EP3446389A1 - Arcing fault recognition unit - Google Patents

Arcing fault recognition unit

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Publication number
EP3446389A1
EP3446389A1 EP16726311.0A EP16726311A EP3446389A1 EP 3446389 A1 EP3446389 A1 EP 3446389A1 EP 16726311 A EP16726311 A EP 16726311A EP 3446389 A1 EP3446389 A1 EP 3446389A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
fault detection
arc fault
difference
threshold value
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.)
Withdrawn
Application number
EP16726311.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karsten Wenzlaff
Jörg Meyer
Peter Schegner
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3446389A1 publication Critical patent/EP3446389A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015—Using arc detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing 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
    • G01R31/1227—Testing 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 of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing 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 of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272—Testing 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 of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/28—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/50—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to the appearance of abnormal wave forms, e.g. ac in dc installations
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/44—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to the rate of change of electrical quantities

Definitions

  • the invention relates to an arc fault detection unit, a circuit breaker, a short-circuiter and a method for arc fault detection.
  • low-voltage circuits or low-voltage systems respectively low-voltage networks, i. Circuits for voltages up to 1000 volts AC or 1500 volts DC, short circuits are usually associated with arcing faults occurring, such as parallel or serial arcs. Particularly in high-performance distribution and switchgear installations, these can lead to disastrous destruction of equipment, plant components or complete switchgear if the shutdown is not sufficiently fast. In order to avoid a prolonged and large-scale failure of the power supply and to reduce personal injury, it is necessary such arcs, especially high-current or parallel arcs, to detect and delete in a few milliseconds. Conventional power system protection systems (e.g., fuses and circuit breakers) can not provide reliable protection under the required timing requirements.
  • Conventional power system protection systems e.g., fuses and circuit breakers
  • Circuit breakers are used, in particular in low-voltage systems, usually for currents of 63 to 6300 amperes. More specifically, closed circuit breakers, such as molded case circuit breakers, are used for currents of 63 to 1600 amperes, more particularly 125 to 630 or 1200 amperes. Open circuit breakers or air circuit breakers, such as Air Circuit Breaker, are used in particular for currents of 630 to 6300 amperes, more particularly of 1200 to 6300 amps. Circuit breakers according to the invention may in particular an electronic trip unit, also referred to as Electronic Trip Unit, short ETU, have.
  • ETU Electronic Trip Unit
  • Circuit breakers monitor the current passing through them and interrupt the electrical current or energy flow to an energy sink or consumer, which is referred to as tripping, when current limit values or current-timeout limits, i. if a current value exists for a certain period of time, be exceeded.
  • tripping when current limit values or current-timeout limits, i. if a current value exists for a certain period of time, be exceeded.
  • the determination of tripping conditions and the tripping of a circuit breaker can be carried out by means of an electronic tripping unit.
  • Short-circuiters are special devices for short-circuiting cables or busbars in order to produce defined short circuits for the protection of circuits or systems.
  • Conventional arc fault detection systems evaluate the light emission generated by the arc and hereby detect the arc fault.
  • optical waveguides or optical detection systems have to be routed parallel to the electrical lines or busbars in order to detect any arcing faults which may occur.
  • Object of the present invention is to show a way to detect arcing.
  • a fault arc detection unit for a low-voltage electrical current circle at least one voltage sensor, for the periodic determination of electrical voltage values (un, un-1) of the electrical circuit, and an evaluation unit connected thereto.
  • the evaluation unit is designed in such a way that the change in the voltage over time is determined from the determined voltage values. The change of the voltage after the time is compared with threshold values and when exceeding or falling below a threshold value, an arc fault detection signal is emitted.
  • a first threshold value (SW1) of the change in the voltage when a first threshold value (SW1) of the change in the voltage is exceeded, an arc fault detection signal can be emitted after the time.
  • a second threshold value (SW2) of the change in the voltage when a second threshold value (SW2) of the change in the voltage is undershot, an arc fault detection signal can be emitted.
  • SW1 first threshold value
  • SW2 second threshold value
  • the amounts of both threshold values can be identical, whereby the sign differs.
  • the evaluation unit is designed in such a way that a voltage difference (dun) is continuously determined from two temporally successive voltage values (un, un-1).
  • the voltage difference (dun) is divided by the time difference (dtn) of the voltage values (un, un-1).
  • the thus determined difference quotient (Dqun) is, as a measure of the change of Voltage after time, compared with the first threshold (SW1). If this is exceeded, an arcing fault detection signal is emitted.
  • the evaluation unit is designed in such a way that a voltage difference (dun) is continuously determined from two temporally successive voltage values (un, un-1).
  • the voltage difference (dun) is divided by the time difference (dtn) of the voltage values (un, un-1).
  • the difference quotient (Dqun) determined therefrom is compared with the second threshold value (SW2) as a measure of the change of the voltage after the time. If it is undershot, an arc fault detection signal is emitted.
  • the evaluation unit is designed such that continuously from two consecutive voltage values (un, un-1) a voltage difference (dun) is determined.
  • the voltage difference (dun) is divided by the time difference (dtn) of the voltage values (un, un-1).
  • the amount of the difference quotient (Dqun) determined therefrom is compared with the first threshold value (SW1) as a measure of the change of the voltage after the time. If it is exceeded, an arcing fault detection signal is emitted.
  • Threshold there is a fault arc detection signal. Thus, a possibility of investigation for both positive and negative voltage changes or jumps is available.
  • At least one current sensor is provided, which determines the electrical current of the circuit, and is connected to the evaluation unit. This is designed such that the current must exceed a third threshold (SW3) in order to deliver an arcing fault detection signal. That another criterion must be met, exceeding the third threshold (SW3), before a fault arc detection signal is emitted.
  • SW3 third threshold
  • a circuit breaker for a low-voltage electrical circuit is further provided.
  • This has an inventive arc fault detection unit.
  • This is connected to the circuit breaker, wherein these are designed such that when delivering a fault arc detection signal triggers the circuit breaker, that interrupts the electrical circuit.
  • a cancellation of the arc fault can be achieved.
  • the circuit breaker has an electronic trip unit, a very rapid tripping of the circuit breaker can be achieved in the presence of an arcing fault detection signal.
  • This has the particular advantage that a circuit breaker is extended by a further, advantageous functionality for the protection of electrical systems.
  • the detection and shutdown of arcs takes place advantageously in a device.
  • existing assemblies such as voltage and / or current sensors, power supply, microprocessors for the evaluation, etc. co-use and thus achieve synergies.
  • a short-circuiter comprising an arc fault detection unit which is connected to the short-circuiter.
  • These are designed in such a way that when an arcing fault detection signal is emitted, the short-circuiting device short-circuits the electrical circuit in order to effect a quenching of the arcing fault.
  • a method for detecting arcing for an electrical circuit.
  • electrical voltage values (un, not 1) of the electric circuit are determined.
  • the continuous change of the voltage after the time is determined. If this exceeds a first threshold value (SW1), for example in the case of a positive change in the voltage after time, or if it falls below a second threshold value (SW2), for example in the event of a negative change in the voltage after the time, an arc fault detection signal is emitted.
  • SW1 first threshold value
  • SW2 for example in the case of a positive change in the voltage after time
  • SW2 for example in the event of a negative change in the voltage after the time
  • Figure 1 is a diagram of the temporal voltage and current profile after arc ignition
  • FIG. 2 shows a flow chart for fault arc detection
  • FIG. 3 is a block diagram of a solution according to the invention.
  • Figure 4 is a first illustration for explaining the use of the invention
  • Figure 5 is a second illustration for explaining the use of the invention
  • Figure 6 is a third illustration for explaining the use of the invention.
  • FIG. Figure 1 shows an illustration of a diagram in which the time course of the electrical voltage (U) and the electric current (I) after ignition of an arc or arc fault, in particular parallel Arc fault, in an electrical circuit, in particular low-voltage circuit, is shown.
  • the time (t) is shown in milliseconds (ms) on the horizontal X-axis.
  • the size of the electrical voltage (U) in volts (V) is shown on the vertical Y-axis on the left scale.
  • the right scale shows the magnitude of the electric current (I) in amperes (A). After arc ignition, the current (I) is approximately sinusoidal.
  • the voltage (U) shows in a first approximation a rectangular course, instead of a usually sinusoidal course. Deviating from a pure sinusoidal voltage curve, turns in circuits or networks in which burns an arc, a highly distorted voltage waveform.
  • a rectangular shape can be seen in the voltage curve, which is superimposed with a sinusoidal component - due to the voltage drop between the measuring point and the arc - and shows a high stochastic component on the plateau.
  • the rectangular shape is characterized in that, during the arc ignition and in the subsequent voltage zero crossings of the alternating voltage, significantly increased voltage changes occur, which are referred to below as a voltage jump, since the increase in the voltage change is considerably greater in comparison to a sinusoidal voltage characteristic. According to the invention such voltage changes or
  • Voltage jumps are detected and then a Störlicht- arc detection signal are emitted.
  • a detection approach can take place in that voltage jumps are detected during the arc ignition and the subsequent voltage zero crossings. For example, this can be done a difference calculation.
  • the measuring frequency or sampling frequency of mean voltage values (un, un-1) should be a multiple of the frequency of the AC voltage, for example in the range 1 to 200 kHz, more specifically in the range 10 to 40 or 60 kHz, in particular in the range 40 to 50 kHz should be.
  • a difference calculation is then performed, for example, whereby a difference quotient (Dqun) is calculated for each sample of the voltage (un).
  • Dqun a difference quotient
  • the difference of the current voltage sample (un) to the previous voltage sample (un-1) is formed.
  • This difference quotient (Dqun) is compared with a threshold value (SW) as a measure of the change of the voltage after the time. When the threshold condition is met, an arcing fault detection signal occurs.
  • the sign of the threshold value must be taken into account and adjusted accordingly.
  • the voltage values were measured 30 volts (un-1) and 50 volts (un) with the time interval of 20 ys, which corresponds to a sampling frequency of 50 KHz.
  • the first threshold value could be, for example, 0.5 V / ys.
  • the determined difference quotient 1 V / ys is above the 0.5 V / ys.
  • an arcing fault detection signal is output.
  • a corresponding evaluation is shown in FIG. According to FIG. 2, in a first step (1), the continuous calculation of the differential quotient voltage takes place
  • the calculation can be carried out continuously.
  • the comparison with positive values with respect to the exceeding of a first, for example positive, threshold value (SW1) takes place and / or with negative values with respect to the undershooting of a second, for example negative, threshold value ( SW2). That if the amount of the negative deviation is greater in number than the amount of the negative threshold.
  • an amount (positive) of the change in the voltage can also be formed, which is then compared with the positive first threshold value (SW1) and, when exceeded, an arcing fault detection signal is emitted.
  • a display can also be made between "no burning arc fault” and “burning arc fault” or a corresponding distinction can be made in the plant.
  • the voltage profile-dependent arc fault detection according to the invention can be combined with other criteria.
  • be defined For example, with a measurement of the electrical current of the circuit.
  • another sensor for measuring current is provided in the electrical circuit.
  • the measured current in particular the rms value of the measured current, which can be calculated, for example, according to the method of Mann-Morrison, is compared here with a third threshold value (SW3) and only if this third threshold value (SW3) is also exceeded Criterion for an arc fault detection signal is met, such is also issued.
  • SW3 third threshold value
  • Criterion for an arc fault detection signal is met such is also issued.
  • the threshold value for the overcurrent release can be a value dependent on the operating current.
  • the threshold could also be specific to the arc, since for a burning low-voltage arc, an arc current of usually at least 1000 A, for parallel arcs, and currents from 1 A, for serial arcs, are present. That the third threshold value SW3 can be set from 1 A, 10 A, 100 A, 1000 A, 5000 A depending on the application or application.
  • the first and / or second threshold value SW1, SW2 could also be determined as a function of the setting of the third threshold value SW3. That for large amounts of the third threshold, the amounts of the first and second thresholds are also high.
  • FIG. 3 shows a representation in which the determined voltage U of the circuit is fed to a first evaluation unit (AE1) for determining arcing faults.
  • the determined current I of the electric circuit is fed to a second evaluation unit (AE2) for determining a current condition, such as exceeding the third current limit value (SW3).
  • the outputs of both units are connected with an AND Unit (&) linked, the output of which outputs an arc fault detection signal (SLES) when both criteria are met.
  • & AND Unit
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an overview circuit diagram for a system configuration with outlet-selective fault arc detection unit for the detection of arc fault.
  • FIG. 4 shows a low-voltage feed NSE, with fuses SI, which are followed by busbars or busbars LI, L2, L3 for the conductors of a three-phase alternating current network or electric circuit. The neutral conductor or neutral is not shown.
  • Each of the three busbars LI, L2, L3 is assigned a voltage sensor SEU1, SEU2, SEU3 and a current sensor SEI1, SEI2, SEI3.
  • the busbars are connected to a switching and / or distribution SVA.
  • the voltage and current sensors are connected to an inventive arc fault detection unit SEE, which has an evaluation unit AE according to the invention. This has an output for outputting an arcing fault detection signal SLES.
  • the voltage and current sensors determine voltage (un, un-1) and current values (in, in-1) of the bus bars LI, L2, L3 and feed them to the fault arc detection unit SEE according to the invention.
  • the sensors are arranged outside Störlichtbogenerkennungs- unit and connected to this.
  • FIG. 5 shows a further schematic representation of an overview circuit diagram for a system configuration with a central fault arc detection unit for the detection of an arc fault.
  • Figure 5 shows a low voltage feed NSE followed by a feed cable ELT1 followed by a feed switch ESCH followed by a current sensor SEI1 and a voltage sensor SEU1 followed by a bus bar SS.
  • Three outlets ABG I ABG II and ABG III are planned on the busbar SS. These are each assigned an outgoing cable ALT1, ALT2, ALT3.
  • the sensors SEI1, SEU1 are connected to a fault arc detection unit SEE whose output is in turn connected to the supply switch ESCH.
  • the feed switch can be a circuit breaker.
  • FIG. 6 shows an illustration according to FIG. 5, with the difference that the sensors are arranged in the second outlet ABG II, which also has fuses SI and a short-circuiting device KS.
  • the sensors SEI1 and SEU1 detect current and voltage values of the outlet ABG II and pass them on to the fault arc detection unit SEE. If the fault arc detection unit SEE detects an arc fault, an arc fault detection signal is output at its output and transmitted to the short-circuiting device KS. This then closes the outlet ABG II briefly to extinguish the arc.
  • the arc fault detection according to FIG. 5 or 6 can be implemented, for example, as a mobile system.
  • arcs in particular parallel or high-current, in particular in low-voltage switching and distribution systems, can be detected.
  • a numerical solution or detection algorithm is available on the basis of the evaluation of measured voltage values or signals.
  • the voltage is measured and evaluated with the help of a waveform analysis. Because of the rapid arc detection necessary in practice, an extraordinarily fast time evaluation can be provided according to the invention.
  • this invention for example, based on a central voltage measurement at the feed high-current arcs, for example, in switching and distribution systems, eg in the low voltage, can be detected quickly.
  • the invention can be used particularly advantageously in circuit breakers or short-circuiters.
  • a complex installation of optical fibers in systems for arc fault detection is not required.
  • the voltage measurement can be implemented centrally and possibly used synergistically by other resources.
  • the invention can be realized as a module with a central voltage measurement.
  • the detection systems hitherto established on the market are based on optical error detection and thus have potential for false triggering by the action of extraneous light (for example flash light).
  • extraneous light for example flash light.
  • this potential danger is not present.

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Abstract

The invention relates to an arcing fault recognition unit for an electric low-voltage circuit, comprising at least one voltage sensor for periodically ascertaining electric voltage values (un, un-1) in the electric circuit, the voltage sensor being connected to an analysis unit which is designed in such a way that an arcing fault recognition signal is output when a variation in the voltage over time exceeds a first threshold value (SW1) or drops below a second threshold value (SW2).

Description

Beschreibung description
Störlichtbogenerkennungseinheit Störlichtbogenerkennungseinheit
Die Erfindung betrifft eine Störlichtbogenerkennungseinheit, einen Leistungsschalter, einen Kurzschließer und ein Verfahren zur Störlichtbogenerkennung. The invention relates to an arc fault detection unit, a circuit breaker, a short-circuiter and a method for arc fault detection.
In Niederspannungsstromkreisen bzw. Niederspannungsanlagen respektive Niederspannungsnetzen, d.h. Stromkreise für Spannungen bis 1000 Volt Wechselspannung oder 1500 Volt Gleichspannung, sind Kurzschlüsse meist mit auftretenden Störlichtbögen, wie parallele oder serielle Störlichtbögen, verbunden. Besonders in leistungsstarken Verteil- und Schaltanlagen können diese bei einer nicht ausreichend schnellen Abschaltung zu verheerenden Zerstörungen von Betriebsmitteln, Anlagenteilen oder kompletten Schaltanlagen führen. Um einen länger andauernden und großflächigen Ausfall der Energieversorgung zu vermeiden und Personenschäden zu reduzieren, ist es erforderlich derartige Störlichtbögen, insbesondere stromstarke bzw. parallele Störlichtbögen, in wenigen Millisekunden zu erkennen und zu löschen. Konventionelle Schutzsysteme von Energieversorgungsanlagen (z.B. Sicherungen und Leistungsschalter) können unter den geforderten zeitlichen Anforderungen keinen zuverlässigen Schutz bieten. In low-voltage circuits or low-voltage systems, respectively low-voltage networks, i. Circuits for voltages up to 1000 volts AC or 1500 volts DC, short circuits are usually associated with arcing faults occurring, such as parallel or serial arcs. Particularly in high-performance distribution and switchgear installations, these can lead to disastrous destruction of equipment, plant components or complete switchgear if the shutdown is not sufficiently fast. In order to avoid a prolonged and large-scale failure of the power supply and to reduce personal injury, it is necessary such arcs, especially high-current or parallel arcs, to detect and delete in a few milliseconds. Conventional power system protection systems (e.g., fuses and circuit breakers) can not provide reliable protection under the required timing requirements.
Mit Leistungsschalter sind hier insbesondere Schalter für Niederspannung gemeint. Leistungsschalter werden, insbesondere in Niederspannungsanlagen, üblicherweise für Ströme von 63 bis 6300 Ampere eingesetzt. Spezieller werden geschlossene Leistungsschalter, wie Moulded Case Circuit Breaker, für Ströme von 63 bis 1600 Ampere, insbesondere von 125 bis 630 oder 1200 Ampere eingesetzt. Offene Leistungsschalter bzw. Luftleistungsschalter, wie Air Circuit Breaker, werden insbesondere für Ströme von 630 bis 6300 Ampere, spezieller von 1200 bis 6300 Ampere eingesetzt. Leistungsschalter im Sinne der Erfindung können insbesondere eine elektronischen Auslöseeinheit, auch als Electronic Trip Unit, kurz ETU, bezeichnet, aufweisen. With circuit breaker here are meant in particular switch for low voltage. Circuit breakers are used, in particular in low-voltage systems, usually for currents of 63 to 6300 amperes. More specifically, closed circuit breakers, such as molded case circuit breakers, are used for currents of 63 to 1600 amperes, more particularly 125 to 630 or 1200 amperes. Open circuit breakers or air circuit breakers, such as Air Circuit Breaker, are used in particular for currents of 630 to 6300 amperes, more particularly of 1200 to 6300 amps. Circuit breakers according to the invention may in particular an electronic trip unit, also referred to as Electronic Trip Unit, short ETU, have.
Leistungsschalter überwachen den durch sie hindurchfließenden Strom und unterbrechen den elektrischen Strom bzw. Energie- fluss zu einer Energiesenke bzw. einem Verbraucher, was als Auslösung bezeichnet wird, wenn Stromgrenzwerte oder Strom- Zeitspannengrenzwerte, d.h. wenn ein Stromwert für eine gewisse Zeitspanne vorliegt, überschritten werden. Die Ermittlung von Auslösebedingungen und das Auslösen eines Leistungsschalters können mittels einer elektronischen Auslöseeinheit erfolgen . Circuit breakers monitor the current passing through them and interrupt the electrical current or energy flow to an energy sink or consumer, which is referred to as tripping, when current limit values or current-timeout limits, i. if a current value exists for a certain period of time, be exceeded. The determination of tripping conditions and the tripping of a circuit breaker can be carried out by means of an electronic tripping unit.
Kurzschließer sind spezielle Einrichtungen zum Kurzschließen von Leitungen bzw. Stromschienen, um definierte Kurzschlüsse zum Schutz von Stromkreisen bzw. Anlagen herzustellen. Short-circuiters are special devices for short-circuiting cables or busbars in order to produce defined short circuits for the protection of circuits or systems.
Konventionelle Störlichtbogendetektionssysteme werten die durch den Lichtbogen erzeugte Lichtemission aus und detektie- ren hiermit den Störlichtbogen. Conventional arc fault detection systems evaluate the light emission generated by the arc and hereby detect the arc fault.
Dies hat den Nachteil, dass parallel zu den elektrischen Leitungen bzw. Stromschienen Lichtwellenleiter bzw. optische De- tektionssysteme verlegt werden müssen, um eventuell auftretende Störlichtbögen zu erkennen. This has the disadvantage that optical waveguides or optical detection systems have to be routed parallel to the electrical lines or busbars in order to detect any arcing faults which may occur.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur Störlichtbogenerkennung aufzuzeigen. Object of the present invention is to show a way to detect arcing.
Diese Aufgabe wird durch eine Störlichtbogenerkennungseinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, einen Leistungsschalter gemäß Patentanspruch 6, einen Kurzschließer gemäß Patentanspruch 7 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentspruchs 8 gelöst. This object is achieved by an arc fault detection unit having the features of patent claim 1, a circuit breaker according to claim 6, a short-circuiting device according to patent claim 7 and a method having the features of patent claim 8.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Störlichtbogener- kennungseinheit für einen elektrischen Niederspannungsstrom- kreis mindestens einen Spannungssensor, zur periodischen Ermittlung von elektrischen Spannungswerten (un, un-1) des elektrischen Stromkreises, und eine damit verbundene Auswerteeinheit aufweist. Die Auswerteeinheit ist derart ausgestaltet ist, dass aus den ermittelten Spannungswerten die Änderung der Spannung nach der Zeit ermittelt wird. Die Änderung der Spannung nach der Zeit wird mit Schwellwerten verglichen und bei Überschreitung oder Unterschreitung eines Schwellwertes wird ein Störlichtbogenerkennungssignal abgegeben. According to the invention, it is provided that a fault arc detection unit for a low-voltage electrical current circle at least one voltage sensor, for the periodic determination of electrical voltage values (un, un-1) of the electrical circuit, and an evaluation unit connected thereto. The evaluation unit is designed in such a way that the change in the voltage over time is determined from the determined voltage values. The change of the voltage after the time is compared with threshold values and when exceeding or falling below a threshold value, an arc fault detection signal is emitted.
Beispielsweise kann bei Überschreitung eines ersten Schwellwertes (SW1) der Änderung der Spannung nach der Zeit ein Störlichtbogenerkennungssignal abgegeben werden. Alternativ kann bei Unterschreitung eines zweiten Schwellwertes (SW2) der Änderung der Spannung nach der Zeit ein Störlichtbogenerkennungssignal abgegeben werden. Die Beträge beider Schwellwerte können dabei identisch sein, wobei sich das Vorzeichen unterscheidet . For example, when a first threshold value (SW1) of the change in the voltage is exceeded, an arc fault detection signal can be emitted after the time. Alternatively, when a second threshold value (SW2) of the change in the voltage is undershot, an arc fault detection signal can be emitted. The amounts of both threshold values can be identical, whereby the sign differs.
Wesentlich ist, dass Spannungssprünge bzw. schnelle Änderungen der Spannung, die einen Schwellwert über- (z.B. bei positiven Spannungsänderungen) bzw. unterschreiten (z.B. bei negativen Spannungsänderungen bzw. der negativen Halbwelle), erkannt werden und zu einem Störlichtbogenerkennungssignal führen. Störlichtbogen weisen bei Zündung des Lichtbogens starke Spannungssprünge auf. Diese werden erfindungsgemäß de- tektiert und führen zu einem Störlichtbogenerkennungssignal. It is essential that voltage jumps or rapid changes in the voltage which exceed a threshold value (for example in the case of positive voltage changes) or below (for example in the case of negative voltage changes or the negative half cycle) are detected and lead to an arcing fault detection signal. Arc flashes have strong voltage jumps when the arc is ignited. These are detected according to the invention and lead to an arcing fault detection signal.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Auswerteeinheit derart ausgestaltet, dass fortlaufend aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Spannungswerten (un, un-1) eine Spannungsdifferenz (dun) ermittelt wird. Die Spannungsdifferenz (dun) wird durch die zeitliche Differenz (dtn) der Spannungswerte (un, un-1) dividiert. Der somit ermittelte Differenzenquotient (Dqun) wird, als Maß für die Änderung der Spannung nach der Zeit, mit dem ersten Schwellwert (SW1) verglichen. Bei dessen Überschreitung wird ein Störlichtbogener- kennungssignal abgegeben. In an advantageous embodiment of the invention, the evaluation unit is designed in such a way that a voltage difference (dun) is continuously determined from two temporally successive voltage values (un, un-1). The voltage difference (dun) is divided by the time difference (dtn) of the voltage values (un, un-1). The thus determined difference quotient (Dqun) is, as a measure of the change of Voltage after time, compared with the first threshold (SW1). If this is exceeded, an arcing fault detection signal is emitted.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass wenn vom aktuellen Spannungswert (un) der vorhergehenden Spannungswert (un-1) abgezogen wird, bei aufsteigenden Flanken der elektrischen Spannung der Differenzenquotient positiv wird, so dass hinsichtlich positiver Änderungen der Spannung nach der Zeit, die den Schwellwert überschreiten, eine Störlichtbogenermitt- lung durchgeführt wird. D.h. positive Änderungen bzw. die aufsteigenden Flanke der Spannung (beim Sinus der Bereich 0° bis 90° bzw. 270° bis 360°) betreffende Änderungen werden erkannt. Somit steht eine einfache Ermittlungsmöglichkeit zur Verfügung .  This has the particular advantage that, when subtracting from the current voltage value (un) the previous voltage value (un-1), the difference quotient becomes positive at rising edges of the electrical voltage, so that with respect to positive changes of the voltage after the time that the threshold value an arc fault detection is performed. That positive changes or the rising edge of the voltage (with the sine of the range 0 ° to 90 ° or 270 ° to 360 °) changes are detected. Thus, a simple investigation is available.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Auswerteeinheit derart ausgestaltet, dass fortlaufend aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Spannungswerten (un, un-1) eine Spannungsdifferenz (dun) ermittelt wird. Die Spannungs- differenz (dun) wird durch die zeitliche Differenz (dtn) der Spannungswerte (un, un-1) dividiert. Der daraus ermittelte Differenzenquotient (Dqun) wird, als Maß für die Änderung der Spannung nach der Zeit, mit dem zweiten Schwellwert (SW2) verglichen. Bei dessen Unterschreitung wird ein Störlichtbo- generkennungssignal abgegeben. In an advantageous embodiment of the invention, the evaluation unit is designed in such a way that a voltage difference (dun) is continuously determined from two temporally successive voltage values (un, un-1). The voltage difference (dun) is divided by the time difference (dtn) of the voltage values (un, un-1). The difference quotient (Dqun) determined therefrom is compared with the second threshold value (SW2) as a measure of the change of the voltage after the time. If it is undershot, an arc fault detection signal is emitted.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass wenn vom aktuellen Spannungswert (un) der vorhergehenden Spannungswert (un-1) abgezogen wird, bei fallenden Flanken der elektrischen Spannung der Differenzenquotient negativ wird, so dass hinsicht- lieh negativer Änderungen der Spannung nach der Zeit, die den Schwellwert überschreiten, eine Störlichtbogenermittlung durchgeführt wird. D.h. negative Änderungen bzw. die fallende Flanke (beim Sinus der Bereich 90° bis 270°) der Spannung betreffende Änderungen werden erkannt. Somit steht eine weitere einfache Ermittlungsmöglichkeit zur Verfügung.  This has the particular advantage that, when the current voltage value (un) is subtracted from the previous voltage value (un-1), the difference quotient becomes negative when the electrical voltage drops, so that negatively changes in the voltage after time, exceed the threshold, an arc detection is performed. That negative changes or the falling edge (at the sine of the range 90 ° to 270 °) of the voltage related changes are detected. Thus, another simple investigation option is available.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Auswerteeinheit derart ausgestaltet, dass fortlaufend aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Spannungswerten (un, un-1) eine Spannungsdifferenz (dun) ermittelt wird. Die Spannungsdifferenz (dun) wird durch die zeitliche Differenz (dtn) der Spannungswerte (un, un-1) dividiert. Der Betrag des daraus ermittelten Differenzenquotient (Dqun) wird, als Maß für die Änderung der Spannung nach der Zeit, mit dem ersten Schwellwert (SW1) verglichen. Bei dessen Überschreitung wird ein Störlichtbogenerkennungssignal abgegeben . In an advantageous embodiment of the invention, the evaluation unit is designed such that continuously from two consecutive voltage values (un, un-1) a voltage difference (dun) is determined. The voltage difference (dun) is divided by the time difference (dtn) of the voltage values (un, un-1). The amount of the difference quotient (Dqun) determined therefrom is compared with the first threshold value (SW1) as a measure of the change of the voltage after the time. If it is exceeded, an arcing fault detection signal is emitted.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass hinsichtlich sowohl positiver als auch negativer Änderungen der Spannung nach der Zeit eine Störlichtbogenermittlung durchgeführt wird, da der vorzeichenlose Betrag der Änderung der Spannung nach der Zeit ausgewertet wird. Überschreitet der Betrag den ersten  This has the particular advantage that with respect to both positive and negative changes in the voltage over time, an arc detection is performed, since the unsigned amount of change in voltage is evaluated over time. If the amount exceeds the first
Schwellwert, erfolgt ein Störlichtbogenerkennungssignal. Somit steht eine Ermittlungsmöglichkeit für sowohl positive als auch negative Spannungsänderungen bzw. -Sprünge zur Verfügung . Threshold, there is a fault arc detection signal. Thus, a possibility of investigation for both positive and negative voltage changes or jumps is available.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Stromsensor vorgesehen ist, der den elektrischen Strom des Stromkreises ermittelt, und mit der Auswerteeinheit verbunden ist. Diese ist derart ausgestaltet, dass der Strom einen dritten Schwellwert (SW3) überschreiten muss, um ein Störlichtbogenerkennungssignal abzugeben. D.h. es muss ein weiteres Kriterium erfüllt sein, Überschreitung des dritten Schwellwertes (SW3), ehe ein Störlichtbogenerkennungssignal abgegeben wird. In an advantageous embodiment of the invention, at least one current sensor is provided, which determines the electrical current of the circuit, and is connected to the evaluation unit. This is designed such that the current must exceed a third threshold (SW3) in order to deliver an arcing fault detection signal. That another criterion must be met, exceeding the third threshold (SW3), before a fault arc detection signal is emitted.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine genauere Erkennung von Störlichtbögen ermöglicht wird, da diese häufig erst bei höheren Strömen auftreten. Somit können fehlerhafte Stör- lichtbogenerkennungssignale vermieden werden, z.B. wenn schnelle Spannungsänderungen im Normalbetrieb auftreten.  This has the particular advantage that a more accurate detection of arcs is possible, since they often occur only at higher currents. Thus, faulty spurious detection signals can be avoided, e.g. when rapid voltage changes occur during normal operation.
Erfindungsgemäß ist ferner ein Leistungsschalter für einen elektrischen Niederspannungsstromkreis vorgesehen. Dieser weist eine erfindungsgemäße Störlichtbogenerkennungseinheit auf. Diese ist mit dem Leistungsschalter verbunden, wobei diese derart ausgestaltet sind, dass bei Abgabe eines Stör- lichtbogenerkennungssignals der Leistungsschalter auslöst, d.h. den elektrischen Stromkreis unterbricht. Somit kann eine Löschung des Störlichtbogens erreicht werden. Weist der Leistungsschalter eine elektronische Auslöseeinheit auf, kann eine sehr schnelle Auslösung des Leistungsschalters bei Vorliegen eines Störlichtbogenerkennungssignals erreicht werden. Dies hat den besonderen Vorteil, dass ein Leistungsschalter um eine weitere, vorteilhafte Funktionalität zum Schutz elektrischer Anlagen erweitert wird. Die Erkennung und Abschaltung von Störlichtbögen erfolgt dabei vorteilhaft in einem Gerät. Gegebenenfalls lassen sich vorhandene Baugruppen, wie Spannungs- oder/und Stromsensoren, Netzteil, Mikroprozessoren für die Auswerteeinheit, etc. mitverwenden und so Synergien erzielen. According to the invention, a circuit breaker for a low-voltage electrical circuit is further provided. This has an inventive arc fault detection unit. This is connected to the circuit breaker, wherein these are designed such that when delivering a fault arc detection signal triggers the circuit breaker, that interrupts the electrical circuit. Thus, a cancellation of the arc fault can be achieved. If the circuit breaker has an electronic trip unit, a very rapid tripping of the circuit breaker can be achieved in the presence of an arcing fault detection signal. This has the particular advantage that a circuit breaker is extended by a further, advantageous functionality for the protection of electrical systems. The detection and shutdown of arcs takes place advantageously in a device. Optionally, existing assemblies, such as voltage and / or current sensors, power supply, microprocessors for the evaluation, etc. co-use and thus achieve synergies.
Erfindungsgemäß ist ferner ein Kurzschließer, aufweisend eine Störlichtbogenerkennungseinheit, die mit dem Kurzschließer verbunden ist, vorgesehen. Diese sind derart ausgestaltet, dass bei Abgabe eines Störlichtbogenerkennungssignals der Kurzschließer den elektrischen Stromkreis kurzschließt, um ein Löschen des Störlichtbogens zu bewirken. According to the invention, a short-circuiter, comprising an arc fault detection unit which is connected to the short-circuiter, is also provided. These are designed in such a way that when an arcing fault detection signal is emitted, the short-circuiting device short-circuits the electrical circuit in order to effect a quenching of the arcing fault.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine einfache, schnelle und wirksame Möglichkeit zum Löschen von Störlichtbögen zur Verfügung steht.  This has the particular advantage that a simple, fast and effective way to delete Störlichtbögen is available.
Erfindungsgemäß ist des Weiteren ein Verfahren zur Störlichtbogenerkennung für einen elektrischen Stromkreis vorgesehen. Hierbei werden periodisch elektrische Spannungswerte (un, un- 1) des Stromkreises ermittelt. Mit Hilfe dieser wird fortlaufende die Änderung der Spannung nach der Zeit ermittelt. Überschreitet diese einen ersten Schwellwert (SW1), beispielsweise im Falle einer positiven Änderung der Spannung nach der Zeit, oder unterschreitet diese einen zweiten Schwellwert (SW2), beispielsweise im Falle einer negativen Änderung der Spannung nach der Zeit, wird ein Störlichtbogen- erkennungssignal abgegeben. Furthermore, according to the invention, a method is provided for detecting arcing for an electrical circuit. In this case periodically electrical voltage values (un, not 1) of the electric circuit are determined. With the aid of these, the continuous change of the voltage after the time is determined. If this exceeds a first threshold value (SW1), for example in the case of a positive change in the voltage after time, or if it falls below a second threshold value (SW2), for example in the event of a negative change in the voltage after the time, an arc fault detection signal is emitted.
Dies hat den besonderen Vorteil eines einfachen Verfahrens zur Störlichtbogenerkennung. Alle Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung bewirken eine Verbesserung der Erkennung von Störlichtbögen bzw. deren Löschung . This has the particular advantage of a simple method for arc fault detection. All embodiments and features of the invention improve the detection of arcing faults or their deletion.
Die beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. The described characteristics, features and advantages of this invention as well as the manner in which they are achieved will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which will be explained in more detail in connection with the drawings.
Hierbei zeigt: Hereby shows:
Figur 1 ein Diagramm des zeitlichen Spannungs- und Stromverlaufes nach Lichtbogenzündung Figure 1 is a diagram of the temporal voltage and current profile after arc ignition
Figur 2 ein Ablaufdiagramm zur Störlichtbogenerkennung FIG. 2 shows a flow chart for fault arc detection
Figur 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Lösung Figure 3 is a block diagram of a solution according to the invention
Figur 4 eine erste Darstellung zur Erläuterung des Einsatzes der Erfindung Figure 4 is a first illustration for explaining the use of the invention
Figur 5 eine zweite Darstellung zur Erläuterung des Einsatzes der Erfindung Figure 5 is a second illustration for explaining the use of the invention
Figur 6 eine dritte Darstellung zur Erläuterung des Einsatzes der Erfindung Figure 6 is a third illustration for explaining the use of the invention
In einem Stromkreis bzw. Netz, in dem ein Störlichtbogen brennt, kann ein Strom- und Spannungsverlauf gemessen werden, der einen signifikanten Verlauf aufweist. Ein typischer Spannungs- und Stromverlauf für einen Störlichtbogen ist in Figur 1 dargestellt. Figur 1 zeigt eine Darstellung eines Diagramms, in dem der zeitliche Verlauf der elektrischen Spannung (U) und des elektrischen Stromes (I) nach Zündung eines Lichtbogens bzw. Störlichtbogens, insbesondere parallelen Störlichtbogen, in einem elektrischen Stromkreis, insbesondere Niederspannungsstromkreis, dargestellt ist. In a circuit or network in which a fault arc burns, a current and voltage curve can be measured, which has a significant course. A typical voltage and current curve for an arc fault is shown in FIG. Figure 1 shows an illustration of a diagram in which the time course of the electrical voltage (U) and the electric current (I) after ignition of an arc or arc fault, in particular parallel Arc fault, in an electrical circuit, in particular low-voltage circuit, is shown.
Auf der horizontalen X-Achse ist die Zeit (t) in Millisekun- den (ms) dargestellt. Auf der vertikalen Y-Achse ist auf der linken Skalierung die Größe der elektrischen Spannung (U) in Volt (V) abgebildet. Auf der rechten Skalierung ist die Größe des elektrischen Stromes (I) in Ampere (A) abgebildet. Nach Lichtbogenzündung verläuft der Strom (I) annähernd sinusförmig. Die Spannung (U) zeigt in erster Näherung einen rechteckförmigen Verlauf, an Stelle eines üblicherweise sinusförmigen Verlaufs. Abweichend von einem reinen sinusförmigen Spannungsverlauf, stellt sich in Stromkreisen bzw. Netzen, in denen ein Störlichtbogen brennt, ein stark verzerrter Spannungsverlauf ein. Abstrahiert betrachtet, lässt sich im Spannungsverlauf eine Rechteckform erkennen, die mit einem sinusförmigen Anteil - bedingt durch den Spannungsabfall zwischen Messstelle und Lichtbogen - überlagert ist und auf dem Plateau einen hoch stochastischen Anteil aufzeigt. Die Rechteckform ist dadurch gekennzeichnet, dass es bei der Lichtbogenzündung und in den nachfolgenden Spannungsnulldurchgängen der Wechselspannung zu signifikant erhöhten Spannungsänderungen kommt, die folgend als Spannungssprung bezeichnet werden, da der Anstieg der Spannungsänderung im Vergleich zu einem sinusförmigen Spannungsverlauf wesentlich größer ist. Erfindungsgemäß sollen derartige Spannungsänderungen bzw.The time (t) is shown in milliseconds (ms) on the horizontal X-axis. The size of the electrical voltage (U) in volts (V) is shown on the vertical Y-axis on the left scale. The right scale shows the magnitude of the electric current (I) in amperes (A). After arc ignition, the current (I) is approximately sinusoidal. The voltage (U) shows in a first approximation a rectangular course, instead of a usually sinusoidal course. Deviating from a pure sinusoidal voltage curve, turns in circuits or networks in which burns an arc, a highly distorted voltage waveform. Viewed in abstract terms, a rectangular shape can be seen in the voltage curve, which is superimposed with a sinusoidal component - due to the voltage drop between the measuring point and the arc - and shows a high stochastic component on the plateau. The rectangular shape is characterized in that, during the arc ignition and in the subsequent voltage zero crossings of the alternating voltage, significantly increased voltage changes occur, which are referred to below as a voltage jump, since the increase in the voltage change is considerably greater in comparison to a sinusoidal voltage characteristic. According to the invention such voltage changes or
Spannungssprünge erkannt werden und daraufhin ein Störlicht- bogenerkennungssignal abgegeben werden. Insbesondere kann dabei ein Detektionsansatz dahingehend erfolgen, dass Spannungssprünge bei der Lichtbogenzündung und den darauf folgen- den Spannungsnulldurchgängen detektiert werden. Beispielsweise kann hierzu eine Differenzberechnung erfolgen. Voltage jumps are detected and then a Störlicht- arc detection signal are emitted. In particular, a detection approach can take place in that voltage jumps are detected during the arc ignition and the subsequent voltage zero crossings. For example, this can be done a difference calculation.
Fortlaufend bzw. periodisch werden Spannungswerte (un, un-1) ermittelt, wobei die Meßfrequenz bzw. Abtastfrequenz der er- mittelten Spannungswerte (un, un-1) ein Vielfaches der Frequenz der Wechselspannung betragen sollte, beispielsweise im Bereich 1 bis 200 kHz, spezifischer im Bereich 10 bis 40 oder 60 kHz, insbesondere im Bereich 40 bis 50 kHz liegen sollte. Continuously or periodically, voltage values (un, un-1) are determined, the measuring frequency or sampling frequency of mean voltage values (un, un-1) should be a multiple of the frequency of the AC voltage, for example in the range 1 to 200 kHz, more specifically in the range 10 to 40 or 60 kHz, in particular in the range 40 to 50 kHz should be.
Mit den ermittelten Spannungswerten (un, un-1) wird dann beispielsweise eine Differenzberechnung durchgeführt, wobei ein Differenzenquotient (Dqun) für jeden Abtastwert der Spannung (un) berechnet wird. Dazu wird die Differenz des aktuellen Spannungsabtastwertes (un) zum vorhergehenden Spannungsabtastwert (un-1) gebildet. Diese Differenz (dun) wird durch die zeitliche Differenz (dtn), d.h. dtn = tn - tn-1, der Spannungsabtastwerte (un, un-1) dividiert, um so den Differenzenquotienten (Dqun) gemäß Formel 1 zu erhalten. dun With the determined voltage values (un, un-1), a difference calculation is then performed, for example, whereby a difference quotient (Dqun) is calculated for each sample of the voltage (un). For this purpose, the difference of the current voltage sample (un) to the previous voltage sample (un-1) is formed. This difference (dun) is determined by the time difference (dtn), i. dtn = tn - tn-1 which divides voltage samples (un, un-1) so as to obtain the difference quotient (Dqun) according to formula 1. dun
Dqun =  Dqun =
dtn (1)  dtn (1)
Dieser Differenzenquotient (Dqun) wird als Maß für die Änderung der Spannung nach der Zeit mit einem Schwellwert (SW) verglichen. Bei Erfüllung der Schwellwertbedingung erfolgt ein Störlichtbogenerkennungssignal . This difference quotient (Dqun) is compared with a threshold value (SW) as a measure of the change of the voltage after the time. When the threshold condition is met, an arcing fault detection signal occurs.
Alternativ kann auch vom vorhergehenden Spannungsabtastwert (un-1) der aktuelle Spannungsabtast (un) abgezogen werden (dun = (un-1) - (un) ) . Dadurch ändert sich lediglich das Vorzeichen des Differenzenquotienten. Bei einem Vergleich, beim dem nicht der Betrag mit dem Schwellwert verglichen werden, sondern die Absolutwerte, ist dementsprechend auch das Vorzeichen des Schwellwertes zu beachten und anzupassen.  Alternatively, the current voltage sample (un) can also be subtracted from the previous voltage sample (un-1) (dun = (un-1) - (un)). As a result, only the sign of the difference quotient changes. In a comparison in which the absolute value is not compared with the threshold, but rather the absolute value, the sign of the threshold value must be taken into account and adjusted accordingly.
Beispielsweise wurden die Spannungswerte 30 Volt (un-1) und 50 Volt (un) mit dem zeitlichen Abstand von 20 ys, was einer Abtastfrequenz von 50 KHz entspricht, gemessen. For example, the voltage values were measured 30 volts (un-1) and 50 volts (un) with the time interval of 20 ys, which corresponds to a sampling frequency of 50 KHz.
Der erste Schwellwert könnte beispielsweise bei 0,5 V/ys lie- gen. Der ermittelte Differenzenquotient 1 V/ys liegt über den 0,5 V/ys. Somit wird ein Störlichtbogenerkennungssignal abgegeben . Eine entsprechende Auswertung ist in Figur 2 dargestellt. Gemäß Figur 2 erfolgt in einem ersten Schritt (1) die fortlaufende Berechnung des Differenzenquotienten Spannung The first threshold value could be, for example, 0.5 V / ys. The determined difference quotient 1 V / ys is above the 0.5 V / ys. Thus, an arcing fault detection signal is output. A corresponding evaluation is shown in FIG. According to FIG. 2, in a first step (1), the continuous calculation of the differential quotient voltage takes place
(Dqun) . Dieser wird in einem zweiten Schritt (2) mit dem Schwellwert (SW) verglichen. Erfolgt eine Überschreitung des Schwellwertes (SW) erfolgt in einem dritten Schritt (3) die Erkennung eines Störlichtbogens und/oder Abgabe eines Stör- lichtbogenerkennungssignals . Ist der Schwellwert (SW) nicht überschritten, kann in einem vierten Schritt (4) die Meldung, dass kein Störlichtbogen bzw. kein brennender Störlichtbogen vorhanden ist, erfolgen. (Dqun). This is compared in a second step (2) with the threshold value (SW). If the threshold value (SW) is exceeded, in a third step (3) the detection of an arc fault and / or the delivery of a fault arc detection signal takes place. If the threshold value (SW) is not exceeded, in a fourth step (4) the message that no fault arc or burning fault arc exists can be made.
Die Berechnung kann fortlaufend durchgeführt werden.  The calculation can be carried out continuously.
Beispielsweise kann gemäß einer Ausgestaltung, wenn vorzeichenbehaftete Änderungsgrößen der Spannung berechnet werden, der Vergleich bei positiven Werten hinsichtlich der Überschreitung eines ersten, beispielsweise positiven, Schwellwertes (SW1) erfolgen oder/und bei negativen Werten hinsichtlich der Unterschreitung eines zweiten, beispielsweise negativen, Schwellwertes (SW2) erfolgen. D.h. wenn der Betrag der negativen Abweichung zahlenmäßig größer als der Betrag des negativen Schwellwertes ist. For example, according to an embodiment, when signed change quantities of the voltage are calculated, the comparison with positive values with respect to the exceeding of a first, for example positive, threshold value (SW1) takes place and / or with negative values with respect to the undershooting of a second, for example negative, threshold value ( SW2). That if the amount of the negative deviation is greater in number than the amount of the negative threshold.
Alternativ kann auch ein Betrag (positiv) der Änderung der Spannung gebildet werden, der dann mit dem positiven ersten Schwellwert (SW1) verglichen wird und bei dessen Überschrei- tung ein Störlichtbogenerkennungssignal abgegeben werden.  Alternatively, an amount (positive) of the change in the voltage can also be formed, which is then compared with the positive first threshold value (SW1) and, when exceeded, an arcing fault detection signal is emitted.
Alternativ oder zusätzlich zum Störlichtbogenerkennungssignal kann auch eine Anzeige zwischen „Kein brennender Störlichtbogen" und „brennender Störlichtbogen" erfolgen bzw. eine dem- entsprechende Unterscheidung in der Anlage getroffen werden. As an alternative or in addition to the fault arc detection signal, a display can also be made between "no burning arc fault" and "burning arc fault" or a corresponding distinction can be made in the plant.
Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Spannungsverlaufsab- hängige Störlichtbogenerkennung mit weiteren Kriterien kombi- niert werden. Beispielsweise mit einer Messung des elektrischen Stromes des Stromkreises. Hierzu ist im elektrischen Stromkreis ein weiterer Sensor zur Strommessung vorgesehen. Der gemessene Strom, insbesondere der Effektivwert des gemes- senen Stromes, der beispielsweise nach der Methode von Mann- Morrison berechnet werden kann, wird dabei mit einem dritten Schwellwert (SW3) verglichen und nur wenn auch dieser dritte Schwellwert (SW3) überschritten ist und das Kriterium für ein Störlichtbogenerkennungssignal erfüllt ist, wird auch ein solches abgegeben. Furthermore, the voltage profile-dependent arc fault detection according to the invention can be combined with other criteria. be defined. For example, with a measurement of the electrical current of the circuit. For this purpose, another sensor for measuring current is provided in the electrical circuit. The measured current, in particular the rms value of the measured current, which can be calculated, for example, according to the method of Mann-Morrison, is compared here with a third threshold value (SW3) and only if this third threshold value (SW3) is also exceeded Criterion for an arc fault detection signal is met, such is also issued.
Diese als Überstromfreigabe bezeichnetes Kriterium führt zu einer sicheren Fehlerabgrenzung. Für die Störlichtbogenerkennung muss ein minimaler Störlichtbogenstrom im Stromkreis fließen, um ein Störlichtbogenerkennungssignal zu bewirken. Als Schwellwert für die Überstromfreigabe kann ein vom Betriebsstrom abhängiger Wert gewählt werden. Alternativ könnte die Schwellwertfestlegung auch lichtbogenspezifisch erfolgen, da für einen brennenden Niederspannungslichtbogen ein Lichtbogenstrom von üblicherweise mindestens 1000 A, für parallele Lichtbögen, und Ströme ab 1 A, für serielle Lichtbögen, vorliegen. D.h. der dritte Schwellwert SW3 kann je nach Einsatz bzw. Anwendung ab 1 A, 10 A, 100 A, 1000 A, 5000 A festgelegt sein . In einer Ausgestaltung könnten der erste oder/und zweite Schwellwert SW1, SW2 auch in Abhängigkeit von der Einstellung des dritten Schwellwertes SW3 festgelegt werden. D.h. bei hohen Beträgen des dritten Schwellwertes sind die Beträge des ersten und zweiten Schwellwertes ebenfalls hoch.  This criterion, called the overcurrent release, leads to a reliable error definition. For arc fault detection, a minimum arc fault current must flow in the circuit to cause an arcing fault detection signal. The threshold value for the overcurrent release can be a value dependent on the operating current. Alternatively, the threshold could also be specific to the arc, since for a burning low-voltage arc, an arc current of usually at least 1000 A, for parallel arcs, and currents from 1 A, for serial arcs, are present. That the third threshold value SW3 can be set from 1 A, 10 A, 100 A, 1000 A, 5000 A depending on the application or application. In one embodiment, the first and / or second threshold value SW1, SW2 could also be determined as a function of the setting of the third threshold value SW3. That for large amounts of the third threshold, the amounts of the first and second thresholds are also high.
Figur 3 zeigt hierzu eine Darstellung, bei der die ermittelte Spannung U des Stromkreises einer ersten Auswerteeinheit (AE1), zur Ermittlung von Störlichtbögen, zugeführt wird. Der ermittelte Strom I des Stromkreises wird einer zweiten Aus- werteeinheit (AE2), zur Ermittlung einer Strombedingung, wie der Überschreitung des dritten Stromgrenzwertes (SW3), zugeführt. Die Ausgänge beider Einheiten sind mit einer UND- Einheit (&) verknüpft, dessen Ausgang bei Erfüllung beider Kriterien ein Störlichtbogenerkennungssignal (SLES) abgibt. FIG. 3 shows a representation in which the determined voltage U of the circuit is fed to a first evaluation unit (AE1) for determining arcing faults. The determined current I of the electric circuit is fed to a second evaluation unit (AE2) for determining a current condition, such as exceeding the third current limit value (SW3). The outputs of both units are connected with an AND Unit (&) linked, the output of which outputs an arc fault detection signal (SLES) when both criteria are met.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Übersichts- Schaltbildes für eine Anlagenkonfiguration mit abgangsselektiver Störlichtbogenerkennungseinheit für die Erfassung von Störlichtbogen. Figur 4 zeigt eine Niederspannungs- Einspeisung NSE, mit Sicherungen SI, denen Stromschienen bzw. Sammelschienen LI, L2, L3 für die Leiter eines Dreiphasen- Wechselstromnetzes bzw. Stromkreises folgen. Der Neutralleiter bzw. Nullleiter ist nicht dargestellt. Jeder der drei Stromschienen LI, L2, L3 ist jeweils ein Spannungssensor SEU1, SEU2, SEU3 und ein Stromsensor SEI1, SEI2, SEI3 zugeordnet. Die Stromschienen sind mit einer Schalt- oder/und Verteilanlage SVA verbunden. FIG. 4 shows a schematic representation of an overview circuit diagram for a system configuration with outlet-selective fault arc detection unit for the detection of arc fault. FIG. 4 shows a low-voltage feed NSE, with fuses SI, which are followed by busbars or busbars LI, L2, L3 for the conductors of a three-phase alternating current network or electric circuit. The neutral conductor or neutral is not shown. Each of the three busbars LI, L2, L3 is assigned a voltage sensor SEU1, SEU2, SEU3 and a current sensor SEI1, SEI2, SEI3. The busbars are connected to a switching and / or distribution SVA.
Die Spannungs- und Stromsensoren sind mit einer erfindungsgemäßen Störlichtbogenerkennungseinheit SEE verbunden, die eine erfindungsgemäße Auswerteeinheit AE aufweist. Diese weist einen Ausgang zur Abgabe eines Störlichtbogenerkennungssignals SLES auf.  The voltage and current sensors are connected to an inventive arc fault detection unit SEE, which has an evaluation unit AE according to the invention. This has an output for outputting an arcing fault detection signal SLES.
Die Spannungs- und Stromsensoren ermitteln Spannungs- (un, un-1) und Stromwerte (in, in-1) der Sammelschienen LI, L2, L3 und führen sie der erfindungsgemäßen Störlichtbogenerken- nungseinheit SEE zu.  The voltage and current sensors determine voltage (un, un-1) and current values (in, in-1) of the bus bars LI, L2, L3 and feed them to the fault arc detection unit SEE according to the invention.
Die Sensoren sind dabei außerhalb Störlichtbogenerkennungs- einheit angeordnet und mit dieser verbunden. The sensors are arranged outside Störlichtbogenerkennungs- unit and connected to this.
Figur 5 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Übersichtsschaltbildes für eine Anlagenkonfiguration mit zentraler Störlichtbogenerkennungseinheit für die Erfassung von Störlichtbogen. Figur 5 zeigt eine Niederspannungseinspeisung NSE, der ein Einspeise-Kabel ELT1 folgt, dem ein Einspeise-Schalter ESCH folgt, dem ein Stromsensor SEI1 und ein Spannungssensor SEU1 folgt, dem eine Sammelschien SS folgt. An der Sammelschiene SS sind 3 Abgänge ABG I ABG II und ABG III vorgesehen. Diesen ist je ein Abgangs-Kabel ALT1, ALT2, ALT3 zugeordnet. Die Sensoren SEI1, SEU1 sind mit einer Störlichtbogenerken- nungseinheit SEE verbunden, dessen Ausgang wiederum mit dem Einspeise-Schalter ESCH verbunden ist. Der Einspeise-Schalter kann dabei ein Leistungsschalter sein. Bei Erkennung eines Störlichtbogens kann der elektrische Stromkreis, d.h. die Stromversorgung der Sammelschiene SS unterbrochen werden, wenn beispielsweise in einem der Abgänge ein Störlichtbogen auftritt . Figur 6 zeigt eine Darstellung gemäß Figur 5, mit dem Unterschied, dass die Sensoren im zweiten Abgang ABG II angeordnet sind, der zudem Sicherungen SI und einen Kurzschließer KS aufweist. Die Sensoren SEI1 und SEU1 erfassen Strom- und Spannungswerte des Abganges ABG II und geben diese an die Störlichtbogenerkennungseinheit SEE weiter. Erkennt die Stör- lichtbogenerkennungseinheit SEE einen Störlichtbogen, wird an ihrem Ausgang ein Störlichtbogenerkennungssignal abgegeben und zum Kurzschließer KS übertragen. Dieser schließt daraufhin den Abgang ABG II kurz, um den Störlichtbogen zu löschen. FIG. 5 shows a further schematic representation of an overview circuit diagram for a system configuration with a central fault arc detection unit for the detection of an arc fault. Figure 5 shows a low voltage feed NSE followed by a feed cable ELT1 followed by a feed switch ESCH followed by a current sensor SEI1 and a voltage sensor SEU1 followed by a bus bar SS. Three outlets ABG I ABG II and ABG III are planned on the busbar SS. These are each assigned an outgoing cable ALT1, ALT2, ALT3. The sensors SEI1, SEU1 are connected to a fault arc detection unit SEE whose output is in turn connected to the supply switch ESCH. The feed switch can be a circuit breaker. Upon detection of an arc fault, the electrical circuit, ie the power supply of the busbar SS can be interrupted if, for example, in one of the outgoing an arc occurs. FIG. 6 shows an illustration according to FIG. 5, with the difference that the sensors are arranged in the second outlet ABG II, which also has fuses SI and a short-circuiting device KS. The sensors SEI1 and SEU1 detect current and voltage values of the outlet ABG II and pass them on to the fault arc detection unit SEE. If the fault arc detection unit SEE detects an arc fault, an arc fault detection signal is output at its output and transmitted to the short-circuiting device KS. This then closes the outlet ABG II briefly to extinguish the arc.
Die Störlichtbogenerkennung gemäß Figur 5 oder 6 kann beispielsweise als mobiles System ausgeführt sein. The arc fault detection according to FIG. 5 or 6 can be implemented, for example, as a mobile system.
Die Erfindung soll im Folgenden nochmals erläutert werden. The invention will be explained again below.
Mit der Erfindung können Störlichtbögen, insbesondere parallele oder stromstarke, insbesondere in Niederspannungsschalt- und Verteilungsanlagen, erkannt werden. Erfindungsgemäß steht dazu insbesondere ein nummerischer Lösung bzw. Detektionsal- gorithmus auf Grundlage der Auswertung von gemessenen Spannungswerten bzw. -Signalen zur Verfügung. Für die Erkennung von Störlichtbögen wird die Spannung gemessen und Mithilfe einer Signalverlaufsanalyse ausgewertet. Aufgrund der in der Praxis notwendigen schnellen Lichtbogendetektion kann hierbei erfindungsgemäß eine außerordentlich schnelle zeitliche Auswertung zur Verfügung gestellt werden. Mit dieser Erfindung können beispielsweise auf Basis einer zentralen Spannungsmessung an der Einspeisung stromstarke Störlichtbögen, beispielsweise in Schalt- und Verteileranlagen, z.B. in der Niederspannung, schnell detektiert werden. With the invention, arcs, in particular parallel or high-current, in particular in low-voltage switching and distribution systems, can be detected. According to the invention, in particular, a numerical solution or detection algorithm is available on the basis of the evaluation of measured voltage values or signals. For the detection of arcing faults, the voltage is measured and evaluated with the help of a waveform analysis. Because of the rapid arc detection necessary in practice, an extraordinarily fast time evaluation can be provided according to the invention. With this invention, for example, based on a central voltage measurement at the feed high-current arcs, for example, in switching and distribution systems, eg in the low voltage, can be detected quickly.
Die Erfindung kann insbesondere vorteilhaft in Leistungsschaltern oder Kurzschließern eingesetzt werden. The invention can be used particularly advantageously in circuit breakers or short-circuiters.
Eine aufwendige Installation von Lichtwellenleitern in Anlagen zur Störlichtbogenerkennung ist nicht erforderlich. Die Spannungsmessung kann zentral realisiert und ggf. synerge- tisch von weiteren Betriebsmitteln genutzt werden. A complex installation of optical fibers in systems for arc fault detection is not required. The voltage measurement can be implemented centrally and possibly used synergistically by other resources.
Im Weiteren ist eine Implementierung in vorhandene Schaltund Verteileranalgen einfach möglich, da ein erfindungsgemä- ßes Detektionssystem beispielsweise lediglich zentral einge- baut werden kann und keine Installation in einzelnen, zu schützenden Zellen e:•forderlich ist. In addition, an implementation in existing switching and Verteileranalgen is simply possible because a erfindungsgemä- SSES detection system is based, for example, only einge- centrally can and can not install in single cells to be protected e: • is conducive.
Die Erfindung kann als Baugruppe mit zentraler Spannungsmessung realisiert sein. The invention can be realized as a module with a central voltage measurement.
Die bisher am Markt etablierten Detektionssysteme basieren auf einer optischen Fehlererkennung und weisen somit Potential zu einer Fehlauslösung durch die Einwirkung von Fremdlicht (z.B. Blitzlicht) auf. Bei der erfindungsgemäßen Lösung auf Grundlage einer Spannungsmessung ist dieses Gefahrenpotential nicht vorhanden. The detection systems hitherto established on the market are based on optical error detection and thus have potential for false triggering by the action of extraneous light (for example flash light). In the solution according to the invention based on a voltage measurement, this potential danger is not present.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the exemplary embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Störlichtbogenerkennungseinheit für einen elektrischen NiederspannungsStromkreis , aufweisend 1. Arc fault detection unit for an electrical low-voltage circuit, comprising
mindestens einen Spannungssensor, zur periodischen Ermittlung von elektrischen Spannungswerten (un, un-1) des elektrischen Stromkreises, at least one voltage sensor for periodically determining electrical voltage values (un, un-1) of the electrical circuit,
der mit einer Auswerteeinheit verbunden ist, die derart ausgestaltet ist, which is connected to an evaluation unit which is designed in such a way that
dass bei Überschreitung eines ersten Schwellwertes (SW1) oder Unterschreitung eines zweiten Schwellwertes (SW2) der Änderung der Spannung nach der Zeit ein Störlichtbogenerkennungs- signal (SLES) abgegeben wird. that when the change in voltage over time exceeds a first threshold value (SW1) or falls below a second threshold value (SW2), an arc fault detection signal (SLES) is emitted.
2. Störlichtbogenerkennungseinheit gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 2. Arc fault detection unit according to claim 1, characterized in that
dass fortlaufend aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Spannungswerten (un, un-1) eine Spannungsdifferenz (dun) ermittelt wird, die Spannungsdifferenz (dun) durch die zeitliche Differenz (dtn) der Spannungswerte (un, un-1) dividiert wird, der daraus ermittelte Differenzenquotient (Dqun) als Maß für die Änderung der Spannung nach der Zeit mit dem ersten that a voltage difference (dun) is continuously determined from two temporally successive voltage values (un, un-1), the voltage difference (dun) is divided by the temporal difference (dtn) of the voltage values (un, un-1), the difference quotient determined from this (Dqun) as a measure of the change in voltage over time with the first
Schwellwert (SW1) verglichen wird und bei dessen Überschreitung das Störlichtbogenerkennungssignal (SLES) abgegeben wird. Threshold value (SW1) is compared and when it is exceeded, the arc fault detection signal (SLES) is emitted.
3. Störlichtbogenerkennungseinheit gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 3. Arc fault detection unit according to claim 1, characterized in
dass fortlaufend aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Span- nungswerten (un, un-1) eine Spannungsdifferenz (dun) ermittelt wird, die Spannungsdifferenz (dun) durch die zeitliche Differenz (dtn) der Spannungswerte (un, un-1) dividiert wird, der daraus ermittelte Differenzenquotient (Dqun) als Maß für die Änderung der Spannung nach der Zeit mit dem zweiten Schwellwert (SW2) verglichen wird und bei dessen Unterschreitung das Störlichtbogenerkennungssignal (SLES) abgegeben wird . that a voltage difference (dun) is continuously determined from two temporally successive voltage values (un, un-1), the voltage difference (dun) is divided by the temporal difference (dtn) of the voltage values (un, un-1), the resulting The difference quotient (Dqun) determined as a measure of the change in voltage over time is compared with the second threshold value (SW2) and if the value falls below this, the arc fault detection signal (SLES) is emitted.
4. Störlichtbogenerkennungseinheit gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 4. Arc fault detection unit according to claim 1, characterized in that
dass fortlaufend aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Spannungswerten (un, un-1) eine Spannungsdifferenz (dun) ermit- telt wird, die Spannungsdifferenz (dun) durch die zeitliche Differenz (dtn) der Spannungswerte (un, un-1) dividiert wird, der Betrag des daraus ermittelten Differenzenquotient (Dqun) als Maß für die Änderung der Spannung nach der Zeit mit dem ersten Schwellwert (SW1) verglichen wird und bei dessen Über- schreitung das Störlichtbogenerkennungssignal abgegeben wird. that a voltage difference (dun) is continuously determined from two temporally successive voltage values (un, un-1), the voltage difference (dun) is divided by the temporal difference (dtn) of the voltage values (un, un-1), the amount the difference quotient (Dqun) determined from this is compared as a measure of the change in voltage over time with the first threshold value (SW1) and when this threshold value is exceeded, the arc fault detection signal is emitted.
5. Störlichtbogenerkennungseinheit gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4, 5. Arc fault detection unit according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass mindestens ein Stromsensor vorgesehen ist, der den elektrischen Strom des Stromkreises ermittelt, that at least one current sensor is provided which determines the electrical current of the circuit,
der mit der Auswerteeinheit verbunden ist, die derart ausgestaltet ist, which is connected to the evaluation unit, which is designed in such a way
dass der Strom einen dritten Schwellwert (SW3) überschreiten muss, um ein Störlichtbogenerkennungssignal abzugeben. that the current must exceed a third threshold value (SW3) in order to emit an arc fault detection signal.
6. Leistungsschalter für einen elektrischen Niederspannungsstromkreis, aufweisend eine Störlichtbogenerkennungseinheit gemäß einem der Patentansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, die mit dem Leistungsschalter verbunden ist und die derart ausgestaltet sind, dass bei Abgabe eines Störlichtbogenerkennungssig- nals der Leistungsschalter auslöst, um den elektrischen Stromkreis zu unterbrechen. 6. Circuit breaker for an electrical low-voltage circuit, comprising an arc fault detection unit according to one of claims 1, 2, 3, 4 or 5, which is connected to the circuit breaker and which are designed such that when an arc fault detection signal is emitted, the circuit breaker is triggered in order to to interrupt the electrical circuit.
7. Kurzschließer, aufweisend eine Störlichtbogenerkennungs- einheit gemäß einem der Patentansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, die mit dem Kurzschließer verbunden ist, und die derart ausgestaltet sind, dass bei Abgabe eines Störlichtbogenerken- nungssignals der Kurzschließer den elektrischen Stromkreis kurzschließt, um ein Löschen des Störlichtbogen zu bewirken. 7. Short-circuiter, comprising an arc fault detection unit according to one of claims 1, 2, 3, 4 or 5, which is connected to the short-circuiter, and which are designed in such a way that when an arc fault detection signal is emitted, the short-circuiter short-circuits the electrical circuit, to extinguish the arc fault.
8. Verfahren zur Störlichtbogenerkennung für einen elektrischen Stromkreis, bei dem periodisch elektrische Spannungswerte (un, un-1) des Stromkreises ermittelt werden und bei Überschreitung eines ersten Schwellwertes (SW1) oder Unterschreitung eines zweiten Schwellwertes (SW2) der Änderung der Spannung nach der Zeit ein Störlichtbogenerkennungssignal (SLES) abgegeben wird. 8. Method for detecting arc faults for an electrical circuit, in which electrical voltage values (un, un-1) of the circuit are periodically determined and when the change in voltage over time exceeds a first threshold value (SW1) or falls below a second threshold value (SW2), an arc fault detection signal (SLES) is emitted.
9. Verfahren nach Patentanspruch 8, 9. Method according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass fortlaufend aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Span- nungswerten (un, un-1) eine Spannungsdifferenz (dun) ermittelt wird, that a voltage difference (dun) is continuously determined from two consecutive voltage values (un, un-1),
die durch die zeitliche Differenz (dtn) der Spannungswerte (un, un-1) dividiert wird, which is divided by the time difference (dtn) of the voltage values (un, un-1),
der daraus ermittelte Differenzenquotient (Dqun) als Maß für die Änderung der Spannung nach der Zeit mit den ersten the difference quotient (Dqun) determined from this as a measure of the change in voltage after time with the first
Schwellwert (SW1) verglichen wird und bei dessen Überschreitung das Störlichtbogenerkennungssignal (SLES) abgegeben wird . Threshold value (SW1) is compared and when it is exceeded, the arc fault detection signal (SLES) is emitted.
10. Verfahren nach Patentanspruch 8, 10. Method according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass fortlaufend aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Spannungswerten (un, un-1) eine Spannungsdifferenz (dun) ermittelt wird, that a voltage difference (dun) is continuously determined from two consecutive voltage values (un, un-1),
die durch die zeitliche Differenz (dtn) der Spannungswerte (un, un-1) dividiert wird, which is divided by the time difference (dtn) of the voltage values (un, un-1),
der daraus ermittelte Differenzenquotient (Dqun) als Maß für die Änderung der Spannung nach der Zeit mit dem zweiten Schwellwert (SW2) verglichen wird the difference quotient (Dqun) determined from this is compared with the second threshold value (SW2) as a measure of the change in voltage over time
und bei dessen Unterschreitung das Störlichtbogenerkennungssignal (SLES) abgegeben wird. and if it falls below this level, the arc fault detection signal (SLES) is emitted.
11. Verfahren nach Patentanspruch 8, 11. Method according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass fortlaufend aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Spannungswerten (un, un-1) eine Spannungsdifferenz (dun) ermittelt wird, that a voltage difference (dun) is continuously determined from two consecutive voltage values (un, un-1),
die durch die zeitliche Differenz (dtn) der Spannungswerte (un, un-1) dividiert wird, which is determined by the time difference (dtn) of the voltage values (un, un-1) is divided,
der Betrag des daraus ermittelten Differenzenquotient (Dqun) als Maß für die Änderung der Spannung nach der Zeit mit dem ersten Schwellwert (SW1) verglichen wird the amount of the difference quotient (Dqun) determined from this is compared with the first threshold value (SW1) as a measure of the change in voltage over time
und bei dessen Überschreitung das Störlichtbogenerkennungs- signal (SLES) abgegeben wird. and if it is exceeded, the arc fault detection signal (SLES) is emitted.
12. Verfahren nach Patentanspruch 8, 9, 10 oder 11, 12. Method according to patent claim 8, 9, 10 or 11,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der elektrische Strom des Stromkreises ermittelt und mit einem dritten Schwellwert (SW3) verglichen wird, that the electrical current of the circuit is determined and compared with a third threshold value (SW3),
dass für die Abgabe des Störlichtbogenerkennungssignals der dritte Schwellwert überschritten sein muss. that the third threshold value must be exceeded for the arc fault detection signal to be issued.
13. Verfahren nach Patentanspruch 8, 9, 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, 13. Method according to claim 8, 9, 10, 11 or 12, characterized in
dass das Störlichtbogenerkennungssignal zur Unterbrechung oder zum Kurzschluss des elektrischen Stromkreises verwendet wird . that the arc fault detection signal is used to interrupt or short-circuit the electrical circuit.
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