JP2014115276A - Dcアークと負荷スイッチングノイズとを区別するシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の予め定められた時間間隔内で、予め定められた時間間隔毎のパルスカウントPCと、予め定められた時間間隔毎のパルス持続時間PDとを少なくとも判定する。この場合のPCおよびPDは、DC電源システムにおける起こり得るアーク放電イベントの数および強度にそれぞれ対応する。ひとつもしくは複数のアーク故障検出アルゴリズムを用いてPCおよびPDを処理し、向上された信頼性を持ってDCアークと負荷スイッチングノイズとを区別する。
【選択図】図2
Description
APDM=|APD1+APD2−APD3−APD4|+|APD1−APD2−APD3+APD4
ここで、 “APD1”とは複数の予め定められた時間間隔での“PD1”測定の平均値であり、“APD2”とは複数の予め定められた時間間隔での“PD2”測定の平均値であり、“APD3”とは複数の予め定められた時間間隔での“PD3”測定の平均値であり、“APD4”とは複数の予め定められた時間間隔での“PD4”の平均値である。もしくは、プロセッサはその他の適切な技術によりAPDMを算出し得る。プロセッサはさらに、各々の時間間隔の最後に、APDF/APC比が第1の規定の閾値を上回るかどうかと、APDF/APDM比が第2の規定の閾値を上回るかどうかを判断する。個々の時間間隔の最後に、APDF/APC比が第1の規定の閾値を上回り、かつAPDF/APDM比が第2の規定の閾値を上回ると判断される場合、その時間間隔は、実際のアーク放電イベントが発生し得た間隔であると見なされる。例えば、個々の時間間隔の間に、APDF/APC比が第1の規定の閾値を上回り、かつAPDF/APDM比が第2の規定の閾値を上回るとプロセッサが判断するならば、プロセッサは出力“1”もしくはその他の適切な出力を発生させ得る。そうでない場合には、プロセッサは出力“0”もしくはその他の適切な出力を発生させ得る。プロセッサは複数の時間間隔で発生された出力(1もしくは0)の平均値を求め、個々の出力の平均値が第3の規定の閾値を上回るならば、実際のアーク放電が発生したらしいと推定されて、プロセッサはそのようなアーク放電を示す別の出力を発生させる。この方法で、プロセッサは、実際のアーク放電と、グリッドタイインバータの負荷のような非常にノイズの多い負荷とをより確実に区別することができる。
APDM=|APD1+APD2−APD3−APD4|+|APD1−APD2−APD3+APD4| (1)
ここで、 “APD1”とは複数の時間間隔での個々の“PD1”測定の平均であり、“APD2”とは複数の時間間隔での個々の“PD2”測定の平均であり、“APD3”とは複数の時間間隔での個々の“PD3”測定の平均であり、“APD4”とは複数の時間間隔での個々の“PD4”の平均である。もしくは、プロセッサ212はその他の適切な技術によってAPDMを算出し得る。例えば、各々の4分の1間隔測定のそのような平均化は、複数の時間間隔でローパスフィルタを使用して実行され得る。さらに、各々の時間間隔は、ACグリッドサイクル期間の2分の1もしくはおおよそ2分の1であり得、例えば60Hzもしくは50HzのACグリッドであれば1/(2*55Hz)であり得る。ステップ318に表される通り、プロセッサ212は、各々の時間間隔の最後に、APDF/APC比が第1の規定の閾値C1を上回るかどうかを判定し、かつAPDF/APDM比が第2の規定の閾値C2を上回るかどうかを判定する。個々の時間間隔の最後に、APDF/APC比が第1の規定の閾値C1を上回り、かつAPDF/APDM比が第2の規定の閾値C2を上回ると判定される場合、そのような時間間隔は、実際のアーク放電事象が発生し得た間隔であると見なされる。例えば、プロセッサ212が、個々の時間間隔の間に、APDF/APC比が第1の規定の閾値C1を上回り、かつAPDF/APDM比が第2の規定の閾値C2を上回ると判定するならば、プロセッサはステップ320に表す通り、出力“1”もしくはその他の適切な出力を発生させ得る。そうでない場合には、プロセッサ212は、ステップ322に表す通り、出力“0”もしくはその他の適切な出力を発生させ得る。ステップ324に表される通り、プロセッサ212は、複数の時間間隔で発生される出力(1および/または0)の平均値を求める。ステップ326に表される通り、プロセッサは次に、個々の出力の平均値が規定の閾値出力値C0を上回るかどうかを判定する。個々の出力の平均値が規定の閾値出力値C0を上回るならば、実際のアーク放電が発生したと推定され、プロセッサ212は、ステップ328に表される通り、アーク故障指示218を発生させる。そうでない場合には、方法300bはステップ316に戻る。
PDM=|PDM1+PDM2−PDM3−PAD4|+|PD1−PD2−PD3+PD4|(2)
もしくは、PDMはその他の適切な技術によって算出され得る。図6cに示される通り、直列アーク放電中に判定されたPDF/PDM比は、インバータ負荷のスタートアップの間に判定された対応するPDF/PDM比よりも概して著しく大きい(例えば、時間間隔6および8から15の個々のPDF/PDM比を参照)。APDF/APDM比が各々の番号付された時間間隔の最後に判定されたならば(第2の例示的な方法300bのステップ318と関連して本明細書で説明されている)、直列アーク放電の間に判定されたそのようなAPDF/APDM比もまた、インバータ負荷のスタートアップの間に判定された対応するAPDF/APDM比よりも著しく大きいであろうことが理解される。さらに、プロセッサ212が各々の番号付された時間間隔の最後にAPDFおよびAPDMを最初に算出し、その後各々の番号付された時間間隔でAPDF/APDM比を判定したならば、直列アーク放電の間に判定されたそのようなAPDF/APDM比は、同様に、インバータ負荷のスタートアップの間に判定された対応するAPDF/APDM比よりも著しく大きいであろう。従って図6cに表されたPDF/PDM比に基づいて、各々の時間間隔の最後に少なくともPDF/PDM比を分析することは、向上された信頼性をもってDCアークと負荷スイッチングノイズとを区別するのに十分である。
Claims (20)
- DC電源システムにおけるアーク放電を検出する方法であって、
電流センサにより、DC電源システムの電流出力を監視し、
時間(di/dt)での前記電流出力の少なくともひとつの変化に応じて、比較器により、ひとつもしくは複数のパルスを発生させ、各パルスは関連した持続時間を有し、
プロセッサにより、少なくともひとつの予め定められた時間間隔においてパルスの数をカウントし、前記予め定められた時間間隔でのパルスカウントを提供し、
前記プロセッサにより、前記予め定められた時間間隔の個々のパルスの持続時間の変動を測定し、
前記プロセッサにより、前記パルスカウントに対する各パルスの持続時間の変動の第1の比を算出し、
前記プロセッサにより、前記第1の比の少なくとも一部に基づきDC電源システムのアーク放電の存在を判定し、
前記プロセッサにより、DC電源システムのアーク放電の存在を示す出力を発生させるステップと、を含む方法。 - 前記アーク放電の存在を判定することは、前記第1の比が第1の規定の閾値を上回ることを判定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記パルスの数をカウントすることは、複数の予め定められた時間間隔の各々においてパルスの数をカウントし、前記予め定められた時間間隔の各々のパルスカウントを提供することを含み、前記個々のパルスの持続時間の変動を測定することは、個々の前記予め定められた時間間隔における個々のパルスの持続時間の変動を測定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の比を算出することは、各々の予め定められた時間間隔の後にパルスカウントの平均を算出することと、各々の予め定められた時間間隔の後に個々のパルスの持続時間の変動の平均を算出することと、個々のパルスの持続時間の変動の平均とパルスカウントの平均とに基づき前記第1の比を算出することと、を含む請求項3に記載の方法。
- 方法はさらに、前記プロセッサにより、前記予め定められた時間間隔の各パルスの持続時間の変調を測定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 方法はさらに、前記プロセッサにより、各パルスの持続時間の変調に対する各パルスの持続時間の変動の第2の比を算出することを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記アーク放電の存在を判定することは、前記第1の比および前記第2の比の少なくとも一部に基づきDC電力システムのアーク放電の存在を判定することを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記アーク放電の存在を判定することは、前記第1の比が第1の規定の閾値を上回ることを判定することと、前記第2の比が第2の規定の閾値を上回ることを判定することとを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記個々のパルスの持続時間の変動を測定することは、複数の予め定められた時間間隔での各パルスの持続時間の変動を測定することを含み、前記個々のパルスの持続時間の変調を測定することは、複数の前記予め定められた時間間隔での各パルスの持続時間の変調を測定することを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記第2の比を算出することは、各々の予め定められた時間間隔の後に各パルスの持続時間の変動の平均を算出することと、各々の予め定められた時間間隔の後に各パルスの持続時間の変調の平均を算出することと、各パルスの持続時間の変動の平均と各パルスの持続時間の変調の平均とに基づき前記第2の比を算出することとを含む、請求項9に記載の方法。
- 方法はさらに、前記プロセッサにより、前記予め定められた時間間隔でのパルスカウントの変動を測定することを含む、請求項6に記載の方法。
- 方法はさらに、前記プロセッサにより、パルスカウントに対するパルスカウントの変動の第3の比と、各パルスの持続時間に対する各パルスの持続時間の変動の第4の比とのうちのひとつもしくは複数を算出することを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記アーク放電の存在を判定することは、少なくとも前記第1の比の一部と、前記第2の比、前記第3の比、および前記第4の比のうちのひとつもしくは複数とに基づき、DC電源システムのアーク放電の存在を判定することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記アーク放電の存在を判定することは、前記第1の比が第1の規定の閾値を上回ることを判定することと、前記第2の比が第2の規定の閾値を上回ることを判定することと、前記第3の比が第3の規定の閾値を上回ることを判定することと、前記第4の比が第4の規定の閾値を上回ることを判定することとを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記アーク放電の存在を判定することはさらに、前記パルスカウントが第5の規定の閾値を上回ることを判定することと、各パルスの持続時間が第6の規定の閾値を上回ることを判定することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記パルスカウントの変動を測定することは、複数の予め定められた時間間隔での前記パルスカウントの変動を測定することを含み、前記個々のパルスの持続時間の変動を測定することは、複数の前記予め定められた時間間隔での各パルスの持続時間の変動を測定することを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記第3の比を算出することは、各々の予め定められた時間間隔の後に前記パルスカウントの変動の平均を算出することと、各々の予め定められた時間間隔の後に前記パルスカウントの平均を算出することと、パルスカウントの変動の平均とパルスカウントの平均とに基づき前記第3の比を算出することと、を含む請求項16に記載の方法。
- 前記第4の比を算出することは、各々の予め定められた時間間隔の後に各パルスの持続時間の変動の平均を算出することと、各々の予め定められた時間間隔の後に各パルスの持続時間の平均を算出することと、各パルスの持続時間の変動の平均と各パルスの持続時間の平均とに基づき前記第4の比を算出することを含む、請求項16に記載の方法。
- DC電源システムのアーク放電を検出するシステムであって、
DC電源システムの電流出力を監視するための電流センサと、
時間(di/dt)で前記電流出力における少なくともひとつの変化に応じて、ひとつもしくは複数のパルスを発生させ、各パルスが関連した持続時間を有する、比較器と、
少なくともひとつのメモリから少なくともひとつのコンピュータプログラムを実行するように動作するプロセッサであって、
予め定められた時間間隔でのパルスカウントを提供するよう少なくともひとつの前記予め定められた時間間隔においてパルスの数をカウントし、
前記予め定められた時間間隔における個々の前記パルスの持続時間の変動を測定し、
前記パルスカウントに対する個々のパルスの持続時間の変動の第1の比を算出し、
前記第1の比の少なくとも一部に基づきDC電源システムにおけるアーク放電の存在を判定し、かつ
DC電源システムにおけるアーク放電の存在を示す出力を発生させる、前記プロセッサと、
を含むシステム。 - DC電源システムにおけるアーク放電を検出するためのシステムであって、
DC電源システムの電流出力を監視するよう動作する電流センサと、
時間(di/dt)での前記電流出力の少なくともひとつの変化に応じて、ひとつもしくは複数のパルスを発生させ、1つのパルスが関連した持続時間を有する比較器と、
少なくともひとつのメモリから少なくともひとつのコンピュータプログラムを実行するように動作されるプロセッサであって、
予め定められた時間間隔でのパルスカウントを提供するよう少なくともひとつの前記予め定められた時間間隔においてパルスの数をカウントし、
前記予め定められた時間間隔において各パルスの持続時間の変動を測定し、
前記パルスカウントに対する各パルスの持続時間幅の変動の第1の比を算出し、
前記予め定められた時間間隔において各パルスの持続時間の変調を測定し、
各パルスの持続時間の変調に対する各パルスの持続時間の変動の第2の比を算出し、
前記第1の比と前記第2の比の少なくとも一部に基づきDC電源システムにおけるアーク放電の存在を判定し、かつ
DC電源システムにおけるアーク放電の存在を示す出力を発生させる、前記プロセッサと、を含むシステム。
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