘积，
由第三时间电流改变值乘积和第二时间电流和乘积形成的第七乘积，
由第二时间电流改变值乘积和第三时间电流和乘积形成的第八乘积，
由第一时间符号值乘积和第二时间电流和乘积形成的第九乘积，
由第二时间符号值乘积和第一时间电流和乘积形成的第十乘积，
由第二时间符号值乘积和第三时间电流和乘积形成的第十一乘积，
由第三时间符号值乘积和第二时间电流和乘积形成的第十二乘积。
13.根据权利要求12所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，为计算电弧电压形成如下项的至少一个：
以第一乘积作为被减数且以第二乘积作为减数形成的第一差，
以第三乘积作为被减数且以第四乘积作为减数形成的第二差，
以第五乘积作为被减数且以第六乘积作为减数形成的第三差，
以第七乘积作为被减数且以第八乘积作为减数形成的第四差，
以第九乘积作为被减数且以第十乘积作为减数形成的第五差，
以第十一乘积作为被减数且以第十二乘积作为减数形成的第六差。
14.根据权利要求13所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，为计算电弧电压形成如下项的至少一个：
由第一差和第二差形成的第十三乘积，
由第三差和第四差形成的第十四乘积，
由第五差和第四差形成的第十五乘积，
由第六差和第二差形成的第十六乘积。
15.根据权利要求14所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，为计算电弧电压形成如下项的至少一个：
以第十三乘积作为被减数且以第十四乘积作为减数形成的第七差，
以第十五乘积作为被减数且以第十六乘积作为减数形成的第八差。
16.根据权利要求15所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，电弧电压是以第七差作为被除数且以第八差作为除数得到的商。
17.根据权利要求10至15中任一项所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，为计算电弧电压形成如下项的至少一个：
由第一时间电流和乘积和第二值组的值对的数量形成的第十七乘积，
由第二时间电流和乘积和第一值组的值对的数量形成的第十八乘积，
以第十七乘积作为被减数且以第十八乘积作为减数形成的第九差，
以第十乘积作为被减数且以第九乘积作为减数形成的第十差。
18.根据权利要求17所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，电弧电压是以第三差作为被除数且以第九差作为除数得到的商。
19.根据权利要求17所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，电弧电压是以第三差作为被除数且以第十差作为除数得到的商。
20.根据权利要求10至15中任一项所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，为计算电弧电压形成如下项的至少一个：
由第二时间电压和乘积和第一时间电流改变值乘积形成的第十九乘积，
由第一时间电压和乘积和第二时间电流改变值乘积形成的第二十乘积，
由第一时间电流改变值乘积和第二值组的值对的数量形成的第二十一乘积，
由第二时间电流改变值乘积和第一值组的值对的数量形成的第二十二乘积，
以第十九乘积作为被减数且以第二十乘积作为减数形成的第十一差，
以第二十一乘积作为被减数且以第二十二乘积作为减数形成的第十二差。
21.根据权利要求20所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，电弧电压是以第十一差作为被除数且以第十二差作为除数得到的商。
22.根据权利要求10至15中任一项所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，为计算电弧电压形成如下项的至少一个：
由第一时间电流改变值乘积和第二时间符号值乘积形成的第二十三乘积，
由第二时间电流改变值乘积和第一时间符号值乘积形成的第二十四乘积，
以第二十三乘积作为被减数且以第二十四乘积作为减数形成的第十三差。
23.根据权利要求22所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，电弧电压是以第十一差作为被除数且以第十三差作为除数得到的商。
24.根据权利要求10至15中任一项所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，为计算电弧电压形成如下项的至少一个：
由第三时间电流改变值乘积和第一时间电流和乘积形成的第二十五乘积，
由第一时间电流改变值乘积和第三时间电流和乘积形成的第二十六乘积，
由第三时间电压和乘积和第一时间电流和乘积形成的第二十七乘积，
由第一时间电压和乘积和第三时间电流和乘积形成的第二十八乘积，
由第三时间电流和乘积和第一值组的值对数量形成的第二十九乘积，
由第一时间电流和乘积和第三值组的值对数量形成的第三十乘积，
以第二十五乘积作为被减数且以第二十六乘积作为减数形成的第十四差，
以第二十七乘积作为被减数且以第二十八乘积作为减数形成的第十五差，
以第二十九乘积作为被减数且以第三十乘积作为减数形成的第十六差，
以第十八乘积作为被减数且以第十七乘积作为减数形成的第十七差。
25.根据权利要求10至15中任一项所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，为计算电弧电压形成如下项的至少一个：
由第三差和第十四差形成的第三十一乘积，
由第二差和第十五差形成的第三十二乘积，
由第二差和第十六差形成的第三十三乘积，
由第十七差和第十四差形成的第三十四乘积，
以第三十一乘积作为被减数且以第三十二乘积作为减数形成的第十八差，
以第三十三乘积作为被减数且以第三十四乘积作为减数形成的第十九差。
26.根据权利要求25所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，电弧电压是以第十八差作为被除数且以第十九差作为除数得到的商。
27.根据权利要求10至16中任一项所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，在第一和第二时间符号值乘积的和等于零时，或在第一、第二和第三时间符号值乘积的和等于零时，将电弧电压设置为零值。
28.根据权利要求1至4中任一项所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，评估单元构造为仅在电流量上超第三阈值时发出干扰电弧识别信号。
29.根据权利要求1至4中任一项所述的干扰电弧识别单元，其特征在于，评估单元构造为仅在电流值上超第三阈值时发出干扰电弧识别信号。
30.一种功率开关，所述功率开关具有根据权利要求1至29中任一项所述的干扰电弧识别单元，所述干扰电弧识别单元与功率开关连接，且所述干扰电弧识别单元构造为在干扰电弧识别信号情况下通过所述功率开关中断电路。
31.一种短路器，具有根据权利要求1至29中任一项所述的干扰电弧识别单元，所述干扰电弧识别单元与所述短路器连接，并且所述干扰电弧识别单元构造为在干扰电弧识别信号情况下通过所述短路器将电路短路以导致干扰电弧的熄灭。
32.一种用于低压电路的干扰电弧识别的方法，其中
周期地确定电路的电压值和电流量，使得连续地存在具有电压值和电流量的值对，
值组包括多个值对，
由两个值组计算电弧电压，将所述电弧电压与第一阈值进行比较，且在上超所述第一阈值时发出干扰电弧识别信号，
借助于积分方程或其解来执行电弧电压的计算，
由值组计算如下项的至少一个：
a)由时间间隔和电压值的和形成的时间电压和乘积，其中电压值的和通过值组的半个第一电压值、半个最后电压值和剩余的电压值的和形成；
b)由时间间隔和电流值的和形成的时间电流和乘积，其中电流值的和通过值组的半个第一电流值、半个最后电流值和剩余的电流值的和形成；
c)由时间间隔和电流随时间的改变的值的和形成的时间电流改变值乘积，其中电流随时间的改变的值的和通过值组的半个第一值、半个最后值和剩余值的和形成；
d)由时间间隔和电流值的符号值的和形成的时间符号值乘积，其中符号值在正电流值情况下具有+1的值、在负电流值情况下具有-1的值且在电流值为零的情况下具有0值，其中符号值的和由第一电流值的半个符号值、最后电流值的半个符号值和剩余的电流值的符号值的和形成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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DE102020201887A1 (de) 2020-02-14 2021-09-23 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung und Verfahren zur Erkennung von Lichtbögen
DE102021204530A1 (de) 2021-05-05 2022-11-10 Siemens Aktiengesellschaft Schalter mit Störlichtbogenerkennung
CN114540774B (zh) * 2022-01-29 2022-09-27 深圳市瀚强科技股份有限公司 电源以及电弧处理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008135479A1 (de) * 2007-05-03 2008-11-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum selektiven auslösen von leistungsschaltern
CN102749533A (zh) * 2012-04-23 2012-10-24 华侨大学 一种低压电弧故障检测方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0104763D0 (en) * 2001-02-27 2001-04-18 Smiths Group Plc Arc detection
FR2876187B1 (fr) * 2004-10-01 2006-12-15 Airbus France Sas Procede et dispositif de detection d'un phenomene d'arc electrique sur au moins un cable electrique
DE102004056436B4 (de) * 2004-11-19 2019-04-04 Jenoptik Advanced Systems Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Fehlerstrom-Lichtbögen in elektrischen Stromkreisen
US7349188B2 (en) * 2005-06-06 2008-03-25 Eaton Corporation Arc fault detector responsive to patterns in interval to interval change in integrated sensed current values
US7359168B2 (en) * 2005-10-18 2008-04-15 Eaton Corporation Arc fault circuit interrupter and method for disabling series arc protection during current transients
US7746605B2 (en) * 2007-08-07 2010-06-29 Eaton Corporation Arc fault circuit interrupter and method of detecting and interrupting a resistive series arc of a power circuit
US8058751B2 (en) * 2007-10-24 2011-11-15 Eaton Corporation Circuit interrupter and method of processor phase synchronization
DE102007052963A1 (de) * 2007-10-30 2009-05-14 Siemens Ag Verfahren zur Kurzschlusserkennung in einem elektrischen Stromnetz
US8089737B2 (en) * 2008-12-19 2012-01-03 Eaton Corporation Arc fault circuit interrupter and method providing improved nuisance trip rejection
AU2010275466B2 (en) * 2009-07-23 2015-11-26 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for detection and control of DC arc faults
EP2510367A4 (en) 2009-12-11 2014-07-23 Alstom Technology Ltd METHOD FOR ARC DETECTION AND DEVICES THEREFOR
US8218274B2 (en) * 2009-12-15 2012-07-10 Eaton Corporation Direct current arc fault circuit interrupter, direct current arc fault detector, noise blanking circuit for a direct current arc fault circuit interrupter, and method of detecting arc faults
US8421473B2 (en) 2010-05-10 2013-04-16 Eaton Corporation Apparatus and method to detect a series arc fault of an electrical circuit
US8649139B2 (en) * 2010-08-23 2014-02-11 General Electric Company Methods, systems, and apparatus for detecting arc flash events using current and voltage
EP2678911B1 (de) * 2011-02-23 2015-04-08 Ellenberger & Poensgen GmbH Verfahren zur erkennung von störlichtbögen und schutzschalter
US8654487B2 (en) 2011-03-11 2014-02-18 Siemens Industry, Inc. Methods, systems, and apparatus and for detecting parallel electrical arc faults
CN102375107B (zh) * 2011-09-20 2013-07-10 上海交通大学 基于时频综合分析的故障电弧检测方法及其装置
GB201120295D0 (en) * 2011-11-24 2012-01-04 Metroic Ltd Current measurement apparatus
DE102014204253B4 (de) * 2014-03-07 2016-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Detektieren eines seriellen Lichtbogens in einer elektrischen Anlage
US9979178B2 (en) * 2014-09-08 2018-05-22 Pass & Seymour, Inc. Arc fault circuit interrupter with surge suppression
GB2546553B (en) * 2016-01-25 2020-08-26 Ge Aviat Systems Ltd Circuit and method for detecting arc faults
US20180145497A1 (en) * 2016-11-23 2018-05-24 Schneider Electric USA, Inc. Method to utilize multiple configuration software for df/cafi breakers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008135479A1 (de) * 2007-05-03 2008-11-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum selektiven auslösen von leistungsschaltern
CN102749533A (zh) * 2012-04-23 2012-10-24 华侨大学 一种低压电弧故障检测方法

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