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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogenentladungs-Erfassungsvorrichtung bzw. Bogenentladungs-Erfassungsvorrichtung, die eine Bogenentladung erkennt bzw. erfasst, die in einem Bedienfeld bzw. Steuerpanel bzw. einer Steuerkonsole erscheint bzw. auftritt, die zwischen einem Energiesystem und einer Last angeschlossen ist.
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Stand der Technik
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Bei Geräten, die mit elektrischer Leistung bzw. elektrischer Energie umgehen, z.B. bei einer Stromquelle und dergleichen, besteht die Sorge, dass, wenn sich ein Anschlussteil bzw. Verbindungsteil, ein Anschluss oder dergleichen der Verkabelung bzw. Verdrahtung löst, eine Bogenentladung an dem Teil auftritt, die zu einem schweren Unfall wie z.B. einem Brand oder dergleichen führen kann.
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Um zu verhindern, dass ein durch eine Bogenentladung verursachter Unfall in Fabriken auftritt, in denen eine vergleichsweise große Menge an elektrischer Leistung gehandhabt wird, wurden daher Gegenmaßnahmen ergriffen, durch Erfassen von Auftreten einer Bogenentladung.
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Beispiele für Verfahren zum direkten Erfassen einer Bogenentladung beinhalten ein Verfahren zum Erfassen von spezifischem Licht, das beim Auftreten einer Bogenentladung erzeugt wird, und ein Verfahren zum Erfassen einer signifikanten Änderung eines Stroms, der in der Verdrahtung fließt, wenn eine Bogenentladung auftritt.
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In der Patentliteratur 1 wird zum Beispiel ein drahtloses Kommunikationssystem offenbart, bei dem ein Messwert eines elektrischen Stroms, der in einer Verdrahtung innerhalb eines Verteilers fließt, drahtlos an eine Vorrichtung, angeordnet außerhalb des Verteilers, übertragen wird.
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Patentliteratur 1:
Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2014-167704 -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Bei dem oben beschriebenen Verfahren zum Erfassen von Licht, das bei einer Bogenentladung erzeugt wird, sind die zu überwachenden Objekte bzw. Ziele begrenzt, da ein Lichtdetektor an einer Stelle vorgesehen werden muss, an der er wahrscheinlich Licht empfängt. In einem solchen System, das in Patentliteratur 1 offenbart wird, kann zwar eine plötzliche Änderung eines zu überwachenden Stromwertes unter Verwendung des Verfahrens zum Erfassen einer Änderung eines Stroms, der durch die Verdrahtung fließt, erfasst werden, es besteht jedoch die Sorge, dass eine Änderung im Strom, verursacht durch eine Überspannung bzw. einen Stromstoß, der auf ein Energiesystem zurückzuführen ist, fälschlicherweise als Bogenentladung erfasst wird, obwohl sie nicht durch eine Bogenentladung verursacht wird.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bogenentladungs-Erfassungsvorrichtung bereitzustellen, die verhindern kann, dass eine plötzliche Änderung in einem Strom, verursacht durch einen Stromstoß, fälschlicherweise als Bogenentladung erfasst wird, und die das Auftreten einer Bogenentladung in einer Steuerkonsole erfasst.
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Lösung des Problems
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Eine Bogenentladungs-Erfassungsvorrichtung als ein Beispiel für die vorliegende Offenbarung ist eine Vorrichtung, die eine Bogenentladung erfasst, die in einer Steuerkonsole auftritt, die zwischen einem Energiesystem und einer Last geschaltet ist. Die Steuerkonsole weist eine Energieversorgungsschaltung, die der Last eine Energieversorgungsspannung zuführt, und ein Verbindungsteil zum Verbinden der Verdrahtung auf. Darüber hinaus enthält eine Bogenentladungs-Erfassungsvorrichtung als ein Beispiel für die vorliegende Offenbarung eine Systemstrom-Erfassungseinheit, die einen Anstieg eines Systemstroms erfasst, der von dem Energiesystem in die Steuerkonsole fließt und einen Systemstrom-Schwellenwert überschreitet, eine Einzelstrom-Erfassungseinheit, die einen Anstieg eines Einzelstroms erfasst, der in der Energieversorgungsschaltung fließt und einen Einzelstrom-Schwellenwert überschreitet, und eine Bogenentladungs-Erfassungseinheit, die die in der Steuerkonsole auftretende Bogenentladung getrennt von einem in das Energiesystem fließenden Stromstoß auf Basis eines Erfassungssignals des Systemstroms von der Systemstrom-Erfassungseinheit und eines Erfassungssignals des Einzelstroms von der Einzelstrom-Erfassungseinheit identifiziert.
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Mit dieser Konfiguration kann die Bogenentladungs-Erfassungseinheit eine Bogenentladung, die in der Steuerkonsole auftritt, auf Basis des Erfassungssignals des Systemstroms und des Erfassungssignals des Einzelstroms getrennt von einem Stromstoß erfassen, der in das Energiesystem fließt, und so ist es möglich zu verhindern, dass eine plötzliche Änderung in dem Strom, verursacht durch den Stromstoß, fälschlicherweise als Bogenentladung erfasst wird.
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Darüber hinaus ist die Bogenentladungs-Erfassungsvorrichtung als Beispiel für die vorliegende Offenbarung eine Vorrichtung, die eine Bogenentladung erfasst, die in der Systemschaltung auftritt, die zwischen dem Energiesystem und der Last geschalten ist. Die Steuerkonsole verfügt über eine Energieversorgungsschaltung, die die Last mit einer Energieversorgungsspannung versorgt, und ein Verbindungsteil zum Verbinden der Verdrahtung. Darüber hinaus umfasst die Bogenentladungs-Erfassungsvorrichtung als Beispiel für die vorliegende Offenbarung eine Einzelstrom-Erfassungseinheit, die einen Anstieg eines Einzelstroms erfasst, der in der Energieversorgungsschaltung fließt und einen Einzelstromschwellenwert überschreitet, eine Spannungserfassungseinheit, die einen sofortigen Anstieg von einer Spannung des Energiesystems erfasst, und eine Bogenentladungs-Erfassungseinheit, die die Bogenentladung, die in der Steuerkonsole auftritt, getrennt von einem Stromstoß, der in das Energiesystem fließt, auf Basis eines Erfassungssignals der Spannung des Energiesystems von der Spannungserfassungseinheit und eines Erfassungssignals des Einzelstroms von der Einzelstrom-Erfassungseinheit identifiziert.
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Mit dieser Konfiguration kann die Bogenentladungs-Erfassungseinheit eine Bogenentladung, die in der Steuerkonsole auftritt, auf Basis des Erfassungssignals der Systemspannung und des Erfassungssignals des Einzelstroms getrennt von einem Stromstoß, der in das Energiesystem fließt, erfassen, und so kann verhindert werden, dass eine plötzliche Änderung in dem Strom, verursacht durch einen Stromstoß, fälschlicherweise als Bogenentladung erfasst wird.
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Darüber hinaus umfasst die Systemstrom-Erfassungseinheit in einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung einen zweiten Stromwandler, der einen Strom erfasst, der von dem Energiesystem zu der Steuerkonsole fließt, eine zweite drahtlose Übertragungseinheit, die das Erfassungssignal des Systemstroms drahtlos mit einem elektrischen Strom überträgt, der an eine Sekundärseite des zweiten Stromwandlers ausgegeben werden soll, und eine zweite drahtlose Empfangseinheit, die ein Übertragungssignal der zweiten drahtlosen Übertragungseinheit empfängt.
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Da die Bogenentladungs-Erfassungseinheit bei dieser Konfiguration das Erfassungssignal des Stroms, der von dem Energiesystem zu der Steuerkonsole fließt, in drahtloser Kommunikation empfängt, kann die Bogenentladungs-Erfassungseinheit an einem getrennten Ort von der Steuerkonsole angeordnet werden, wodurch die Kompatibilität mit bestehenden Vorrichtungen hoch wird.
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Darüber hinaus beinhaltet die Einzelstrom-Erfassungseinheit in einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung einen ersten Stromwandler, der einen Einzelstrom, der in der Energieversorgungsschaltung fließt, erfasst, eine erste drahtlose Übertragungseinheit, die das Erfassungssignal des Einzelstroms mit dem auszugebenden elektrischen Strom drahtlos an eine Sekundärseite des ersten Stromwandlers überträgt, und eine erste drahtlose Empfangseinheit, die ein Übertragungssignal der ersten drahtlosen Übertragungseinheit empfängt.
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Da die Bogenentladungs-Erfassungseinheit bei dieser Konfiguration das Erfassungssignal des Stroms, das einzeln in der Energieversorgungsschaltung fließt, in der drahtlosen Kommunikation empfängt, kann die Bogenentladungs-Erfassungseinheit an einem getrennten Ort von der Steuerkonsole angeordnet werden, wodurch eine hohe Kompatibilität mit bestehenden Vorrichtungen erreicht wird.
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Darüber hinaus sind in einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung eine Stromänderungs-Zähleinheit, die die Anzahl der Vorgänge der Einzelstrom-Erfassungseinheit, die den Anstieg des Einzelstroms erfasst, der den Einzelstromschwellenwert in einer vorbestimmten Zeitspanne überschreitet, als Anzahl der Änderungen zählt, und eine Situationserfassungseinheit für erscheinende Bogenentladungen bzw. eine Bogenentladungserscheinungssituation-Erfassungseinheit, die eine Bogenentladungsauftrittssituation bzw. eine Situation, in der eine Bogenentladung auftritt auf Basis eines Erfassungsergebnisses der Stromänderungs-Zähleinheit erfasst, bereitgestellt.
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Mit dieser Konfiguration kann durch Erfassen eines plötzlichen Anstiegs der Häufigkeit des Auftretens von Bogenentladungen auf Basis des Zählergebnisses der Stromänderungs-Zähleinheit eine Situation erfasst werden, in der eine Bogenentladung z.B. durch eine gelockerte Klemme bzw. Anschluss oder ähnliches verursacht wird, und die Erhaltung der Steuerkonsole kann überprüft werden, ohne sich z.B. auf eine regelmäßige Wartung zu verlassen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, zu verhindern, dass eine plötzliche Änderung in einem Strom, verursacht durch einen Stromstoß, fälschlicherweise als Bogenentladung erfasst wird, und um das Auftreten einer Bogenentladung in einer Steuerkonsole zu erfassen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Bogenentladungs-Erfassungsvorrichtung 101 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 2 ist ein Beispiel für ein Wellenformdiagramm einer Energieversorgungsschaltung 10A.
- 3 ist ein typisches Wellenformdiagramm einer Eingangsspannung und eines Eingangsstroms in Bezug auf eine Energieversorgungsschaltung.
- 4 ist ein Flussdiagramm, das Details des Verarbeitens einer Bogenentladungs-Erfassungseinheit 4 zeigt, die in 1 veranschaulicht ist.
- 5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer drahtlosen Übertragungseinheit 21A veranschaulicht, die in 1 dargestellt ist.
- 6, einschließlich (A) und (B), sind Wellenformdiagramme von Systemspannungen, die von einem Energiesystem in eine Steuerkonsole 1 eingegeben werden.
- 7 ist ein Flussdiagramm, das Details eines anderen Verarbeitungsvorgangs der Bogenentladungs-Erfassungseinheit 4 zeigt.
- 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die zeitliche Änderung der gezählten Anzahl von Vorgängen von Empfangen eines Erfassungssignals von den ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B zeigt, die in 1 veranschaulicht sind.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform zum Implementieren der vorliegenden Erfindung in Bezug auf mehrere Diagramme beschrieben.
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Anwendungsbeispiel
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Zunächst wird ein Beispiel der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 1 beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Bogenentladungs-Erkennungsvorrichtung 101 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Die Bogenentladungs-Erfassungsvorrichtung 101 ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vorrichtung, die eine Bogenentladung erfasst, die in einer Steuerkonsole 1 auftritt, die zwischen dem Energiesystem und den Lasten 2A und 2B angeschlossen ist, wie in 1 veranschaulicht. Die Steuerkonsole 1 weist einen Unterbrecher bzw. Ausschalter bzw. Schalter 13, der an das Energiesystem angeschlossenen ist, AC/DC-Energieversorgungsschaltungen 10A und 10B, die die Lasten 2A und 2B mit Energieversorgungsspannung versorgen, eine Verdrahtung, die jede der Einheiten verbindet, und ein Verbindungsteil davon, auf. Die Bogenentladungs-Erfassungsvorrichtung 101 beinhaltet eine Systemstrom-Erfassungseinheit, die einen Systemstrom erfasst, der von dem Energiesystem in die Steuerkonsole 1 fließt, eine Einzelstrom-Erfassungseinheit, die einen Einzelstrom erfasst, der in den Energieversorgungsschaltungen 10A und 10B fließt, und eine Bogenentladungs-Erfassungseinheit 4. Die Bogenentladungs-Erfassungseinheit 4 identifiziert eine Bogenentladung, die in der Steuerkonsole auf Basis eines Erfassungssignals des Systemstroms und eines Erfassungssignals des Einzelstroms auftritt, getrennt von einem Stromstoß, der in dem Energiesystem fließt.
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Konfigurationsbeispiel
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Als nächstes wird eine Konfiguration einer Bogenentladungs-Erfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Figuren beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Bogenentladungs-Erfassungsvorrichtung 101 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben veranschaulicht.
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Die Steuerkonsole 1 enthält erste Stromwandler 11A und 11B, die die Ströme erfassen, die einzeln in den Energieversorgungsschaltungen 10A und 10B fließen, und einen zweiten Stromwandler 12, der einen Systemstrom erfasst, der aus dem Energiesystem in die Steuerkonsole 1 fließt.
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Der erste Stromwandler 11A erfasst einen dreiphasigen Eingangsstrom in der AC/DC-Energieversorgungsschaltung 10A. Ebenso erfasst der andere erste Stromwandler 11B einen dreiphasigen Eingangsstrom in der AC/DC-Energieversorgungschaltung 10B. Der zweite Stromwandler 12 erfasst einen dreiphasigen Stromeingang von dem Energiesystem in die Steuerkonsole 1. In 1 sind die Stromwandler 11A, 11B und 12 nur als ein Block ausgedrückt, und sie sind keine Nullphasen-Stromwandler (ZCT).
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Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung, obwohl in 1 ein Beispiel vorgestellt wird, in dem eine dreiphasige AC-Spannung bzw. Wechselspannung aus dem dreiphasigen Energiesystem entnommen wird, auch auf einen zweiphasigen und einen einphasigen Strom angewendet werden kann.
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Darüber hinaus enthält die Steuerkonsole 1 erste drahtlose Übertragungseinheiten 21A und 21B, die drahtlos die Erfassungssignale der ersten Stromwandler 11A und 11B übertragen, und eine zweite drahtlose Übertragungseinheit 22, die drahtlos die Erfassungssignale des zweiten Stromwandlers 12 überträgt.
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Die erste drahtlose Übertragungseinheit 21A überträgt drahtlos ein Erfassungssignal des ersten Stromwandlers 11A mit der elektrischen Energie, um an eine Sekundärseite des ersten Stromwandlers 11A ausgegeben zu werden. Ebenso überträgt die erste drahtlose Übertragungseinheit 21B drahtlos ein Erfassungssignal des ersten Stromwandlers 11B mit der auszugebenden elektrischen Energie an eine Sekundärseite des ersten Stromwandlers 11B. Die zweite drahtlose Übertragungseinheit 22 überträgt drahtlos ein Erfassungssignal des zweiten Stromwandlers 12 mit der auszugebenden elektrischen Energie an eine Sekundärseite des zweiten Stromwandlers 12.
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Die Bogenentladungs-Erfassungsvorrichtung 101 enthält einen Empfänger 3, der Übertragungssignale der ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B und der zweiten drahtlosen Übertragungseinheit 22 empfängt, und eine Bogenentladungs-Erfassungseinheit 4, die eine Bogenentladung auf Basis der empfangenen Signale des Empfängers 3 getrennt von der Steuerkonsole 1 erfasst.
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Die ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B übertragen das Erfassungssignal drahtlos, wenn die Erfassungswerte der ersten Stromwandler 11A und 11B schnell ansteigen, um einen vorgegebenen Einzelstromschwellenwert zu überschreiten. Zusätzlich übertragen die zweiten drahtlosen Übertragungseinheiten 22 drahtlos das Erfassungssignal, wenn ein Erfassungswert des zweiten Stromwandlers 12 schnell ansteigt, um einen vorbestimmten Systemstrom-Schwellenwert zu überschreiten.
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Die ersten Stromwandler 11A und 11B, die ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B und der Empfänger 3 bilden gemäß der vorliegenden Erfindung eine „Einzelstrom-Erfassungseinheit“. Darüber hinaus bilden der zweite Stromwandler 12, die zweite drahtlose Übertragungseinheit 22 und der Empfänger 3 eine „Systemstrom-Erfassungseinheit“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Obwohl die ersten Stromwandler 11A und 11B auf der Eingangsseite der AC/DC-Energieversorgungsschaltungen 10A und 10B in 1 bereitgestellt sind, können die Wandler auch auf der (Ausgangsseite) Lastseite bereitgestellt werden, um einen DC-Laststrom zu erfassen. Mit dieser Konfiguration kann auch eine DC-Bogenentladung leicht erfasst werden.
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2 ist ein Beispiel für ein Wellenformdiagramm der Energieversorgungsschaltung 10A. In 2 stellt eine Wellenform E eine Wellenform einer Spannung dar, die an die Energieversorgungsschaltung 10A angelegt ist, eine Wellenform I stellt eine Wellenform eines Stroms dar, der in die Energieversorgungsschaltung 10A fließt und eine Wellenform P stellt eine Wellenform der elektrischen Energie der Last 2A dar. In diesem Beispiel wird zu einem Zeitpunkt t0 eine Eingangsspannung an die Energieversorgungsschaltung 10A angelegt, unmittelbar danach tritt eine Bogenentladung an einem Anschlussteil der Verdrahtung auf, angeschlossen an die Energieversorgungsschaltung 10A, und die Bogenentladung stoppt zu einem Zeitpunkt t1.
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Falls der Anschlussteil der Verdrahtung, angeschlossen an die Energieversorgungsschaltung 10A, locker wird oder ähnliches, ist es wahrscheinlich, dass unmittelbar nach dem Anlegen einer Spannung an die Energieversorgungsschaltung 10A eine Bogenentladung am losen Teil auftritt. Auch falls ein Strom beginnt in die Verdrahtung zu fließen, zu dem Zeitpunkt des Spannungseingangs, z.B. wenn ein Strompfad aufgrund der Lockerheit des Verbindungsteils oder ähnlichem geöffnet wird, kommt es an dem Teil zu einer Bogenentladung. Die Stromwellenform I schwankt aufgrund dieses transienten Phänomens erheblich.
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Jede der Wellenformen zu der oben beschriebenen Ausregelzeit gilt in ähnlicher Weise für den Energiequellenschaltung 10B.
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3 ist ein typisches Wellenformdiagramm einer Eingangsspannung und eines Eingangsstroms in Bezug auf die Energieversorgungsschaltungen. Eine Eingangsspannung wird zum Zeitpunkt t0 an eine Energieversorgungsschaltung angelegt, ein Einschaltstrom fließt darin zum Zeitpunkt des Anlegens, und in einem statischen Zustand danach schwankt ein Eingangsstrom entsprechend einer Änderung der Last. Die Schwankung ist geringer als der Einschaltstrom.
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Der Einschaltstrom zum Zeitpunkt des Anlegens der Eingangsspannung fließt auch dann, wenn keine Bogenentladung stattfindet. Der Einschaltstrom ist jedoch im Vergleich zu dem, wenn eine Bogenentladung auftritt, gering. Daher kann ein normaler Einschaltstrom von einer plötzlichen Stromschwankung, die durch eine Bogenentladung verursacht wird, unterschieden werden, je nachdem, ob ein Stromwert die vorgegebene Einzelstromschwelle überschreitet. In einem Fall, in dem z.B. ein normaler Einschaltstrom auf mehrere Ampere (A) und ein Spitzenstromwert, der durch das Auftreten einer Bogenentladung verursacht wird, auf Dutzende A eingestellt ist, wird der Einzelstromschwellenwert auf 10A gesetzt.
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Da in dem Energiesystem ein Stromstoß fließt, ist ein Systemstrom, eingegeben von dem Energiesystem in die Steuerkonsole höher als der Einschaltstrom. Daher kann der normale Einschaltstrom von dem Stromstoß unterschieden werden, je nachdem, ob der Stromwert den vorgegebenen Systemstromschwellenwert überschreitet. In einem Fall, in dem z.B. ein normaler Einschaltstrom auf mehrere A und ein Stoßstrom auf Dutzende A eingestellt sind, wird der Systemstrom-Schwellenwert auf 10 A eingestellt.
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Das heißt, die ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B übertragen das Erfassungssignal drahtlos, wenn die Erfassungswerte der ersten Stromwandler 11A und 11B die vorgegebene Einzelstromschwelle überschreiten, die höher ist als der Einschaltstrom, der zum Zeitpunkt des Anlegens der Spannung in den Energieversorgungsschaltungen 10A und 10B fließt. Zusätzlich wird das Erfassungsignal drahtlos übertragen, wenn der Erfassungswert des zweiten Stromwandlers 12 schnell ansteigt, um den Systemstrom-Schwellenwert zu überschreiten, der höher als der Einschaltstrom ist.
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Es ist zu beachten, dass der Systemstrom-Schwellenwert und der Einzelstrom-Schwellenwert den gleichen Wert oder unterschiedliche Werte haben können.
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4 ist ein Flussdiagramm, das Details des Verarbeitens der Bogenentladungs-Erfassungseinheit 4 zeigt, veranschaulicht in 1. Wie in dem Flussdiagramm dargestellt, wird hier kein Verarbeiten durchgeführt, falls kein Erfassungssignal empfangen wird von keiner der ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B und der zweiten drahtlosen Übertragungseinheit 22 (S1 → S2 → S3 → END). Mit anderen Worten, hier wird keine Verarbeitung durchgeführt, falls weder ein Systemstrom noch ein Einzelstrom schnell ansteigt. Falls ein Erfassungssignal entweder von der ersten drahtlosen Übertragungseinheit 21A oder 21B empfangen wird, wird auszuführendes Verarbeiten bei Erfassen einer Bogenentladung durchgeführt (S1 → S2 → S5 oder S1 → S4 → S5). Das „Verarbeiten, das wenn eine Bogenentladung erfasst wird, durchzuführen ist“, ist Verarbeiten, das mit Erfassen von Auftreten einer Bogenentladung einhergeht und in der z.B. eine Alarmanzeige ausgegeben wird. Zusätzlich wird die Anzahl der Bogenentladungs-Erfassungsvorgänge gezählt, wie im Folgenden beschrieben wird.
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Falls ein Erfassungssignal von allen ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B und der zweiten drahtlosen Übertragungseinheit 22 empfangen wird, wird Verarbeiten durchgeführt, wenn ein Systemstromstoß erfasst wird (S1 → S4 → S6 → S7). Als das „Verarbeiten, das durchgeführt wird, wenn ein Systemstromstoß erfasst wird“, wird z.B. ein Hinweis darauf angezeigt, dass ein Systemstromstoß in das Energiesystem fließt.
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Falls ein Erfassungssignal von der zweiten drahtlosen Übertragungseinheit 22 empfangen wird und kein Erfassungssignal von irgendeiner der ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B empfangen wird, wird davon ausgegangen, dass eine Bogenentladung in der Steuerkonsole 1 auf der Energiesystemseite aufgetreten ist, und es wird ein der Situation entsprechendes Verarbeiten durchgeführt (S1 → S2 → S3 → S8). Das heißt, obwohl im Falle eines Systemstromstoßes, ein Stromeingang in das Energiesystem und die Einzelenergieversorgungen, angeschlossen an das Energiesystem, ansteigt, in einem Fall, in dem eine Bogenentladung auf dem Energiesystem auftritt, hat es keinen Effekt auf die Einzelenergieversorgungen. Unter Verwendung dieser Differenz wird eine Bogenentladung auf der Seite des Energiesystems erfasst.
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Wie oben beschrieben, ob ein plötzlicher Anstieg im Strom von einem Stromstoß ist, verursacht in dem Energiesystem oder eine Bogenentladung, die in der Steuerkonsole 1 auftritt, wird auf Basis eines Signals von der zweiten drahtlosen Übertragungseinheit 22 identifiziert.
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5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der ersten drahtlosen Übertragungseinheit 21A in veranschaulicht. In der ersten drahtlosen Übertragungseinheit 21A wird ein Shunt-Widerstand bzw. Nebenwiderstand R an den sekundärseitigen Ausgang des ersten Stromwandlers 11A angeschlossen und eine Gleichrichterschaltung mit einer Diodenbrücke damit verbunden. Ein Kondensator C1 zum Glätten und Speichern und eine Zenerdiode ZD zum Schutz sind an den Ausgangsteil der Gleichrichterschaltung angeschlossen. Eine Spannung, die geglättet wurde und im Kondensator C1 gespeichert wurde, wird in einem Regler stabilisiert und in einem Kondensator C2 gespeichert. Wenn die gespeicherte Spannung einen vorgegebenen Wert überschreitet, gibt ein RF-Modul ein Funksignal aus. Eine Anpassungsschaltung, die eine Impedanzanpassung durchführt, wird zwischen das RF-Modul und eine Antenne angeschlossen.
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Mit dieser Konfiguration kann das Erfassungssignal des ersten Stromwandlers 11A drahtlos mit elektrischer Energie am Ausgang auf der Sekundärseite des ersten Stromwandlers 11A übertragen werden.
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Die in 5 dargestellte Konfiguration gilt auch für die erste drahtlose Übertragungseinheit 21B und die zweite drahtlose Übertragungseinheit 22.
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In den bisher vorgestellten Beispielen wurde zwar ein Beispiel beschrieben, in dem ein Stromstoß, verursacht durch das Energiesystem und eine Bogenentladung in der Steuerkonsole 1 auf Basis der Erfassungssignale der ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B und des Erfassungssignals der zweiten drahtlosen Übertragungseinheit 22 identifiziert wird, doch kann ein Spannungsanstieg, verursacht durch einen Stromstoß des Energiesystems, erfasst werden und ein Stromstoß und eine Bogenentladung können unter Verwendung dieser Erfassung als ein Stück von Information identifiziert werden, wie im Folgenden beschrieben wird.
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6, einschließlich (A) und (B), sind Wellenformdiagramme von Systemspannungen, eingegeben von dem Energiesystem in die Steuerkonsole 1. In dem in (A) von 6 gezeigten Beispiel trat beispielsweise zu einem Zeitpunkt t0 ein induzierter Blitzstoß in dem Energiesystem auf und somit stieg die Systemspannung in diesem Moment an. Die in 1 dargestellte Bogenentladungs-Erfassungseinheit 4 erfasst den sofortigen Anstieg der Systemspannung. In dem in (B) von 6 gezeigten Beispiel trat im Energiesystem zu einem Zeitpunkt t0 eine Bogenentladung auf und somit nahm die Eingangsspannung aus dem Energiesystem in diesem Moment ab.
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7 ist ein Flussdiagramm, das Details von Verarbeiten der Bogenentladungs-Erfassungseinheit 4 veranschaulicht. Wie im Flussdiagramm dargestellt, wird bei einem sofortigen Anstieg in einer Systemspannung, durchzuführendes Verarbeiten durchgeführt, wenn ein Systemstoß erfasst wird (S11 → S16). Beispielsweise wird eine Anzeige angezeigt, die anzeigt, dass ein Stromstoß in dem Energiesystem aufgetreten ist.
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Falls ein Erfassungssignal von einer der ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B empfangen wird, wird durchzuführendes Verarbeiten, wenn eine Bogenentladung erfasst ist, durchgeführt (S14). Zum Beispiel wird eine Alarmanzeige oder ähnliches ausgegeben. Zusätzlich wird die Anzahl der Bogenentladungs-Erfassungsvorgänge gezählt.
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Darüber hinaus wird bei einem sofortigen Abfall der Systemspannung davon ausgegangen, dass eine Bogenentladung in dem Energiesystem stattgefunden hat, und entsprechendes Verarbeiten wird durchgeführt (S14 → S17).
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Falls kein Erfassungssignal von irgendeiner der ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B ohne einen sofortigen Anstieg und sofortigen Abfall der Systemspannung empfangen wird, wird hier kein Verarbeiten durchgeführt (S11 → S12 → S13 → S14 → END).
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Wie oben beschrieben, kann ein Spannungsanstieg, der durch einen Stromstoß des Energiesystems verursacht wird, erfasst werden, und ein Stromstoß und eine Bogenentladung können unter Verwendung dieser Erfassung als ein Stück von Information identifiziert werden. Darüber hinaus kann ein Spannungsabfall, der durch eine Bogenentladung im Energiesystem verursacht wird, erfasst werden, und dementsprechend kann das Auftreten einer Bogenentladung im Energiesystem erfasst werden.
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Obwohl die oben beschriebenen Details von Verarbeiten durch die Bogenentladungs-Erfassungseinheit 4 ein Beispiel für jedes Verarbeiten sind, durchgeführt jedes Mal, wenn eine Bogenentladung erfasst wird, kann eine bogenentladungserscheinende Situation auf der Grundlage statistischer Informationen von Erfassungssignalen, empfangen von den ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B, in einem bestimmten Zeitraum erkannt werden, wie im Folgenden beschrieben wird.
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8 ist eine Grafik, die ein Beispiel für die zeitliche Änderung der gezählten Anzahl von Vorgängen zum Empfangen eines Erfassungssignals von den ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B zeigt, die in veranschaulicht sind. In diesem Beispiel beginnt der Zählwert zum Zeitpunkt ta zu steigen, und der Anstieg des Zählwertes hört zum Zeitpunkt tb auf. Dann steigt der Zählwert zum Zeitpunkt tc plötzlich an. Falls ein Anstieg des Zählwerts in einer vorgegebenen Zeitperiode höher geworden ist als ein vorgegebener Referenzwert in einer vorgegebenen Zeitperiode, d.h. die Empfangsfrequenz der Erfassungssignale der ersten drahtlosen Übertragungseinheiten 21A und 21B ungewöhnlich hoch ist, wird z.B. ein Verbindungsteil der Verkabelung als gelockert angesehen und ein Alarm über die Situation ausgegeben. Obwohl ein Zustand mit einer geringen Anstiegsrate des Zählwertes in der vorgegebenen Zeitperiode als auf einen Stromstoß im Energiesystem zurückzuführen angesehen werden kann, tritt in einem Fall, in dem der Verbindungsteil der Verdrahtung locker wird, eine Bogenentladung äußerst häufig auf jedes Mal, wenn die Energieversorgungsschaltungen 10A und 10B aktiviert sind. Darüber hinaus tritt mit fortschreitendem Karbonisieren von Teilen und Staub, aufgrund von Bogenentladungsprozessen, leichter eine Bogenentladung auf, und somit wird die Anstiegsrate in dem Zählwert höher.
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Die in 1 dargestellte Bogenentladungs-Erfassungseinheit 4 erfasst die Anstiegsrate des Zählwertes, und wenn die Anstiegsrate einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wird eine Situation, in der eine Bogenentladung aufgetreten ist, zuverlässig erfasst. Die Bogenentladungs-Erfassungseinheit 4 der vorliegenden Ausführung entspricht einer „Bogenentladungserscheinende-Situationserfassungseinheit“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Durch Erfassen einer Situation, in der eine Bogenentladung erscheint, wie oben beschrieben, kann die Erhaltung der Steuerkonsole überprüft werden, ohne sich beispielsweise auf eine regelmäßige Wartung zu verlassen.
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Schließlich ist es eine Selbstverständlichkeit, dass die Beschreibung zum Umsetzen der oben beschriebenen Erfindung lediglich beispielhaft und nicht einschränkend ist. Die Erfindung kann von einem Fachmann auf dem betreffenden Gebiet der Technik entsprechend modifiziert und verändert werden.
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Um einen Strom zu erfassen, kann z.B. ein Stromsensor unter Verwendung eines Magnetkerns, einem Hall-Element und einer Verstärkerschaltung anstelle eines Stromwandlers verwendet werden, solange die Elemente eine Energieversorgungsspannung an die Verstärkerschaltung liefern können. Ein Stromsensor, verwendend ein Hall-Element kann einen DC-Strom bzw. Gleichstrom erfassen, der zwischen den Energieversorgungsschaltungen 10A und 10B und den Lasten 2A und 2B fließt.
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Bezugszeichenliste
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- C1
- Kondensator zum Speichern
- C2
- Kondensator
- R
- Shunt-Widerstand
- ZD
- Zenerdiode
- 1
- Steuerkonsole
- 2A, 2B
- Last
- 3
- Empfänger
- 4
- Bogenentladung-Erfassungseinheit
- 10A, 10B
- AC/DC Energieversorgungsschaltung
- 11A, 11B
- Erster Stromwandler
- 12
- Zweiter Stromwandler
- 13
- Schalter
- 21A, 21B
- Erste drahtlose Übertragungseinheit
- 22
- Zweite drahtlose Übertragungseinheit
- 101
- Bogenentladungs-Erfassungsvorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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