DE102018114540B3 - Method for detecting electric arcs in DC circuits - Google Patents

Method for detecting electric arcs in DC circuits Download PDF

Info

Publication number
DE102018114540B3
DE102018114540B3 DE102018114540.3A DE102018114540A DE102018114540B3 DE 102018114540 B3 DE102018114540 B3 DE 102018114540B3 DE 102018114540 A DE102018114540 A DE 102018114540A DE 102018114540 B3 DE102018114540 B3 DE 102018114540B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
frequency
signal components
frequencies
arc
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102018114540.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Robin Gruber
Michael Stoffels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE102018114540.3A priority Critical patent/DE102018114540B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102018114540B3 publication Critical patent/DE102018114540B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/54Testing for continuity
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015Using arc detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/14Circuits therefor, e.g. for generating test voltages, sensing circuits

Abstract

Bei dem Verfahren zur Erkennung von Lichtbögen in Gleichstromkreisen wird der Zeitverlauf eines den Strom repräsentierenden Messsignals erfasst und in einzelne Zeitabschnitte unterteilt. Die Zeitabschnitte werden in den Frequenzbereich transformiert, womit man Kurzzeitspektren erhält. Die Veränderung der Kurzzeitspektren für jede oder für ausgewählte Frequenzen oder für jedes oder für ausgewählte Frequenzbänder wird untersucht, um entweder anhand der Veränderung oder aber anhand der Veränderung der Energieinhalte von zumindest Funktionsblöcken des Frequenzspektrums, zu denen verschiedene Frequenzen des Kurzzeitspektrums zusammengefasst sind, ermitteln zu können, ob der Rauschanteil im Messsignal ausreichend groß ist, um auf das Vorliegen eines Lichtbogens zu schließen.In the method for detecting arcing in DC circuits, the time characteristic of a measurement signal representing the current is detected and subdivided into individual time segments. The time segments are transformed into the frequency domain, giving short-term spectra. The change in the short-term spectra for each or for selected frequencies or for each or for selected frequency bands is examined in order to be able to determine either from the change or from the change in the energy contents of at least function blocks of the frequency spectrum to which different frequencies of the short-term spectrum are combined whether the noise component in the measurement signal is sufficiently large to detect the presence of an arc.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Lichtbögen in Gleichstromkreisen.The invention relates to a method for detecting arcing in DC circuits.
  • Einleitung und Stand der TechnikIntroduction and state of the art
  • Lichtbögen in elektrischen Anlagen führen zu Hitzeentwicklung und können auf diese Art Brände auslösen. Auch können, wenn an oder in der Nähe einer unter Spannung stehenden Anlage gearbeitet wird, beim versehentlichen Herbeiführen eines Kurzschlusses, beispielsweise durch spritzendes flüssiges Metall, Sachschäden und auch Personenschäden entstehen. Dabei ist eine ausschließlich die Stromstärke überwachende Sicherungseinrichtung nicht in der Lage auszulösen und den Stromkreis abzuschalten, wenn durch den Lichtbogen die Abschaltschwelle nicht erreicht wird.Arcs in electrical systems lead to heat and can cause fires in this way. Also, when working on or near a live equipment, the accidental occurrence of a short circuit, for example, by splashing liquid metal, property damage and personal injury. In this case, a safety device monitoring the current intensity alone is not able to trip and disconnect the circuit when the switch-off threshold is not reached by the arc.
  • Die Gründe für das Auftreten derartiger Lichtbögen sind vielfältig. Prinzipiell unterscheidet man zwischen seriellen und parallelen Lichtbögen. Serielle Lichtbögen können z.B. an stromdurchflossenen aber schlecht kontaktierten Übergangsstellen, wie an korrodierten Steckern, an losen Klemmstellen, bei Kabelbrüchen oder an durch äußere Einflüsse beschädigte „Leiter“ in der Zuleitung zu einem Verbraucher auftreten. Parallele Lichtbögen können durch Isolationsfehler, z.B. verursacht durch Alterung oder eine Beschädigung der Isolation zwischen zwei Leitern oder einem Leiter und einem anliegenden Metallteil oder durch Eindringen eines leitfähigen Fremdkörpers in das System, der freiliegende unter Spannung stehende Elemente kurzschließt, verursacht werden.The reasons for the occurrence of such arcs are many. In principle, a distinction is made between serial and parallel arcs. Serial arcs may be e.g. at current-carrying but badly contacted transition points, such as corroded plugs, loose terminal points, cable breaks or damaged by external influences "conductor" in the supply to a consumer occur. Parallel arcs may be due to insulation defects, e.g. caused by aging or damage to the insulation between two conductors or a conductor and an adjacent metal part or by the penetration of a conductive foreign body into the system which short circuits exposed live elements.
  • Im Bereich der Niederwechselspannungs-Elektroninstallation sind seit einigen Jahren Sicherungssysteme im Einsatz, die das Auftreten von Lichtbögen detektieren und den betroffenen Stromkreis abschalten können (siehe z.B. DE 696 10 420 T2 ). Bei Wechselspannungssystemen wird der Effekt ausgenutzt, dass ein Lichtbogen nach jeder Halbwelle löscht und gegebenenfalls neu zündet.In the area of low-voltage electrical installation, fuse systems have been in use for some years now, which detect the occurrence of electric arcs and can switch off the affected circuit (see, for example, p DE 696 10 420 T2 ). In AC systems, the effect is exploited that extinguishes an arc after each half-wave and re-ignites if necessary.
  • Auch für Solaranlagen sind Lichtbogendetektionssysteme als Schutzeinrichtung erforderlich, da ein bei einer hohen Gleichspannung zündender Lichtbogen praktisch automatisch nicht wieder erlischt. Eine derartige Schutzeinrichtung ist z.B. in US 2011/0141644 A1 beschrieben.Even for solar systems arc detection systems are required as a protective device, as an igniting at a high DC voltage arc virtually automatically does not go out. Such a protective device is eg in US 2011/0141644 A1 described.
  • Solaranlagen arbeiten mit Gleichspannung, weswegen der bei Wechselspannungssystemen gegebene Effekt nicht nutzbar ist. Jedoch hat man bei Solar-Gleichspannungssystemen den Vorteil, dass die Störungen, welche der Solarwechselrichter auf der Gleichspannungsseite erzeugt, gering und gut bekannt sind.Solar systems work with DC voltage, which is why the effect of AC systems can not be used. However, one has the advantage in solar DC systems that the interference generated by the solar inverter on the DC side, low and well known.
  • Elektrische Eigenschaften von Lichtbögen und ihre DetektionElectric properties of arcs and their detection
  • Tritt in einem Stromkreis ein Lichtbogen auf - egal ob serieller oder paralleler -, so kann im fließenden Strom ein breitbandiger Rauschanteil gemessen werden. Die Bandbreite hängt von dem Imaginärteil der Impedanz (d.h. von den induktiv oder kapazitiv wirkenden Elementen) des Kreises und von der über dem Lichtbogen abfallenden Spannung ab. Im Bereich der Schutzkleinspannung konzentriert sich - je nach Kabellänge und Eingangskapazität des angeschlossenen Verbrauchers - ein Großteil der Rauschenergie im Frequenzbereich bis etwa 500kHz.If an arc occurs in a circuit - whether serial or parallel - a broadband noise component can be measured in the flowing current. The bandwidth depends on the imaginary part of the impedance (i.e., the inductively or capacitively acting elements) of the circuit and on the voltage dropped across the arc. In the field of safety extra-low voltage, depending on the cable length and input capacity of the connected load, a large part of the noise energy is concentrated in the frequency range up to about 500 kHz.
  • Im Fall eines seriellen Lichtbogens entsteht eine mechanische Unterbrechung im Stromkreis, welche räumlich so klein ist, dass der Strom durch die Ionisation der eindringenden Umgebungsluft weiterfließen kann. Es entsteht ein Spannungsabfall, der durch den weiterhin fließenden Strom an der Unterbrechungsstelle eine starke Wärmeentwicklung zur Folge hat, welche die Ionisation der Luft - bis zur Abschaltung des Stromkreises - aufrechterhalten kann. Der Verbraucher wird damit über einen „stark rauschenden“ Vorwiderstand gespeist, was entsprechende breitbandige Störungen erzeugt und die Stromaufnahme der Last entsprechend moduliert. Oftmals ist dieser Spannungsabfall aber so gering, dass die Last korrekt weiterarbeiten kann, weswegen der Fehler zunächst nicht auffällt.In the case of a serial arc, there is a mechanical interruption in the circuit, which is so small in space that the current can continue to flow through the ionization of the penetrating ambient air. The result is a voltage drop, which has a strong heat development due to the continuing flow of electricity at the point of interruption, which ionization of the air - up to the shutdown of the circuit - can be maintained. The consumer is thus fed via a "high-noise" series resistor, which generates corresponding broadband interference and modulates the power consumption of the load accordingly. Often, however, this voltage drop is so low that the load can continue to work properly, so the error is initially not noticeable.
  • Im Falle eines parallelen Lichtbogens fließt ein zusätzlicher Strom über einen Nebenpfad, der ebenfalls gut als niederohmiger „stark rauschender“ Widerstand modelliert werden kann.In the case of a parallel arc, an additional current flows through a secondary path, which can also be well modeled as a low impedance "high noise" resistor.
  • Das in beiden Lichtbogen-Fällen entstehende breitbandige Rauschspektrum kann mit verschiedenen Verfahren detektiert werden. Bei Systemen, die elektronische Inverter für Motoren sowie Schaltregler enthalten, stellt sich die Detektion jedoch etwas aufwändiger dar, da hier die oft schlecht gefilterten Störungen, die diese Verbraucher in die Stromversorgung einspeisen, durch einfache Detektionsverfahren nicht von dem breitbandigen Rauschspektrum eines Lichtbogens unterschieden werden können, was dann zu häufigen Fehlauslösungen führt. Ebenso kann bei Gleichstromsystemen nicht das regelmäßige Löschen und Neu-Zünden des Lichtbogens detektiert werden, das bei mit Wechselspannung betriebenen Systemen auftritt und die Detektion erleichtert.The broadband noise spectrum arising in both arcing cases can be detected by various methods. In systems that contain electronic inverters for motors and switching regulators, however, the detection is somewhat more complex, since the often poorly filtered interference that these consumers feed into the power supply can not be distinguished from the broadband noise spectrum of an arc by simple detection methods , which then leads to frequent false triggering. Likewise, DC systems can not detect the periodic extinguishment and re-ignition of the arc that occurs with AC powered systems and facilitates detection.
  • Aus EP 3 236 274 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Lichtbögen in Gleichstromkreisen bekannt. Dabei wird ein Stromsensor verwendet, dessen Ausgang in ein Leistungsspektrum gewandelt wird. Anhand des Leistungsspektrums werden verschiedene Bereiche ausgewählt, um auf das Vorhandensein eines Lichtbogens aus dem Rauschen zu schließen.Out EP 3 236 274 A1 For example, a method and an apparatus for detecting arcs in DC circuits are known. In this case, a current sensor is used whose output is converted into a power spectrum. On the basis of the power spectrum are different areas selected to detect the presence of an arc from the noise.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Detektion von Lichtbögen (parallel oder seriell) in Gleichspannungssystemen zu verbessern.The object of the invention is to improve the detection of arcs (parallel or serial) in DC voltage systems.
  • Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
  • Zur Lösung der Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Erkennung von Lichtbögen in Gleichstromkreisen vorgeschlagen, mit den folgenden Schritten:
    • - Erfassen des Zeitverlaufs eines den Stromfluss repräsentierenden Messsignals,
    • - Unterteilen des Messsignalverlaufs in einzelne benachbarte Zeitabschnitte, die sich überlappen, und zwar insbesondere um bis zu 50 %, oder die aneinander anschließen oder die zeitlich voneinander beabstandet sind,
    • - Transformieren der Zeitabschnitte in den Frequenzbereich und Erhalten des Frequenzspektrums mit Signalanteilen für die im Spektrum enthaltenen Frequenzen oder für einzelne Frequenzbänder, zu denen Frequenzen des Frequenzspektrums jeweils zusammengefasst sind, und mit der Größe der jeweiligen Signalanteile,
    • - für jede Frequenz oder für ausgewählte Frequenzen oder für jedes Frequenzband oder für ausgewählte Frequenzen des Frequenzspektrums mehrerer zeitlich aufeinanderfolgender Zeitabschnitte durchzuführende Untersuchung auf das Vorhandensein von mit einer vorgegebenen Mindeständerungsrate erfolgende Veränderung der Signalanteile,
    • - Summierung oder Mittelwertbildung der Größen der sich mit der Mindestveränderungsrate verändernden Signalanteile jeder Frequenz oder ausgewählter Frequenzen oder jedes Frequenzbandes oder ausgewählter Frequenzbänder des Frequenzspektrums der zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitabschnitte des Messsignalverlaufs,
    • - Vergleichen des Summen- oder des Mittelwerts mit einem vorgebbaren ersten Grenzwert und
    • - Erkennen und gegebenenfalls Signalisieren eines Lichtbogens, wenn der Summen- oder der Mittelwert größer als der oder gleich dem ersten Grenzwert ist.
    To achieve the object, the invention proposes a method for detecting electric arcs in DC circuits, with the following steps:
    • Detecting the time characteristic of a measurement signal representing the current flow,
    • Subdividing the measurement signal profile into individual adjacent time segments which overlap, in particular by up to 50%, or which adjoin one another or which are temporally spaced from one another,
    • Transforming the time sections into the frequency domain and obtaining the frequency spectrum with signal components for the frequencies contained in the spectrum or for individual frequency bands to which frequencies of the frequency spectrum are respectively combined, and with the size of the respective signal components,
    • for each frequency or for selected frequencies or for each frequency band or for selected frequencies of the frequency spectrum of several time-sequential time periods, an investigation for the presence of a change in signal components at a predetermined minimum rate of change,
    • Summing or averaging the magnitudes of the signal components of each frequency or selected frequencies or of each frequency band or selected frequency bands of the frequency spectrum which change with the minimum rate of change of the time-sequential time segments of the measurement signal profile,
    • Comparing the sum or the mean value with a predeterminable first limit value and
    • - detecting and, if necessary, signaling an arc when the sum or mean value is greater than or equal to the first limit.
  • Nach der Erfindung wird sinngemäß derart verfahren, dass aus dem den Stromfluss repräsentierenden Messsignal vorzugsweise einander überlappende Zeitabschnitte betrachtet werden, zu denen jeweils ein Kurzzeitspektrum im Frequenzbereich erstellt wird. Die zeitlich aufeinanderfolgend berechneten Kurzzeitspektren werden nun auf Veränderungen der Höhe bzw. Größe der Signalanteile jeweils gleicher Frequenzen bzw. gleicher Frequenzbänder untersucht. Hierdurch können sich auf die Auswertung des Messsignals hinsichtlich der Erkennung von Lichtbögen negativ auswirkende Störungen herausgefiltert werden. Derartige Störungen entstehen z.B. bei schaltenden Gleichstromkreisen. Diese Störungen, die in den Kurzzeitspektren ebenfalls enthalten sind, sind dem potentiellen Lichtbogenrauschen überlagert. Durch eine Hochpassfilterung werden die sich schnell ändernden Signalanteile bei gleichen Frequenzen bzw. Frequenzbändern von Kurzzeitspektrum zu Kurzzeitspektrum herausgefiltert. Es verbleibt also dann nur noch derjenige Anteil des Signals, der potentiell auf einen Lichtbogen zurückzuführen ist. Ist dieser Signalanteil als Summe oder Mittelwert betrachtet pro Kurzzeitspektrum geringer als ein erster Schwellwert, liegt keine Lichtbogenentstehung vor. Wird für einen gewissen Mindestzeitraum dieser Grenzwert überschritten, wird auf das Vorhandensein eines Lichtbogens erkannt. Sollte der erste Grenzwert innerhalb dieses Zeitraums wieder unterschritten werden, wird auf „kein Lichtbogen“ erkannt. Insoweit wird also die Lichtbogenerkennung verifiziert.According to the invention, the procedure is analogous so that from the measurement signal representing the current flow, preferably overlapping time segments are considered, to each of which a short-term spectrum in the frequency domain is created. The temporally successive calculated short-term spectra are now examined for changes in the height or size of the signal components of the same frequencies or the same frequency bands. This can be filtered out on the evaluation of the measurement signal with respect to the detection of arcs negative impact disturbances. Such disturbances arise e.g. at switching DC circuits. These perturbations, which are also included in the short-term spectra, are superimposed on the potential arc noise. High-pass filtering filters out the rapidly changing signal components at the same frequencies or frequency bands from short-term spectrum to short-term spectrum. This leaves only that part of the signal that is potentially due to an arc. If this signal component, considered as sum or average per short-time spectrum, is less than a first threshold value, then there is no arc generation. If this limit is exceeded for a certain minimum period, the presence of an electric arc is detected. If the first limit value falls below this level again, the message "no arc" is detected. In that regard, therefore, the arc detection is verified.
  • Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren zur Erkennung von Lichtbögen in Gleichstromkreisen die folgenden Schritte auf:
    • - Erfassen des Zeitverlaufs eines den Stromfluss repräsentierenden Messsignals,
    • - Unterteilen des Messsignalverlaufs in einzelne benachbarte Zeitabschnitte, die sich überlappen, und zwar insbesondere um bis zu 50 %, oder die aneinander anschließen oder die zeitlich voneinander beabstandet sind,
    • - Transformieren der Zeitabschnitte in den Frequenzbereich und Erhalten des Frequenzspektrums mit Signalanteilen für die im Spektrum enthaltenen Frequenzen oder für einzelne Frequenzbänder, zu denen Frequenzen des Frequenzspektrums jeweils zusammengefasst sind, und mit der Grö-ße der jeweiligen Signalanteile,
    • - für jede Frequenz oder für ausgewählte Frequenzen oder für jedes Frequenzband oder für ausgewählte Frequenzen des Frequenzspektrums mehrerer zeitlich aufeinanderfolgender Zeitabschnitte durchzuführende Untersuchung auf das Vorhandensein von mit einer vorgegebenen Mindeständerungsrate erfolgende Veränderung der Signalanteile,
    • - Unterteilen der Frequenzanteile jedes zu einem Zeitabschnitt gehörenden Frequenzspektrums in mehrere Gruppen von Frequenzen,
    • - jeweiliges Bilden der Gesamtsumme oder des Mittelwerts der Größen der Signalanteile der zu einer Gruppe zusammengefassten Frequenzen,
    • - Vergleichen der Gesamtsumme oder des Mittelwerts der Signalanteile der Frequenzen einer Frequenzgruppe für mehrere Zeitabschnitte,
    • - Erkennen, ob die Gesamtsumme oder der Mittelwert um mehr als ein Schwellwert gegenüber der Gesamtsumme oder des Mittelwerts einer dieselben Frequenzen aufweisenden, früher aufgezeigten Frequenzgruppe um mehr als ein zweiter Grenzwert angestiegen ist,
    • - Bestimmen der Anzahl der Frequenzgruppen, für die das gilt und
    • - Erkennen und gegebenenfalls Signalisieren eines Lichtbogens, wenn die Anzahl der Frequenzgruppen größer ist als eine vorgebbare Mindestanzahl.
    According to an alternative embodiment of the invention, the method for detecting electric arcs in DC circuits comprises the following steps:
    • Detecting the time characteristic of a measurement signal representing the current flow,
    • Subdividing the measurement signal profile into individual adjacent time segments which overlap, in particular by up to 50%, or which adjoin one another or which are temporally spaced from one another,
    • Transforming the time sections into the frequency domain and obtaining the frequency spectrum with signal components for the frequencies contained in the spectrum or for individual frequency bands to which frequencies of the frequency spectrum are respectively combined, and with the size of the respective signal components,
    • for each frequency or for selected frequencies or for each frequency band or for selected frequencies of the frequency spectrum of several time-sequential time periods, an investigation for the presence of a change in signal components at a predetermined minimum rate of change,
    • Dividing the frequency components of each frequency spectrum belonging to one time period into several groups of frequencies,
    • - respectively forming the total or average of the magnitudes of the signal components of the grouped frequencies,
    • Comparing the sum or average of the signal components of the frequencies of a frequency group for a plurality of time segments,
    • Detecting whether the total or the mean has risen by more than a threshold value by more than a second limit value compared with the total or the mean value of a frequency spectrum having the same frequencies,
    • Determining the number of frequency groups to which this applies and
    • - Detecting and, if necessary, signaling an arc if the number of frequency groups is greater than a predefinable minimum number.
  • Bei dieser Variante der Erfindung wird die Breitbandigkeit des durch einen Lichtbogen entstehenden weißen Rauschens sowie dessen plötzliches Einsetzen ausgenutzt. Die einzelnen Frequenzspektren werden in „Frequenzblöcke“ unterteilt und pro Frequenzblock wird die Gesamtenergie der Signalanteile bei den zum Frequenzblock gehörenden Frequenzen errechnet. Liegt die Gesamtenergie ein und desselben Frequenzblocks über mehrere Kurzzeitspektren betrachtet oberhalb eines zweiten Grenzwerts, und zwar für mehr als eine vorgebbare Mindestanzahl von Frequenzblöcken, wird auf die potentielle Entstehung eines Lichtbogens entschieden. Durch einen späteren Vergleich eines zu einem späteren Zeitabschnitt gehörenden Frequenzblocks mit dem gleichen Frequenzblock in einem vor der ersten potentiellen Detektion eines Lichtbogens aufgezeigten Zeitabschnitts kann dann untersucht werden, ob der zuvor detektierte Zustand anhält. Ist dies für einen gewissen Zeitraum der Fall, dann wird endgültig auf „Lichtbogen“ erkannt. Andernfalls wird auf „kein Lichtbogen“ erkannt.In this variant of the invention, the broadband nature of the white noise generated by an arc and its sudden onset is utilized. The individual frequency spectra are divided into "frequency blocks" and per frequency block, the total energy of the signal components is calculated at the frequencies belonging to the frequency block. If the total energy of one and the same frequency block over several short-term spectra is above a second limit, namely for more than a predefinable minimum number of frequency blocks, the potential for an arc is determined. By subsequently comparing a frequency block belonging to a later period of time with the same frequency block in a time segment indicated before the first potential detection of an arc, it is then possible to examine whether the previously detected state stops. If this is the case for a certain period of time, then it is finally recognized as "arc". Otherwise it will be detected on "no arc".
  • Für beide zuvor genannten Varianten des Verfahrens gilt, dass die einzelnen Schritte für eine vorgebbare Anzahl von jeweils zeitlich letzten, aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten des Messsignalverlaufs durchgeführt werden.For both previously mentioned variants of the method, the individual steps are carried out for a predefinable number of chronologically last, successive time segments of the measurement signal profile.
  • In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Größe des ersten oder zweiten Grenzwerts entsprechend der Größe der für die Summen- oder Mittelwertbildung genutzten Signalanteile nachgeführt und insbesondere adaptiv nachgeführt wird.In a further expedient embodiment of the invention it can be provided that the size of the first or second limit value is tracked according to the size of the signal components used for the summation or averaging and, in particular, is tracked adaptively.
  • Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn bezüglich der Größe der gemäß den Verfahrensschritten verarbeiteten Zeitabschnitte des Messsignalverlaufs und/oder der verarbeiteten Signalanteile der Frequenzspektren dieser Zeitabschnitte des Messsignalverlaufs eine Dynamikkompensation durch z.B. Logarithmierung oder Verrechnung mit Arkustangens erfolgt. Diese Vorgehensweise führt dazu, dass eine breite spektrale Verteilung, wie sie bei einem Rauschsignal auftritt, stärker gewichtet wird, als einige wenige einzelne, aber hohe Signalanteile.Furthermore, it may be expedient if, with respect to the size of the time segments of the measurement signal waveform processed according to the method steps and / or the processed signal components of the frequency spectra of these time segments of the measurement signal waveform, a dynamic compensation by e.g. Logarithmierung or clearing with Arctangent takes place. This approach leads to a higher weighting of a broad spectral distribution, as occurs in the case of a noise signal, than a few individual but high signal components.
  • Weiterhin können nun optional noch eine Anzahl der höchsten Amplituden aus dem Signal entfernt werden, um nochmals einer breitbandigen Verteilung den Vorzug gegenüber einer Konzentration in wenigen Frequenzen zu geben.Furthermore, it is now optionally possible to remove a number of the highest amplitudes from the signal in order once again to give preference to a broadband distribution over a concentration in a few frequencies.
  • Um aus dem Messsignalverlauf periodische Störungen herausfiltern zu können, ist es von Vorteil, wenn die Untersuchung auf das Vorhandensein von mit einer vorgebbaren Mindeständerungsrate erfolgenden Veränderung der Signalanteile erweitert wird auf die Untersuchung von sich im Wesentlichen periodisch verändernde Signalanteile und dass diese Signalanteile bei der Summen- oder Mittelwertbildung außer Acht bleiben. Hierbei wird in zweckmäßiger Weise derart verfahren, dass die erweiterte Untersuchung auf das Vorhandensein von mit einer vorgegebenen Mindeständerungsrate erfolgende Veränderung der Signalanteile anhand einer Transformation der sich ändernden Signalanteile in den Frequenzbereich erfolgt, wobei jeder Signalanteil jeder Frequenz oder ausgewählter Frequenzen oder jedes Frequenzbandes oder ausgewählter Frequenzbänder der Frequenzspektren mehrerer Zeitabschnitte durch Zuordnung zu dem betreffenden Zeitabschnitt zeitbasiert ist. Durch diese zuvor genannten wahlweise kombinierbaren Maßnahmen ist es möglich, Störungen, die sich auf Veränderungen der Stromaufnahme des Gleichstromkreises infolge seines normalen Betriebs zurückführen lassen, herausgefiltert werden.In order to be able to filter out periodic disturbances from the measurement signal course, it is advantageous if the examination is extended to the existence of a change in the signal components which takes place with a predeterminable minimum change rate to the examination of signal components which essentially change periodically and in the case of the sum signals. or averaging are ignored. In this case, it is expedient to proceed in such a way that the extended examination takes place on the existence of a change in the signal components with a predetermined minimum change rate by means of a transformation of the changing signal components into the frequency domain, each signal component of each frequency or selected frequencies or each frequency band or selected frequency bands the frequency spectra of several time segments is time-based by assignment to the relevant period. By means of these aforementioned combinable measures, it is possible to filter out disturbances that can be attributed to changes in the current consumption of the DC circuit as a result of its normal operation.
  • Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist also vorgesehen, dass die erweiterte Untersuchung auf das Vorhandensein von mit einer vorgegebenen Mindeständerungsrate im Wesentlichen periodisch erfolgende oder erfolgte Veränderungen der Signalanteile anhand einer Transformation in den Frequenzbereich erfolgt, indem
    • - jedem Signalanteil jeder Frequenz oder mindestens einer ausgewählten Frequenz oder jedes Frequenzbandes oder mindestens eines Frequenzbandes der Frequenzspektren mehrerer Zeitabschnitte durch Zuordnung zu dem betreffenden Zeitabschnitt ein Zeitpunkt zugewiesen wird, womit über die Zeitabschnitte betrachtet insoweit ein Signal im Zeitbereich gegeben ist,
    • - über jeweils eine vorgebbare Anzahl von Zeitpunkten betrachtet für jeden Signalanteil jeder Frequenz oder mindestens einer ausgewählten Frequenz oder jedes Frequenzbandes oder mindestens eines ausgewählten Frequenzbandes der Frequenzspektren eine Transformation in den Frequenzbereich erfolgt und
    • - mittels einer Analyse des auf diese Weise für die vorgebbare Anzahl von Zeitpunkten erhaltenen Frequenzspektrums die Signalanteile bei der der periodischen Veränderung zugeordneten Frequenz aussortiert werden und somit nicht in die nachfolgende Summen- oder Mittelwertbildung eingehen.
    In the exemplary embodiment of the invention described above, it is thus provided that the extended examination is carried out for the presence of changes in the signal components which essentially take place periodically or at a predetermined minimum change rate on the basis of a transformation into the frequency range by
    • - every signal share everyone Frequency or at least one selected frequency or each frequency band or at least one frequency band of the frequency spectrums of several time segments is assigned a time by assignment to the relevant time segment, whereby viewed over the time periods so far a signal in the time domain is given
    • - Considered over a respective predetermined number of times for each signal component of each frequency or at least one selected frequency or each frequency band or at least one selected frequency band of the frequency spectra is a transformation into the frequency domain and
    • - By means of an analysis of the frequency spectrum obtained in this way for the predetermined number of times, the signal components are sorted out at the frequency associated with the periodic change and thus do not enter into the subsequent summation or averaging.
  • Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Analyse durch Untersuchung auf die n größten Signalanteile und durch Verwerfen dieser n größten Signalanteile erfolgt, wobei n eine ganze natürliche Zahl größer Null ist, oder durch Verwerfen all der Signalanteile, die größer als ein vorgebbarer dritter Grenzwert sind. Bei dieser Variante der Erfindung werden also Kurzzeitspektren sozusagen zweiter Ordnung gebildet, die sich aus einer vorgegebenen Anzahl von Kurzzeitspektren erster Ordnung ergeben. Aus den Kurzzeitspektren erster Ordnung ergibt sich die Veränderung der Signalanteile jeder Frequenz oder mindestens einer ausgewählten Frequenz oder jedes Frequenzbandes oder mindestens eines ausgewählten Frequenzbandes, die sich aus den Zeitabschnitten des Verlaufs des Stromaufnahmesignals des Verbrauchers ergeben. Die Signalanteile werden nun wiederum gefenstert. Denn sie bilden sozusagen Signale im Zeitbereich, da ihnen die zugehörigen Zeitabschnitte als Zeitbasis zugeordnet werden. Durch diese zweite Fensterung und die anschließende Transformation in den Frequenzbereich sind nun die Energien im Frequenzbereich, die auf den normalen Betrieb des Verbrauchers bei insbesondere im Wesentlichen periodischen Lastwechseln zurückzuführen sind, auf einige wenige Frequenzen konzentriert. Die Signalanteile bei diesen Frequenzen bzw. bei diesen Frequenzbändern sind deutlich höher als die Rauschsignalanteile. Somit können sie auf geeignete Art aussortiert werden. Beispielsweise werden all die Signalanteile der Kurzzeitspektren zweiter Ordnung aussortiert, die größer als ein dritter Grenzwert sind. Oder aber es werden die n (n als natürliche Zahl größer Null) größten Signalanteile unberücksichtigt, wenn es anschließend um die Summenbildung bzw. die Mittelwertbildung geht, um anhand dieses Summen- bzw. Mittelwerts festzustellen, ob dieser größer als der erste Grenzwert ist. Ist dies der Fall, liegt höchstwahrscheinlich ein Lichtbogen vor. Wenn dieser Zustand über einen Mindestzeitraum anhält, kann auf die Existenz eines Lichtbogens geschlossen werden, um den Verbraucher dann abzuschalten.In this case, it is expedient if the analysis is carried out by examination of the n largest signal components and by discarding these n largest signal components, where n is a whole natural number greater than zero, or by discarding all the signal components which are greater than a predefinable third limit value. In this variant of the invention, therefore, short-term spectra are formed, so to speak second order, which result from a predetermined number of short-term spectra of the first order. The first-order short-term spectra result in the change of the signal components of each frequency or of at least one selected frequency or each frequency band or at least one selected frequency band which results from the time segments of the course of the current consumption signal of the consumer. The signal components are now fenestrated again. Because they form signals in the time domain, so to speak, since the associated time segments are assigned to them as a time base. Through this second fenestration and the subsequent transformation into the frequency range, the energies in the frequency domain, which are due to the normal operation of the consumer in particular with essentially periodic load changes, are concentrated on a few frequencies. The signal components at these frequencies or at these frequency bands are significantly higher than the noise signal components. Thus, they can be sorted out in a suitable way. For example, all the signal components of the second-order short-term spectra are sorted out, which are greater than a third limit value. Or the n (n as natural number greater than zero) largest signal components are disregarded when it comes to the summation or the averaging to determine from this sum or average, whether this is greater than the first limit. If this is the case, most likely an arc is present. If this condition persists for a minimum period of time, the existence of an arc may be inferred to shut down the load.
  • Zu den erfindungsgemäß eingesetzten Transformationen sei allgemein noch gesagt, dass es sich hierbei insbesondere um eine Fourier-Transformation, insbesondere einer FFT, oder mittels einer Cosinus-Transformation oder eine La-Place-Transformation handelt.In general, it should be said that the transformations used according to the invention are in particular a Fourier transformation, in particular an FFT, or by means of a cosine transformation or a La-place transformation.
  • Die Erfindung ist bevorzugt für Anlagen und Systeme vorgesehen, welche mit Gleichspannung im Bereich der Schutzkleinspannung (typischerweise bis 60 V) arbeiten. Insbesondere eignet es sich für Anlagen, in welchen einer oder mehrere Antriebe und gegebenenfalls Schaltregler enthalten sind, was z.B. bei mobilen Anwendungen wie Robotersystemen, Gabelstaplern oder Satelliten und Raumfahrzeugen der Fall ist. Aber auch ein Einsatz für höhere Gleichspannungen ist möglich, wie z.B. in elektrisch betriebenen Fahrzeugen.The invention is preferably provided for systems and systems which operate with DC voltage in the range of the safety extra-low voltage (typically up to 60 V). In particular, it is suitable for installations in which one or more drives and optionally switching regulators are contained, which is known e.g. in mobile applications such as robotic systems, forklifts or satellites and spacecraft. But also a use for higher DC voltages is possible, such. in electrically powered vehicles.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbespiele beschrieben, die besonders auf den Gleichspannungs-Anwendungsfall zugeschnitten sind. In der Zeichnung zeigt:
    • 1 als Blockschaltbild die Topologie der Lichtbogenüberwachung eines Systems mit mehreren Verbrauchern und
    • 2 bis 5 schematische Darstellungen von Signalen im Zeit- und Frequenzbereich zur Illustration der verschiedenen Vorgehensweisen nach der Erfindung.
    In the following, the invention will be described with reference to several exemplary examples, which are specially tailored to the DC voltage application. In the drawing shows:
    • 1 as a block diagram the topology of the arc monitoring of a system with several consumers and
    • 2 to 5 schematic representations of signals in the time and frequency domain to illustrate the various approaches according to the invention.
  • Die im Weiteren beschriebenen, für die Anwendung in gleichstrombetriebenen Antriebssystemen optimierten Verfahren für eine Lichtbogendetektion haben gemein, dass eine Analyse des einem Unterverteiler entnommenen Stromes im Frequenzbereich mittels eines Kurzzeitspektrums erfolgt. Während das Rauschen eines Lichtbogens im Frequenzbereich immer breitbandig ist, so beschränken sich die Störungen von schnell schaltenden Verbrauchern, wie Motorinvertern und Schaltreglern auf schmalere Frequenzbereiche. Ebenso wird auch noch der zeitliche Verlauf der spektralen Energieverteilung bewertet. Während das Stromsignal, das ein Lichtbogen erzeugt auch über den zeitlichen Verlauf der spektralen Komponenten gleicher Frequenzen schnelle zufällige Änderungen aufweist, so erfahren die spektralen Komponenten der im Strombereich auftretenden Störungen eines Verbrauchers mit getakteten Einheiten über die Zeit meist nur langsame Änderungen, zumindest aber keine schnellen zufälligen Änderungen. Dies kann für eine Separation der beiden Signaltypen ausgenutzt werden, was eine sichere Detektion eines Lichtbogens (auch) in Zuleitungen und Anschlüssen elektrisch störender Verbraucher ermöglicht.The methods for arc detection which are described below and optimized for use in DC-driven drive systems have in common that an analysis of the current taken from a sub-distributor takes place in the frequency domain by means of a short-time spectrum. While the noise of an arc in the frequency domain is always broadband, so the interference of fast switching loads, such as motor inverters and switching regulators are limited to narrower frequency ranges. Likewise, the temporal course of the spectral energy distribution is also evaluated. While the current signal generated by an arc also has rapid random changes over the time course of the spectral components of the same frequencies, the spectral components of the disruptions of a consumer with clocked units occurring in the current range usually undergo only slow changes over time, but at least no fast ones random changes. This can be exploited for a separation of the two types of signals, which enables reliable detection of an arc (also) in leads and terminals of electrically disturbing consumers.
  • In einem ersten Schritt wird nun (entsprechend 1) der Strom zu jedem zu überwachenden Verbraucher einer Unterverteilung mit einer Bandbreite von bis zu 10MHz (bevorzugt mit 500kHz) gemessen. Dabei ist es sinnvoll, an jede Unterverteilung möglichst wenige Geräte und bevorzugt Verbraucher mit ähnlich großer Leistungsaufnahme anzuschließen, um nicht durch Überlagerung vieler Störungen wieder ein rauschähnliches Signal zu erzeugen, welches sich dann schlecht von dem Signal eines Lichtbogens unterscheiden ließe und auch um das von einem seriellen Lichtbogen eines kleinen Verbrauchers erzeugte Rauschen besser von den Störungen eines großen Verbrauchers trennen zu können.In a first step is now (accordingly 1 ) the current to each monitored load a sub-distribution with a bandwidth of up to 10MHz (preferably with 500kHz) measured. It makes sense to each subdistribution To connect as few devices and preferably consumers with similar large power consumption, not to generate by superimposing many disturbances again a noise-like signal, which would then differ badly from the signal of an arc and the noise generated by a serial arc of a small consumer better to be able to separate from the disturbances of a large consumer.
  • Dabei hängt es vom angewendeten Verfahren ab, ob auch die Gleichkomponente des Stromes mitgemessen werden muss oder nicht. Da ein derartiges Schutzelement üblicherweise aber auch eine - hier nicht näher beschriebene - Überstromabschaltung realisiert, ist eine Messung des Gleichanteils in den meisten Fällen sowieso erforderlich. Gegebenenfalls kann auch eine langsame Strommessung für den Gleichanteil mit einer breitbandigen aber nur wechselspannungsgekoppelten Strommessung kombiniert werden. Ebenfalls ist es möglich, die Strommessung mit einem Hochpassverhalten zu versehen, welches den Gleichanteil mit einer Verstärkung von „1“ bewertet und Frequenzen oberhalb etwa 1kHz mit einer höheren Verstärkung versieht, um sowohl eine Auswertung des Gleichstromanteils zu ermöglichen, als auch die Empfindlichkeit für Frequenzen im Lichtbogendetektionsbereich zu erhöhen.It depends on the method used, whether the DC component of the current must be mitgemessen or not. Since such a protective element usually but also a - not described here - overcurrent shutdown realized, a measurement of the DC component in most cases anyway required. Optionally, a slow current measurement for the DC component can be combined with a broadband but only AC-coupled current measurement. It is also possible to provide the current measurement with a high-pass characteristic which rates the DC component with a gain of "1" and provides frequencies above about 1 kHz with a higher gain in order to allow both an evaluation of the DC component and the sensitivity for frequencies increase in the arc detection range.
  • Für die Strommessung kann ein Verfahren nach dem Stand der Technik, beispielsweise ein Strommesstransformator (nur Wechselspannung), ein Nebenschlusswiderstand (Shunt) mit Verstärker oder eine magnetische Messung mittels Hallelement oder magnetoresistiver Brücke (AMR, GMR, TMR), gegebenenfalls auch mit Kompensationswicklung oder mit magnetischer Vorspannung im offenen oder geschlossenen magnetischen Kreis Verwendung finden.For the current measurement, a method according to the prior art, for example, a current sense transformer (AC only), a shunt with amplifier or a magnetic measurement by means of Hall element or magnetoresistive bridge (AMR, GMR, TMR), optionally with compensation winding or with magnetic bias in open or closed magnetic circuit find use.
  • Das so kontinuierlich gemessene und mittels Analog-Digital-Wandler in einen digitalen Datenstrom überführte Stromsignal wird nun - mit hinreichender Überlappung aufeinanderfolgender Fenster von bevorzugt 50% - bei einer Fensterbreite von bevorzugt zwischen 100 µs und 10 ms fortlaufend gefenstert, und danach jeweils einer Fourier- (oder auch einer Cosinus- oder LaPlace-) Transformation mit Betragsbildung - die von der Transformation mitgelieferte Information über die Phasenlage ist für die Auswertung irrelevant - unterzogen (siehe 2). Das Ergebnis dieser Transformation wird auch als Kurzzeitspektrum bezeichnet, da jede Transformation jeweils eine Momentaufnahme der aktuell im Messsignal enthaltenen Frequenzen darstellt.The thus continuously measured and converted by means of an analog-to-digital converter into a digital data stream current signal is now - with sufficient overlap of successive windows of preferably 50% - with a window width of preferably between 100 microseconds and 10 ms continuously fenestrated, and then each a Fourier (or a cosine or LaPlace-) transformation with magnitude - the information about the phase position provided by the transformation is irrelevant for the evaluation - (see 2 ). The result of this transformation is also referred to as a short-term spectrum, since each transformation represents a snapshot of the frequencies currently contained in the measurement signal.
  • In 2 ist entlang der mit A bezeichneten Koordinatenachse die Größe der Signalanteile bei verschiedenen Frequenzen bzw. Frequenzbändern als unterschiedlich große Säulen gezeigt.In 2 is shown along the coordinate axis designated A, the size of the signal components at different frequencies or frequency bands as different sized columns.
  • Mit den so gewonnenen Kurzzeitspektren sind nun verschiedene Bewertungsverfahren möglich, welche Indizien für das Vorhandensein eines Lichtbogens liefern können. Für die abschließende Entscheidung und damit das Auslösen der Abschaltung können die verschiedenen Bewertungsverfahren gegebenenfalls auch mit unterschiedlichen Gewichtungen kombiniert werden.With the short-term spectra thus obtained, various evaluation methods are now possible which can provide indications of the presence of an arc. For the final decision and thus the triggering of the switch-off, the different evaluation methods can possibly also be combined with different weightings.
  • Hochpassfilterung der spektralen Komponenten im ZeitbereichHigh-pass filtering of the spectral components in the time domain
  • Dieses Verfahren ist einfach zu implementiere und eignet sich gut für die Überwachung von Verbrauchern, die nur langsame Änderungen in der Stromaufnahme und damit auch in den Störungen, die vom Verbraucher erzeugt werden, aufweisen.This method is easy to implement and is well-suited for monitoring consumers, who only have slow changes in the current consumption and thus also in the disturbances that are generated by the consumer.
  • Um nun das Rauschen des Lichtbogens von den Störungen des Verbrauchers trennen zu können, werden alle spektralen Komponenten des Kurzzeitspektrums jeweils einer Frequenz noch kontinuierlich einer zeitlichen Hochpassfilterung unterworfen (3). Dadurch werden Signalfrequenzen, welche im Stromsignal konstant enthalten sind und damit nicht von einem Lichtbogen stammen können, aus dem Kurzzeitspektrum entfernt.In order to be able to separate the noise of the arc from the disturbances of the consumer, all the spectral components of the short-term spectrum of each frequency are still continuously subjected to high-pass temporal filtering (FIG. 3 ). As a result, signal frequencies which are constantly contained in the current signal and thus can not originate from an arc are removed from the short-term spectrum.
  • Optional kann nun noch eine Normierung der Amplituden mit dem aktuell fließenden Gleichstrom stattfinden. Die Überlegung dahinter ist, dass ein serieller Lichtbogen, der durch einen kleineren Strom verursacht wird, kleinere Rauschamplituden aufweist, als der durch einen größeren Strom verursachte Lichtbogen, und dass auch typischerweise Verbraucher, die eine niedrigere Stromaufnahme haben, auch geringere Störungen produzieren.Optionally, a normalization of the amplitudes can now take place with the currently flowing direct current. The idea behind this is that a serial arc caused by a smaller current has smaller noise amplitudes than the larger current induced arc, and also that typically consumers that have a lower current draw also produce less noise.
  • Optional werden danach die Amplituden einer mathematischen Funktion unterworfen, welche eine Dynamikkompression durchführt. Dies kann beispielsweise eine Logarithmierung oder eine Verrechnung mit einem Arkustangens sein. Das führt dazu, dass eine breite spektrale Verteilung - wie sie bei einem Rauschsignal auftritt - stärker gewichtet wird, als einige wenige einzelne, aber hohe Amplituden.Optionally, the amplitudes are then subjected to a mathematical function which performs dynamic compression. This can be, for example, a logarithmization or an offset with an arctangent. As a result, a broad spectral distribution - as occurs with a noise signal - is weighted more heavily than a few single but high amplitudes.
  • Weiterhin können nun optional noch eine Anzahl der höchsten Amplituden aus dem Signal entfernt werden, um nochmals einer breitbandigen Verteilung den Vorzug gegenüber einer Konzentration in wenigen Frequenzpunkten zu geben.Furthermore, it is now optionally possible to remove a number of the highest amplitudes from the signal in order once again to give preference to a broadband distribution over a concentration in a few frequency points.
  • Abschließend werden alle spektralen Komponenten der während der z.B. letzten 1 bis 100 ms aufgenommenen Stromwerte aufsummiert oder gemittelt (4) und mit einem Grenzwert verglichen. Ist dieser Grenzwert für mehr als einen vorgegebenen Zeitraum (beispielsweise 20 bis 200 ms) überschritten, so wird dies als ein Hinweis auf einen Lichtbogen gewertet und der angeschlossene Verbraucher abgeschaltet.Finally, all spectral components of the current values recorded during the last 1 to 100 ms, for example, are summed up or averaged ( 4 ) and compared with a threshold. If this limit is exceeded for more than a predetermined period of time (for example 20 to 200 ms), this is regarded as an indication of an arc and the connected consumer is switched off.
  • Hochpassfilterung der spektralen Komponenten im Zeitbereich und Bewertung von breitbandigen LeistungssprüngenHigh-pass filtering of the spectral components in the time domain and evaluation of broadband power jumps
  • Diese Variante baut auf das unter 3.1 beschriebene Verfahren auf. Es wird ebenfalls das Zeitsignal in bevorzugt zu 50 % überlappende Blöcke aufgeteilt; diese werden wiederum gefenstert und mit Hilfe einer Fourier- oder Cosinus-Transformation in den Frequenzbereich überführt. Nun kann noch eine Hochpassfilterung der einzelnen spektralen Komponenten (entsprechend 3) über ihren Zeitverlauf erfolgen, um auf festen Frequenzen liegende, sich durch langsame Änderungsgeschwindigkeit der Amplitude auszeichnende Störfrequenzen von Verbrauchern ausfiltern zu können und damit abzublocken. Anschließend werden die Frequenzblöcke in Untergruppen unterteilt und die Gesamtenergie einer jeden Untergruppe berechnet. Diese berechneten Gruppenenergien werden mit den Energien zeitlich früher (bevorzugt 1 bis 50 ms früher) aufgezeichneten Gruppen der jeweils gleichen Frequenzen verglichen. Dabei kann auch über mehrere der vergangenen und mehrere der aktuellen Gruppen gemittelt werden. Nun wird für alle Frequenzgruppen ermittelt, ob die Energie der aktuellen Gruppe gegenüber einer früheren Gruppe des gleichen Frequenzbereichs um mehr als einen Schwellwert angestiegen ist, und es wird die Anzahl der Gruppen bestimmt, für die das zutrifft. Dieser Mechanismus nutzt die Breitbandigkeit des durch einen Lichtbogen entstehenden weißen Rauschens sowie dessen plötzliches Einsetzen aus. Liegt die Anzahl der Frequenzgruppen, in welchen eine Energiezunahme stattgefunden hat, über einem Schwellwert, so wird das Auftreten eines Lichtbogens angenommen. Um nun nicht durch sporadisches und kurzzeitiges Auftreten von Lichtbögen beispielsweise durch Schalt- oder Steckvorgänge, Fehldetektionen auszulösen, kann ein weiteres Kriterium angewendet werden. Hierbei wird zu einem Zeitpunkt von z.B. 10 bis 200 ms nach der Detektion des Einsetzens durch den Anstieg der Energien in den Frequenzgruppen nochmals die Energie aus den aktuellen Frequenzgruppen mit den Gruppen gleicher Frequenzen von vor dem Einsetzen des Bogens verglichen. Sind diese inzwischen wieder ähnlich groß, so lag nur ein kurzes Ereignis vor und eine Abschaltung des Stromkreises ist nicht erforderlich. Sind die Energien der Frequenzgruppen immer noch deutlich oberhalb derer vor dem Einsetzen, liegt ein Schadlichtbogen vor und der angeschlossene Stromkreis muss abgetrennt werden.This variant is based on the method described under 3.1. Also, the time signal is split into blocks that preferably overlap by 50%; these are in turn windowed and converted into the frequency domain using a Fourier or cosine transformation. Now, a high-pass filtering of the individual spectral components (corresponding to 3 ) take place over their time course in order to be able to filter out noise frequencies lying on fixed frequencies and characterized by a slow rate of change of the amplitude, and thereby to block them. Subsequently, the frequency blocks are divided into subgroups and the total energy of each subgroup is calculated. These calculated group energies are compared with the groups of the same frequencies recorded earlier in time (preferably 1 to 50 ms earlier). It can also be averaged over several of the past and several of the current groups. Now it is determined for all frequency groups whether the energy of the current group has risen by more than a threshold compared to an earlier group of the same frequency range, and the number of groups for which this is the case is determined. This mechanism exploits the broadbandness of the white noise generated by an arc and its sudden onset. If the number of frequency groups in which an energy increase has occurred is above a threshold value, the occurrence of an arc is assumed. In order not to trigger erroneous detections by sporadic and short-term occurrence of arcs, for example by switching or plug-in operations, another criterion can be applied. Here, at a time of, for example, 10 to 200 ms after the detection of the onset by the increase of energies in the frequency groups, the energy from the current frequency groups is again compared with the groups of equal frequencies from before the onset of the arc. If these are again similar in size, then there was only a short event and a shutdown of the circuit is not required. If the energies of the frequency groups are still well above those before insertion, there is a damage arc and the connected circuit must be disconnected.
  • Kurzzeitspektrum aus den spektralen Komponenten im ZeitbereichShort-term spectrum from the spectral components in the time domain
  • Teilweise aber tritt der Fall ein, dass angeschlossene Verbraucher relativ schnell die Amplitude ihrer Stromaufnahme und damit auch die Amplitude ihrer Störungen ändern. Das können beispielsweise Inverter für bürstenlose Servomotoren (BLDC), die ein schnell wechselndes Lastprofil fahren, oder Schaltregler mit schwankender Ausgangslast sein. In diesem Fall nützt die beschriebene Hochpassfilterung der spektralen Anteile im Zeitbereich wenig, um diese aus dem Signal zu entfernen. Daher wird vorgeschlagen, jeweils einen Satz aus allen spektralen Komponenten einer Frequenz über eine Länge von z.B. 10 bis 200ms im Zeitbereich zusammenzufassen, mittels Fensterfunktion zu fenstern und nochmals eine Fourier- oder Cosinus-Transformation darauf anzuwenden, wobei auch hier auf die Phaseninformation, die von der Frequenztransformation geliefert wird, verzichtet werden kann, was eine Betragsbildung erlaubt.In some cases, however, the case occurs that connected consumers change the amplitude of their current consumption relatively quickly and thus also the amplitude of their disturbances. For example, inverters for brushless servomotors (BLDC) that drive a rapidly changing load profile or switching regulators with fluctuating output loads can be. In this case, the described high-pass filtering of the spectral components in the time domain uses little to remove them from the signal. Therefore, it is proposed to use one set of all the spectral components of a frequency over a length of e.g. 10 to 200ms in the time domain to summarize windows by means of window function and again apply a Fourier or cosine transformation on it, which can be omitted here on the phase information that is supplied by the frequency transformation, which allows a magnitude.
  • Die erste Frequenztransformation aus dem Zeitbereich in das Kurzzeitspektrum sorgt dafür, dass sich die Störungen des angeschlossenen Verbrauchers im Stromsignal, welche üblicherweise als mehrere diskrete und relativ konstante (Grundwelle und Oberwellen dazu) Frequenzen vorliegen, in wenigen spektralen Komponenten sammeln. Die zweite Transformation, bei der nun spektrale Komponenten gleicher Frequenz nochmals hinsichtlich ihres zeitlichen Verlaufs analysiert werden, konzentriert wiederum deterministische, also nicht rauschende zeitliche Verläufe gleicher Frequenzanteile erneut auf wenige spektrale Komponenten, die dann nicht weiter betrachtet werden sollen (sollten bzw. dürfen).The first frequency transformation from the time domain into the short-term spectrum ensures that the disturbances of the connected consumer in the current signal, which are usually present as a plurality of discrete and relatively constant (fundamental and harmonics thereto) frequencies, accumulate in a few spectral components. The second transformation, in which spectral components of the same frequency are again analyzed with regard to their time course, again concentrates deterministic, ie no-noise temporal courses of equal frequency components on a few spectral components, which should not (should or should) be considered further.
  • Anschließend können diese spektralen Komponenten, in denen nun die Störungen des Verbrauchers zusammengefasst sind, durch eine wie in 3.1 beschriebene Dynamikkompression oder bzw. und durch ein Aussortieren einer gegebenen Anzahl an Maximalwerten entfernt werden. Auch eine vorherige Skalierung mit dem vom Verbraucher aufgenommenen Gleichstrom ist hier wiederum möglich.Subsequently, these spectral components, in which the disturbances of the consumer are now summarized, can be removed by a dynamic compression as described in FIG. 3.1 or, respectively, and by sorting out a given number of maximum values. Also, a previous scaling with the DC consumed by the consumer is possible here again.
  • Es bleiben nur die nicht-deterministischen spektralen Komponenten übrig, welche ein Maß für das Rauschen im Signal angeben. Summiert man nun alle Transformationen aller Frequenzen eines Zeitabschnitts auf und vergleicht sie mit einem Schwellwert, so kann damit die Existenz eines Lichtbogens festgestellt und der betroffene Verbraucher abgeschaltet werden (siehe 5).Only the non-deterministic spectral components remain, which give a measure of the noise in the signal. If all the transformations of all frequencies of a time segment are summed up and compared with a threshold value, the existence of an arc can be determined and the affected consumer can be switched off (see 5 ).

Claims (14)

  1. Verfahren zur Erkennung von Lichtbögen in Gleichstromkreisen, mit den folgenden Schritten: - Erfassen des Zeitverlaufs eines den Stromfluss repräsentierenden Messsignals, - Unterteilen des Messsignalverlaufs in einzelne benachbarte Zeitabschnitte, die sich überlappen, und zwar insbesondere um bis zu 50 %, oder die aneinander anschließen oder die zeitlich voneinander beabstandet sind, - Transformieren der Zeitabschnitte in den Frequenzbereich und Erhalten des Frequenzspektrums mit Signalanteilen für die im Spektrum enthaltenen Frequenzen oder für einzelne Frequenzbänder, zu denen Frequenzen des Frequenzspektrums jeweils zusammengefasst sind, und mit der Größe der jeweiligen Signalanteile, - für jede Frequenz oder für ausgewählte Frequenzen oder für jedes Frequenzband oder für ausgewählte Frequenzen des Frequenzspektrums mehrerer zeitlich aufeinanderfolgender Zeitabschnitte durchzuführende Untersuchung auf das Vorhandensein von mit einer vorgegebenen Mindeständerungsrate erfolgende oder erfolgte Veränderung der Signalanteile, - Summierung oder Mittelwertbildung der Größen der sich mit der Mindestveränderungsrate verändernden Signalanteile jeder Frequenz oder ausgewählter Frequenzen oder jedes Frequenzbandes oder ausgewählter Frequenzbänder des Frequenzspektrums der zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitabschnitte des Messsignalverlaufs, - Vergleichen des Summen- oder des Mittelwerts mit einem vorgebbaren ersten Grenzwert und - Erkennen und gegebenenfalls Signalisieren eines Lichtbogens, wenn der Summen- oder der Mittelwert größer als der oder gleich dem ersten Grenzwert ist.Method for detecting electric arcs in DC circuits, comprising the following steps: Detecting the time course of a measurement signal representing the current flow, dividing the measurement signal profile into individual adjacent time segments which overlap, in particular by up to 50%, or adjoin one another or which are temporally spaced from one another, transforming the time segments into the frequency domain and Receiving the frequency spectrum with signal components for the frequencies contained in the spectrum or for individual frequency bands to which frequencies of the frequency spectrum are respectively combined, and with the size of the respective signal components, - for each frequency or for selected frequencies or for each frequency band or for selected frequencies of the Frequency spectrum of several temporally successive periods of time to be carried out investigation on the presence of a predetermined minimum rate of change or made change of the signal components, - summation or averaging the magnitudes of the signal components of each frequency or selected frequencies or of each frequency band or selected frequency bands of the frequency spectrum of the temporally successive time segments of the measurement signal waveform, - comparison of the sum or average value with a predefinable first limit value and - detection and optionally signaling of an arc if the sum or mean is greater than or equal to the first threshold.
  2. Verfahren zur Erkennung von Lichtbögen in Gleichstromkreisen, mit den folgenden Schritten: - Erfassen des Zeitverlaufs eines den Stromfluss repräsentierenden Messsignals, - Unterteilen des Messsignalverlaufs in einzelne benachbarte Zeitabschnitte, die sich überlappen, und zwar insbesondere um bis zu 50 %, oder die aneinander anschließen oder die zeitlich voneinander beabstandet sind, - Transformieren der Zeitabschnitte in den Frequenzbereich und Erhalten des Frequenzspektrums mit Signalanteilen für die im Spektrum enthaltenen Frequenzen oder für einzelne Frequenzbänder, zu denen Frequenzen des Frequenzspektrums jeweils zusammengefasst sind, und mit der Größe der jeweiligen Signalanteile, - für jede Frequenz oder für ausgewählte Frequenzen oder für jedes Frequenzband oder für ausgewählte Frequenzen des Frequenzspektrums mehrerer zeitlich aufeinanderfolgender Zeitabschnitte durchzuführende Untersuchung auf das Vorhandensein von mit einer vorgegebenen Mindeständerungsrate erfolgende oder erfolgte Veränderung der Signalanteile, - Unterteilen der Frequenzanteile jedes zu einem Zeitabschnitt gehörenden Frequenzspektrums in mehrere Gruppen von Frequenzen, - jeweiliges Bilden der Gesamtsumme oder des Mittelwerts der Größen der Signalanteile der zu einer Gruppe zusammengefassten Frequenzen, - Vergleichen der Gesamtsumme oder des Mittelwerts der Signalanteile der Frequenzen einer Frequenzgruppe für mehrere Zeitabschnitte, - Erkennen, ob die Gesamtsumme oder der Mittelwert um mehr als ein Schwellwert gegenüber der Gesamtsumme oder des Mittelwerts einer dieselben Frequenzen aufweisenden, früher aufgezeigten Frequenzgruppe um mehr als ein zweiter Grenzwert angestiegen ist, - Bestimmen der Anzahl der Frequenzgruppen, für die das gilt und - Erkennen und gegebenenfalls Signalisieren eines Lichtbogens, wenn die Anzahl der Frequenzgruppen größer ist als eine vorgebbare Mindestanzahl.Method for detecting electric arcs in DC circuits, comprising the following steps: Detecting the time characteristic of a measurement signal representing the current flow, Subdividing the measurement signal profile into individual adjacent time segments which overlap, in particular by up to 50%, or which adjoin one another or which are temporally spaced from one another, Transforming the time sections into the frequency domain and obtaining the frequency spectrum with signal components for the frequencies contained in the spectrum or for individual frequency bands to which frequencies of the frequency spectrum are respectively combined, and with the size of the respective signal components, for each frequency or for selected frequencies, or for each frequency band, or for selected frequencies of the frequency spectrum of several time-sequential periods, an investigation of the presence of a change in the signal components at a predetermined minimum rate of change, Dividing the frequency components of each frequency spectrum belonging to one time period into several groups of frequencies, respectively forming the total or average of the magnitudes of the signal components of the frequencies combined into a group, Comparing the sum or average of the signal components of the frequencies of a frequency group for a plurality of time segments, Detecting whether the total or the mean has risen by more than a threshold value by more than a second limit value compared with the total or the mean value of a frequency spectrum having the same frequencies, Determining the number of frequency groups to which this applies and - Detecting and, if necessary, signaling an arc if the number of frequency groups is greater than a predefinable minimum number.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Untersuchung auf das Vorhandensein von mit einer vorgebbaren Mindeständerungsrate erfolgenden oder erfolgten Veränderung der Signalanteile mittels einer Hochpassfilterung erfolgt.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the investigation is carried out on the presence of taking place with a predeterminable minimum rate of change or made change of the signal components by means of a high-pass filtering.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schritte für eine vorgebbare Anzahl von jeweils zeitlich letzten, aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten des Messsignalverlaufs durchgeführt werden.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the individual steps are carried out for a predeterminable number of temporally last, successive time periods of the measurement signal waveform.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des ersten oder zweiten Grenzwerts entsprechend der Größe der für die Summen- oder Mittelwertbildung genutzten Signalanteile nachgeführt und insbesondere adaptiv nachgeführt wird.Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the size of the first or second limit value is tracked in accordance with the size of the signal components used for the summation or averaging and in particular is tracked adaptively.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der Größe der gemäß den Verfahrensschritten verarbeiteten Zeitabschnitte des Messsignalverlaufs und/oder der verarbeiteten Signalanteile der Frequenzspektren dieser Zeitabschnitte des Messsignalverlaufs eine Dynamikkompensation durch z.B. Logarithmierung oder Verrechnung mit Arkustangens erfolgt.Method according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that with respect to the size of the processed according to the method steps of the measuring signal waveform and / or the processed signal components of the frequency spectra of these time segments of the measurement signal waveform, a dynamic compensation by, for example, logarithmization or billing with arctan takes place.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Untersuchung auf das Vorhandensein von mit einer vorgebbaren Mindeständerungsrate erfolgenden oder erfolgten Veränderung der Signalanteile erweitert wird auf die Untersuchung von sich im Wesentlichen periodisch verändernde Signalanteile und dass diese Signalanteile bei der Summen- oder Mittelwertbildung außer Acht bleiben.Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the examination is extended to the examination of signal components which occur at a predeterminable minimum rate of change or to a change in the signal components which essentially changes periodically, and that these signal components are ignored in the sum or mean value formation.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erweiterte Untersuchung auf das Vorhandensein von mit einer vorgegebenen Mindeständerungsrate im Wesentlichen periodisch erfolgenden oder erfolgten Veränderungen der Signalanteile anhand einer Transformation in den Frequenzbereich erfolgt, indem - jedem Signalanteil jeder Frequenz oder mindestens einer ausgewählten Frequenz oder jedes Frequenzbandes oder mindestens eines Frequenzbandes der Frequenzspektren mehrerer Zeitabschnitte durch Zuordnung zu dem betreffenden Zeitabschnitt ein Zeitpunkt zugewiesen wird, womit über die Zeitabschnitte betrachtet insoweit ein Signal im Zeitbereich gegeben ist, - über jeweils eine vorgebbare Anzahl von Zeitpunkten betrachtet für jeden Signalanteil jeder Frequenz oder mindestens einer ausgewählten Frequenz oder jedes Frequenzbandes oder mindestens eines ausgewählten Frequenzbandes der Frequenzspektren eine Transformation in den Frequenzbereich erfolgt und - mittels einer Analyse des auf diese Weise für die vorgebbare Anzahl von Zeitpunkten erhaltenen Frequenzspektrums die Signalanteile bei der der im Wesentlichen periodischen Veränderung zugeordneten Frequenz aussortiert werden und somit nicht in die nachfolgende Summen- oder Mittelwertbildung eingehen.Method according to Claim 7 , characterized in that the extended examination for the presence of with a predetermined At least a minimum rate of change of the signal components substantially periodic or effected by means of a transformation in the frequency domain by - each signal component of each frequency or at least one selected frequency or frequency band or at least one frequency band of the frequency spectra of several time periods by assigning to the relevant period of time is assigned in which, viewed over the time periods, a signal is given in the time domain, - for each signal component of each frequency or at least one selected frequency or each frequency band or at least one selected frequency band of the frequency spectra a transformation takes place into the frequency domain over a respective specifiable number of times, and - By means of an analysis of the frequency spectrum thus obtained for the predetermined number of times the signal components at the substantially Periodic change assigned frequency are sorted out and thus not enter into the subsequent sum or averaging.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse durch Untersuchung auf die n größten Signalanteile und durch Verwerfen dieser n größten Signalanteile erfolgt, wobei n eine ganze natürliche Zahl größer Null ist, oder durch Verwerfen aller Signalanteile, die größer als ein vorgebbarer dritter Grenzwert sind.Method according to Claim 8 , characterized in that the analysis is carried out by examination of the n largest signal components and by discarding these n largest signal components, where n is a whole natural number greater than zero, or by discarding all signal components which are greater than a predefinable third limit value.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformation in den Frequenzbereich mittels eines Fourier-Transformation, insbesondere einer FFT, oder mittels einer Cosinus-Transformation erfolgt.Method according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the transformation into the frequency domain by means of a Fourier transform, in particular an FFT, or by means of a cosine transformation.
  11. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, sofern auf Anspruch 1 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass nicht mehr auf einen Lichtbogen erkannt wird, wenn der Summen- oder der Mittelwert der sich mit der Mindestveränderungsrate verändernden Signalanteile jeder Frequenz oder ausgewählter Frequenzen oder jedes Frequenzbandes oder ausgewählter Frequenzbänder des Frequenzspektrums eines oder eines der Zeitabschnitte des Messverlaufsignals der innerhalb eines ab der Ersterkennung eines Lichtbogens laufenden Intervalls liegt, kleiner als der erste Grenzwert ist.Method according to Claim 1 or one of the preceding claims, as far as Claim 1 rear-facing, characterized in that no longer is detected on an arc when the sum or the average of the changing with the minimum rate of change signal components of each frequency or selected frequencies or each frequency band or selected frequency bands of the frequency spectrum of one or one of the time segments of the measurement signal within is an interval starting from the first detection of an arc, is smaller than the first limit value.
  12. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, sofern auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erkennen eines Lichtbogens die Gesamtsumme oder der Mittelwert der Größen der Signalanteile der zu einer Gruppe zusammengeführten Frequenzen des Frequenzspektrums, das zu einem oder einem der nachfolgenden Zeitabschnitte gehört, der innerhalb eines ab erster Erkennung eines Lichtbogens laufenden Intervalls liegt, gebildet wird und mit der Gesamtsumme oder dem Mittelwert der dieselben Frequenzen aufweisenden, vor der Ersterkennung des Lichtbogens aufgezeichneten Frequenzgruppe verglichen wird und dass nicht mehr auf einen Lichtbogen erkannt wird, wenn die Gesamtsumme oder der Mittelwert einer Frequenzgruppe eines zu einem oder einem der nachfolgenden Zeitabschnitte gehörenden Frequenzspektrums kleiner ist als die Gesamtsumme oder der Mittelwert der dieselben Frequenzen aufweisenden, vor der Erkennung des Lichtbogens aufgezeichneten Frequenzgruppe.Method according to Claim 2 or one of the preceding claims, as far as Claim 2 referred to back, characterized in that after detecting an arc, the total or the average of the magnitudes of the signal components of the combined frequencies of the frequency spectrum belonging to one or one of the subsequent periods, which is within an arc starting from the first detection of an interval , is formed and compared with the sum or average of the same frequency groups recorded before the first detection of the arc and that is no longer detected on an arc, when the sum or the mean of a frequency group one at one or one of the subsequent periods belonging to the frequency spectrum smaller than the total or the average value of the same frequencies having recorded before the detection of the arc frequency group.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erkennung eines Lichtbogens oder nach der Verifizierung der Existenz eines Lichtbogens der Strom im Gleichstromkreis ausgeschaltet wird.Method according to one of Claims 1 to 12 , characterized in that after detection of an arc or after verification of the existence of an arc, the current in the DC circuit is turned off.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ersterkennen eines Lichtbogens und Verifizierung der Erkennung des Lichtbogens für ein ab Ersterkennung des Lichtbogens laufendes Intervall der Gleichstromkreis abgeschaltet wird.Method according to one of Claims 1 to 13 , characterized in that when first detecting an arc and verification of the detection of the arc for a running from the first detection of the arc interval of the DC circuit is turned off.
DE102018114540.3A 2018-06-18 2018-06-18 Method for detecting electric arcs in DC circuits Active DE102018114540B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018114540.3A DE102018114540B3 (en) 2018-06-18 2018-06-18 Method for detecting electric arcs in DC circuits

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018114540.3A DE102018114540B3 (en) 2018-06-18 2018-06-18 Method for detecting electric arcs in DC circuits

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018114540B3 true DE102018114540B3 (en) 2019-11-21

Family

ID=68419387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018114540.3A Active DE102018114540B3 (en) 2018-06-18 2018-06-18 Method for detecting electric arcs in DC circuits

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018114540B3 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019202039B3 (en) * 2019-02-15 2020-06-04 Siemens Aktiengesellschaft Arc detection in the DC network
DE102020112035B3 (en) 2020-05-05 2021-07-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for detecting an electric arc in an on-board network by means of a visibility graph, control device and on-board network

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3236274A1 (en) * 2015-02-18 2017-10-25 Omron Corporation Electric arc detection device and electric arc detection method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3236274A1 (en) * 2015-02-18 2017-10-25 Omron Corporation Electric arc detection device and electric arc detection method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019202039B3 (en) * 2019-02-15 2020-06-04 Siemens Aktiengesellschaft Arc detection in the DC network
DE102020112035B3 (en) 2020-05-05 2021-07-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for detecting an electric arc in an on-board network by means of a visibility graph, control device and on-board network

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2568560B1 (en) Frequency inverter and method for detecting and blocking a residual current in a frequency inverter
DE102004056436B4 (en) Method and device for detecting residual current arcs in electrical circuits
DE112012001189B4 (en) Methods, systems and devices for the detection of parallel electrical arcing faults
DE102018114540B3 (en) Method for detecting electric arcs in DC circuits
EP2372857A1 (en) Determination of the proportion of differential current made up of faulty current
WO2004025811A2 (en) Method and device for detecting sparking and spark erosion in electric machines
DE112005001167T5 (en) Residual current detection
DE10205381A1 (en) Monitoring insulation of direct current network, with measurement resistance galvanically separated from resistance measurement device to suppress interference effects
DE102012109749A1 (en) Method and device for detecting an arc in a DC circuit
EP2466710A1 (en) Method and device for detecting arc faults in an alternating current network
WO2004102760A1 (en) Method and device for detecting disturbing arcs
DE102013110993A1 (en) Method and device for monitoring at least one electronic switch contact for a vehicle
WO2012017015A2 (en) Method and device for parasitic current detection
DE102019202039B3 (en) Arc detection in the DC network
EP0696830A1 (en) Locating earth faults in electric networks with grounding coil
EP0606283B1 (en) Process and appropriate measuring arrangement for assessing the arc on sliding contacts of electric machines
DE102010053816A1 (en) Device for detecting an arc and associated method
EP3204782B1 (en) Method for determining characteristics of a partial discharge event
EP2399328B1 (en) Circuit breaker having detection of the aperiodic current change
DE19640821B4 (en) Method and device for detecting earth faults
WO1997007411A1 (en) Measurement system for electric disturbances in a high-voltage switchboard plant
DE102016100671A1 (en) Method and device for short-circuit monitoring of a three-phase load
EP0993694B1 (en) Method for monitoring an electric circuit
EP1665487A1 (en) Method for controlling an electronic overcurrent trip for low-voltage circuit breakers
EP2869072A1 (en) Device and method for detecting electric energy from single or multiple phase consumers

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final