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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 相關專利申請之參考 本專利申請係1995年3月30日提出申請之美國専利申 讅第08/413,304號，電弧偵測器感測器回路，之連績。 發明頜城 本發明係關於偵測，分析，及響應導體上之霣流，此 電流之頻率（二次頻率）係與導體上原應流通之霣流（亦 即屋内配線上流通之60Hz電流）之頻率（一次頻率）不同 。本發明尤係閭於用為偵測代表霣弧之二次頻率霣流及 /或電歷。 發明背醫 有種用於偵測住家及商用建築物之屋内配鐮之霣弧之 電弧偵測系統早已被採用。大家都明白當線與中性或接 地導體間產生電弧時會產生遠高於許多一般可燃物之發 火點之溫度而等致嚴里之火災傷害。例如，住家屋内配 線之絕緣因老舊劣化及磨損之霄力線會產生足夠引起火 災之電弧。容易在屋内產生之兩種基本型式之電弧係線 路故障時引起之電弧及接點開鼷時之電弧。線路故陣包 括有媒間短路，線對中性線短路及接地故陣。當發生疽 些故陣，流通之故陣霉流會高達或超過回路之容量，霣 燈因過Μ之故陣電流而變成暗淡，如果發生故陣之回路 有回路遮斷器保護時此回路遮斷器立即眺脫以遮斷供給 於電弧之電能。瑄種情形，眺脫時間通常係+幾遇波不 會超過秒故霉弧存在之時間短，不會產生足夠之輻射或 傳専可覼之熱能至四周之物。因此，產生火災之可能性 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· -se A7 '* B7 五、發明説明（） 相當低。 接點之電弧普通係因老舊之電氣插座，插頭及開關所 引起。由於老舊，這些裝置已不復具有當初需求之轚流 容置。例如，插頭可能因逋受不計其數之霣阻發熱而導 致加热循環。瑄種循環逐漸分解環繞接點部位之絕緣材 料而使絕緣材料部份流入接黏部位専致阻礙接點與插座 進行適當之霣氣接觸。瑄種現象如起始之霣弧產生甚大 热量時會變成再生而引起絕緣材料之碳化導致在插頭之 接觸表面產生絕緣曆。 另外較會產生電弧之地點傜氧化之端子，氧化及老舊 之開Μ接點，及鋁線與由不同金鼷，如飼.作成之埋接 端子間之介面。在瑄些環境下正常產生之電弧通常稱為 串聯霉弧。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 鑑於屋内電氣系統產生霄弧之可能性，及其所引起災 害（如火災）之滑在性，已發展出很多系統用來偵測屋内 配線所產生之霄弧。例如，在1993年 6月29日發給 Frederick K. Blades氐之美國專利第5,223.795號即 揭示一種藉監視高頻率噪音Μ偵測電氣連接上產生之電 弧之方法及裝置。此裝置係監視與電力線之電弧特性有 關連之高頻率哦音。此裝置係藉確定噪音在電源頻率之每 半週期產生一間隙以自其它高頻哺音分辨出霄弧噪音而 決定電弧之存在。 前述美國專利揭示之系統雖有效地動作Μ偵测電弧， 但尚須改良電弧偵測性能俾使糸統能分辨不同型式之轚 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） ^93131五、發明説明（） 來俾 式路 方回 多面 很介 用良 可改 ，及 力式 能程 之良 孤改 電括 之包 式式 型方 同些 不這 應’ Φ能 供性 提其 並良 弧改 及與 視果 監後 與之 ,孤 是電 但患 。 防 號生 信產 之須 視僅 監統 所系 統 ， 系關 表無 代質 供品 提之 確號 精信 更析 能分 霣 頻 高 之 上 媒 霉 之 視 監 被 在 表 代 生 產 流流 比罨 ，頻 如高 例之 用 被 地 型 典 係 器 之 號 信 之 要 所 /(\ 。上可 力線器 能電壓 之之變 號視流 信監電 之被 ， 流表是 代但 生。 產號 來信 另 ο 號。 信波 之駐 音之 嗓闞 之無 線流 電電 之頻 視高 監與 被知 入感 進可 射也 轜器 表臞 代變 有流 含電 時 . 同外 生用 產要 統需 系 ， 测是 偵別 弧特 霣。 藉號 Μ 信 路之 回流 及電 器頻 測高 感之 良上 改線 要電 須視 ，監 此被 因表 代 测 感 良 改 之 弧 II 點 接 及 地 對線。 ，波 性駐 中知 對感 線除 ，消 聪或 串少i 測減Jffi 偵Μ 1 於器¾ 霄產 之為 生用 產有 所含 流器 電测 之偵 内此 體 〇 導器 氣测 電偵 應弧 響電 種之 1 號 供信 提弧 係電 明生 發產 本以 弧 器產0M 感路 或回 器換 換變 轉之 之器 號測 信感 1 至 第接 之。 流率 電頻 之數 内多 髓有 導具 氣流 電電 表中 代其 生 ， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本筲) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 测頻 偵數 。 多 號應 信對 2 視 第監 之 Μ 幅路 振回 之視 在監 潛之 流路 電回 率換 頻變 數至 多接 表有 代含 有時 具同 生器 幅 振 之 園 範 定 既。 當號 並信 ，弧 幅電 振生 之產 號即 信時 2 件 第條 之幅 圍振 範定 定既 既於 之廳 率對 此係 ，器 路波 回濾 器此 波。 濂率 率頻 頻波 變濾 可之 一 動 括變 包而 係號 態信 組制 外控 另應 之響 器有 測具 偵路 回 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( ) 1 1 接 至 轉 換 器 Μ 產 生 具 有 代 表 多 數 各 個 多 數 頻 率 電 流 之 振 1 1 幅 之 第 2 信 號 〇 接 至 可 變 頻 率 m 波 器 回 路 之 臨 界 感 测 回 1 1 路 Μ 當 代 表 在 既 定 範 園 内 之 多 數 各 個 多 數 頻 率 電 流 之 振 /—V 請 1 先 1 幅 超 過 至 少 個 臨 界 振 幅 時 即 產 生 霉 弧 信 號 〇 閲 ik 1 電 弧 偵 測 器 之 另 外 組 態 係 包 括 一 產 生 裝 置 以 產 生 代 表 背 1 I 之 1 在 锺 氣 導 體 内 之 電 弧 之 第 1 信 號 • 及 濾 波 裝 置 Μ 對 多 注 意 1 | 數 頻 率 之 第 1 信 號 進 行 漶 波 俾 產 生 第 2 信 號 0 監 視 裝 置 事 項 1 I 再 係 監 視 第 2 信 號 Μ 產 生 代 表 多 數 頻 率 之 既 定 範 圃 内 之 第 填 寫 本 裝 2 信 號 之 振 幅 之 第 3 信 號 〇 當 第 3 信 號 代 表 霣 氣 辱 Η 内 頁 1 1 有 產 生 罨 弧 時 偵 測 裝 置 即 產 生 一 霣 弧 偵 測 信 號 〇 I 1 本 發 明 同 時 亦 提 供 一 種 m 應 電 氣 導 體 内 流 通 之 電 流 所 1 | 產 生 之 霄 弧 Μ 遮 斷 至 少 在 一 條 電 氣 導 體 內 流 通 之 電 流 之 1 訂 回 路 遮 斷 器 〇 此 遮 斷 器 含 有 響 應 跳 脫 信 號 而 能 動 作 Μ 打 1 開 由 電 氣 専 體 所 限 定 之 回 路 之 切 換 裝 置 1 及 產 生 代 表 電 1 | 氣 導 體 内 之 電 流 之 第 1 信 0,» m 之 轉 換 器 〇 接 於 轉 換 器 之 可 1 I 變 頻 率 m 波 器 產 生 第 2 信 號 * 其 係 代 表 在 第 1 範 匾 内 之 1 多 數 頻 率 之 第 1 信 號 • 及 產 生 代 表 第 2 信 號 之 既 定 部 份 、'，广 1 之 功 率 之 第 3 信 號 〇 該 既 定 部 份 係 產 生 白 第 1 範 圃 内 之 1 1 多 數 頻 率 之 既 定 第 2 範 圍 〇 遮 斷 器 同 時 包 括 — 跳 脫 回 路 1 1 Μ 當 第 3 信 號 代 表 之 第 2 信 號 之 既 定 部 份 之 能 量 位 準 係 1 I 表 示 電 氣 導 體 内 有 電 弧 產 生 時 即 將 跳 脫 信 號 加 於 切 換 装 1 1 置 0 1 1 回 路 遮 斷 器 之 另 外 組 態 係 包 括 用 為 響 應 跳 脫 信 號 Κ 打 1 開 含 有 電 氣 導 體 之 回 路 之 切 換 6- 措 豳 • 用 為 產 生 代 表 電 氣 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐) 輪 fai A7 B7 五、發明説明（） 導體内之罨流之第1信號之感测裝置，及用為產生第2 信號之漶波装置該第2信號係代表在第1範圍内已被濾 波之多數頻率之第1信號。遮斷器另包括用於產生第3 信號之監視裝置，該第3信號係代表第2信號之既定部 份之功率。此既定部份係產生自在第1範圍内之多數頻 率之既定第2範圔。當第3信號係代表第2信號之既定 位準之能量時跳脫装置即將跳脫信號加於切換装置，該 第2信號係表示電氣導體内有產生霣弧。 本發明另外提供霄弧偵測方法，其包括產生代表霣氣 導髏内之甯流之第1信號，對多數頻率之第1信號進行 癉波以產生第2信號，監視第2信號以產生代表在多數 頻率之既定範圃内之第2信號之功率之第3信號，及當 第3信號代表在電氣導體内之電弧時即產生電弧偵測信 號等之步驟。 附匪篛诚 圖1係霣弧偵测糸統之第1實施例之示意回路圈； 匾2係電弧偵測系統之第2實施例之示意回路圖； 圖3係電弧偵測系統之第1實施例之- >不·令回路圖； _ 4 A及4B係霄弧偵測回路之第2實施例之回路圖； 經濟部中央橾準局員工消費合作衽印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖5係表示霣弧，多頻信號（亦即白色噪音）及時間埋 績，窄頻帶信號； 圖6係被電弧偵測回路之第2實_例濾波之霄鑽馬達 之哺音之曲線；及 圖7係被電弧偵測回路之第2實施例濾波之電纘馬達有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） .如 3i3i 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Μ Β7五、發明説明（) 電弧存在時所產生之矂音之曲線。 佯费奮例之詳沭 參照圖1,其示出電弧偵测系統10係構成為用於偵測 線間，線對地，線對中性線等故陣所引起之電弧或接點 電弧。電弧偵測係基於監視如示意於圖1及2上之交流 回路上之至少一線導體内之電流。埴些回路，其内之電 弧係受監視，包括交流（AC)lg懕電源12.負載14,接地 參考霣位16,及回路遮斷器18(如藉跳脱電磁閥而動作 之回路遮斷器）。 罨弧偵測条铳10含有鼋流感測器20及電弧監視及響應 回路22。本實例之系統10,電流感測器20係在電源12及 負載14間與回路遮斷器188串聯。電流感測器20包括端 子26,端子28,電感器30，電容器32,及變壓器34。 變壓器34含有一次側線腯36(W1)及二次側線圈38(W2) ，此兩線圈藉锇蕊40而作磁氣耰合。電感器30係接於端 子26及28間，而電容器32係端子26及28間與一次側線圈 作串瞄連接。因此，電容器32及一次側線圈36係在端子 26及28間與電感器30作併聯連接。 電弧監視及響應回路22係藉導體42及44而接至二次側 線圈38。變壓器34係將導體24與回路22隔離，同時供給 代表一次側線圈36上之霣流之信號。霉弧監梘及響應回 路22可依下面詳述之兩個實例之任一實例構成。回路22 係響應加於導體42及44上之信號而動作Μ產生跳脫信號 。一般地，回路22係自相導體24受電並監視一次頻率以 -8 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（） 分析相導體24上非一次頻率之信號俾確定電弧之存在與 否。該跳脫信號被回路22内之適當控制回路作適宜之處 理（如放大及隔離），然後加於埋接至回路遮斷器18之導 體46。因此，當回路22根據由電流偵測器20偵测出不需 要之電弧時跳脫信號即加於回路遮斷器18而將負載14自 電源切離。 回路20之佳選實例包括一變壓器34,其具有1對1西 數比及用於使線圈34及36行磁氣耦合之鐵蕊40。再者， 霄感器30及線圈36之阻抗大體遵擇為相等並在霄氣回路 之動作頻率下為0.5毫歐姆至2歐姆。尤其是，上述之 電弧偵測糸統係典型地用於屋内配線回路（亦即住宅或 工業建物），這些回路係供給60Hz之交流電流。因此，電 感器30及線圈36在60 Hz之一次頻率下具有0.5奄歐姆至2 歐姆之姐抗。 電容器32係用為濾掉一次頻率之電流俾阻止此電流流 通線圈36。因此，電容器係被選擇為具有6 0此之阻抗， 其值係5,000至30,000倍大於電感器30之阻抗。例如，霣 感器可具有1.3微亨利之值及電容器32可具有220微微法 拉第。（在6〇Hz時電容器32之阻抗係约25,000倍於電 感器30之阻抗）。電感器30能流通導體24上之全載電流 。電慼器30之阻抗在60以之一次頻率時係低，但隨著導 體24上之電流之頻率之增加而遞增。藉此，使高頻成份 通過包括電容器32及線圈36之並賺路徑。電容器32及線 圈36構成一通頻濾波器，其中心頻率為ΙΟΚΗζ至lgigaHz -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） ---------{裝------訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（） ,但是在5〜30 MHz為最佳。一般，中心頻率（fc)係由下 述方程式定義： f c = [ 2*〆（電容器3 2之電容4線圈3 6之電感）A广 本電弧偵測系統10之實例，理想的是回路遮斷器18係 為一種具有響應加於導體46上之跳脫信號而動作回路遮 斷器之跳脫媒圈。另外，霉流感測器20最好係設於相導 體上。但是，也有將感測器20串聯於中性辱體48或接地 導體50。另外，圖1所示之回路係單相回路。但是對於 多相回路，電流感測器20須能與回路之各相導體連接。 如上述，電弧偵測系铳10係構成能偵測媒間.線對地 ，媒對中性，及接點等之霣弧。茲舉一例說明，負載14 係藉端子52，54及56而分別接到相位等體24,中性等體 48及接地導體50。如此，圖1之回路之電弧潛在性係在 導體24與48，24與50之間，在端子52, 54, 56及負載14 内。電流感測器20係構成能產生代表相闞於這些型式之 電弧之電流頻率之信號而無引入假信號。因此，可減少 電弧監視及響應回路^ 22引入假信號於導體46而導致不必 要之回路跳脫。 圖2示出電流感測器20之第2實例。於此實例，電流 感测器20係接在導體24與中性導歷48或接地導S850之間 。電流感測器20之第2實例包括一變壓器58及一電容器 60。變壓器58含有一次側線圈62,二次側線圈64,及環 形锇蕊66。镍圈62及64僬為雙媒線圈（即繞著娥蕊66之 一對線圈之線）。電容器60及一次側線圈58係如圆2所 -1 0 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!0X 297公釐） ---------{-裝------訂------{球 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（） 示串接於相位導體24及中性導體48間。 電容器60及線圈58之電感形成通頻帶濾波器。含有霣 弧表激成份之電流耦合至二次側媒圈64M產生電壓信號 。藉提供電容器60之電容值為約100微微法拉第及線圈 之電感值為約1微亨利，變壓器可產生1 6到1 7 MHz間之 中心頻率。大體上，圖2所示之感測器20之實例係容許 系統10根據電氣回路上之電壓Μ監視回路内之電弧，至 於圖1所示之電流感測器20之實例係容許系铳1_0根據電 流Μ監視電氣回路内之電弧。依特定之應用，此兩種偵 测器之1或兩者可被用來提供監視電弧之最佳系統。 參照圖3,電弧監視及響應回路22之第2 *例含有形 成 霣氣 連接 之電阻器7 0 , 72 , 74 , 76 , 78 , 80 , 82 , 84 9 86 , 88 , 90 , 92 , 94, 96 , 98及 100 « 罨 容器 102 , 104 9 106 , 108 ,110, 112, 114, 116 及 1 18 » 二極 體 120， 12 1 , 1 22 , 124及 1 26 ,電 晶體 128, 矽 控 整 流器 (SCR) 130 • 比較 器1 32 ,線圈 38 (或 58 ), 4ac 伯 無保电 頻 率 放大 器 1 36 , 低 階視 訊偵 測器138 ,倒反器140, 放大器142 , 及放大 器144。茲例一舉說明，回路22之第2實例之構件具有 下列特性： 電阻器70 15Κ歐姆 電阻器72 49Κ歐姆 電阻器74 100Κ歐姆 電阻器76 220Κ歐姆 電阻器78 100Κ歐姆 -1 1 - 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS > Α4規格（210X 297公釐） ^ '装 訂 {'冰 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 五、發明説明（ 電阻器80 電阻器8 2 霉阻器84 電阻器86 電阻器88 霣阻器90 電阻器92 罨阻器9 4 轚阻器96 電阻器98 電阻器100 電容器102 電容器104 電容器1 0 6 霉容器108 霣容器11 0 霣容器1 12 罨容器114 ® g:器 1 16 電容器11 8 二極體120 二極體121 二極體122 二極體124 15K歐姆 11(歐姆 3 . 9K歐姆 201(歐姆 11 . 51(歐姆 10K歐姆 10歐姆 107K歐姆 30. 1K歐姆 9 . 0 91(歐姆 10K歐姆 0 . 068 « F (微法拉） 1 000PF (微微法拉） 2 20 PF 220 PF 220 PF 0.0027 w F 0 . 1 « F 0 . 1 a F 1 u F 1Ν 4148 1Ν4148 ΒΒ112 1Η4148 -1 2 - ^裝 訂 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） A7 B7 ^93131 五、發明説明（） 二極體 126 1N4004 •電晶髏 1 28 2N 3906 比較器132 LT1017

放大器 136 HC1350P

偵測器 138 MC1330AP 倒反器140 LT1017 放大器142 LMC662 放大器144 LMC662 ®晶艚128,比較器132,二極體122,它們之相闞構 件及線圈38對信號提供了諺波作甩。《波後之信號係輪 至放大器136。偵測器138產生代表信號（高頻電弧信號） 包封被倒反之信號，該信號係在電容器110上產生。此 倒反之信號旋即加於倒反器140,此倒反器倒反該信號 並將其输至放大器142及144,此兩放大器聯合相闞之回 路構件放大該信號到3〜12伏之範圍並稹分。 經放大器142放大後之信號係被輸至含有霣阻器94及 電容器114之RC時間遲延回路。此時間遲延回路可防止 假的觸發信號加於SCR130。當電容器114兩端之罨®超 過既定之觸發位準時，SCR130即將120VAC之信號加於回 路遮斷器18之跳脫媒圈。二極體叫在電源12產生之電流 之AC遇期之正及負部份期間係鎖住樓分放大器144之輸 出。因此，一旦偵測出相位導體24内之電弧時回路遮斷 器18之跳脫線圈即被加壓，Μ使遮斷器18之接點打開而 電源12即自負載14切離。 -13- 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） I ( 装 訂 ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明说明（） 參照® 4A及4B,其示出電弧監視及響應回路22之第2 實例，係包括可變頻率（掃引 >漶波器回路200,放大器 回路202,第2可變頻率（掃引）濾波器回路204,放大回 器路206,濾波掃引信號產生器回路208,放大器回路210 ，放大器回路212,截波及比較器回路214,參考壤擇器 回路216,及»分回路218。可變頻率滹波器回路200包括 接於地與導艚44間之霣容器220及電阻器222,電阻器224 ，接在導體42與霣阻器224間之電容器226,及接在電姐 器224與地間之Varactor228(亦即可费電容二極體）。電 阻器224同時接於濾波器掃引信號產生器208之輪出導« 230 〇 可變頻宰漶波器200經電容器232接至放大器202,該 «容器在濾波器200產生之信號输至放大器202前將該信 號之直流成份滹掉。放大器202係由12V系统供霉並含有 接在12V霣源與地間之電容器234，接在霣容器232與地 間之霣阻器236,接在電容器232與12V電源間之霄阻器 238,及霣晶體240。電晶體240之基極接至S容器232, 集極經霣阻器242接至12V電源，及射極纆霄容器244及 霣阻器246之並聯埋接而接地。 電晶體24 0之集極經電容器248接至第2可變頻率濾波 器204。薄波器204包括接在地與電感器252間之電阻器 250,隈極接至該電感器252及陰極接至電容器2 48之可 變電容二極體（Varactor)254,及接在可變®容二極體2 5 4 之陰極與導體230間之霣阻器256。濾波器204同時含有 -14" 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 1.1 || ·裝 訂 {次 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7五、發明説明（） 並限ί接於電阻器250之霣容器258。 濾波器20 4經電容器260接至放大器206。其作用係與 電容器232及248—樣，濾掉濾波器204加於放大器206之 信號之直流成份。仔细參照圖4Α及4Β,可知放大器202, 206, 2 10及212具有實質相同之構成及構件。因此，放 大器206, 2 1 0及212之構件係用與放大器202之構件相同 之符號表示。放大器206經電容器262接至放大器210,而 放大器210則經霉容器264接至放大器212。霣容器262及 264分別濾掉可能存在於自放大器206傅送至放大器210, 及自放大器210至212之信號内之直流成份。為適當地調 諧放大器212,放大器212與放大器202不同之處係電阻 器236被置換為具有不同電阻值之電阻器263,及電阻器 242被置換為具有與電阻器242不同之電阻值之電阻器 265 ° 放大器212經電容器266及電阻器268接至截波及比較 器回路214。回路214含有如圖4Β所示之電阻器270,霣 容器272,二極體274,二極體276及運算放大器2 78。 故大器278之輸出係輪人參考選擇器回路216。回路216 係經電阻器280,電阻器282,及與電阻器282並聯之電 容器284而接於地與12V參考電位之間。回路216同時含 有比較器286,此比較器286之非倒反之输入端係接至放 大器278之輪出，向其倒反之輪入端則經罨阻器280接地。 放大器286之輸出係經電阻器288接至積分回路218。 積分回路218包括一比較器290,此比較器290之非倒反 -1 5 - —— — — ——— ^ 裝—— I 訂 I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局貝工消費合作杜印製 A7 B7 i'發明説明（) 之镝入端係經霣容器292接地.及經霣胆器288接至放大 器286之輸出。比較器290之倒反输人端係經®姐器280 接地。比較器290之輸出係經二極體294接至其本身之非 甸反之輪入端。被電容器296部份滤波之12V霣源係加於 比較器290。比較器290之輪出同時經β阻器300接至SCR 298。如所示，SCR298係經霄容器302接地。SCR298之限 棰係賴導《46接至回路遮斷器18之跳脫霣磁閥° SCR298 之陰極係接地〜 參照圖4Α,其示出《波器掃引信號產生器208·含有 電阻器302,電姐器304,電阻器306,電容器308,霣晶 髓310,二極體312,霣阻器314,二極體316及接至導體 230,地及12V®源之連算放大器318。這種組戆之產生 器回路208在導體230上產生基本上為鋸齒波之霣壓，其 Μ約180 Hz之變化率在0.5至10V之間循環變化。此U0HZ 之信號係加於璩波器回路200及204M控制變容》228及 254,此二變容體在2至8 MHz及12MHz至18MHz之間改變 .班波器之中心頻率。理想的是，濾波器回路200及204係 構成為具有以1 8 0 Hz之赛化率在5至1 5 M Hz之間循環改變 之中心頻率，該變化率係對應於產生器208在専體230上 產生之掃引信號或變更之锯齒波（亦即以旣定充霣率對罨 容器308充霣超遇1/180秒，然後立即放霉）。 一般·漶波器200及204係對感测器20所產生之信號進 行濾波或轉變成為振幅係代表導體24内之電流潛在性之 信號。漶波器204非絕對必要，但是，感測器20產生之 -1 6 _ 本紙悵尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------{^.------1T------{ I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印繁 A7 B7 發明説明（） 信號係在約5至15H Hz之頻率範園内被滅波，此頻率在 導觼230上之掃引信號之通期時間（亦即1/180秒）裡係W 定常之變化率增，減。但是，由於感测器20產生之信號 通過濾波器200及放大器202所產生之傳播遲延，®波器 2〇4係在落後於濾波器200對信號行濾波之時間進行對信 號之濾波。 因此，濾波器200及204實際上係作為複合濾波器以窄 化頻寬，而感测器20所產生之信號即在此頻霣内被滅波° 茲舉一特例說明，濾波器200及204之頻«個自為約2 MHZ,此頻K可被圓4A所示之組合»波器200及204窄化 至約1MHZ。 參照圔5,其示出導體24内之«弧所產生之信號之三 維曲線。換言之，該曲媒含有頻率，振幅及時間。曲線 包括諸如脊320, 322，324及326之各種特激，其表示如 使用於日光燈上之老式安定器所產生之無線霣波暫態之 智頻寬信號。曲媒同時亦包括沿著輸延伸之相當建績之 成形328 ,該軸大體上係平行於頻率軸且時間帶相當短 °該成形328係代表白色_音，此噪音理論上在其存在 之所有頻率上具有相等之振轜。疸種白色噪音可被圓5 所示之殘餘振幅所產生，其係為鼋弧能量所導致之结果 。圔5之曲線所表示之霣强係延伸過所示之整個頻率範 園，且具有Tc至了"之整個時間帶之期間及4B所 示之電弧偵测器係構成為當具有寬廣頻率範圓之振幅及 超過既定限制值之信號（亦即發弧）存在時即產生跳脫信 -17- 本紙張尺度適用中國i^iTcNSU4規格（脑297公竣) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（） 號0 參照匾4A及4B,當含有如圖5曲線所表示之電弧之信 號加於《波器200時滤波器200即输出具有振幅沿著線A-A下降且對應頻率卩^至卩!^之信號。可變頻率濾波器200 之效用係產生輸出信號，此信號含有相當少關於窄頻寬 信號320, 322, 324及326.及白色哚音328之振幅信息。 因此，藉使用如滹波器200之可變頻率漶波器可實霣地 減少在SCR298處產生假跳脫信號。 放大器202在罨容器232输出之信號之整個頻_上具有 增益在100至400,其將信號放大後輪至第2可變頻率濾 波器204。如上述.濾波器204之動作實質上係與漶波器 200相同，用為濾掉來自濾波器200之稍偏離中心頻率之 信號。 滹波器200及204之組合對中心頻率提供窄頻寬，信號 即在此中心頻率上被滹掉。如上述.進行信號濂波之中 心頻率之窄頻寬藉第2可變頻率漶波器204而被減少幾 乎約50S；。但是，依應用及成本之考量，也可省去濾波 器 204 ° 於大器206, 210,及212在電容器260输出之信號之整 個範園，各自之增益皆約為100至400。藉放大器206. 210及212之放大，電容器266輸出能被截波回路214在0.6 V處截斷之信號。 當電容器266輪出之信號係為加於感測器20上含有電 弧之信號時運算放大器278之輸出相對於運算放大器2 8 6 -1 8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印袋 A7 B7五、發明説明（） 之倒反輸入參考電壓（例如約8V)係維持高位準。结果， 運算放大器286之輪出被驅動成高位準而對電容器292充 電。笛浬算放大器286之輸出低時電容器29 2即锂放大器 286放電。因此，结合相關回路，電容器292作為稹分器 動作Μ對由放大器278所產生之信號進行積分，該信號 係大於為放大器286之倒反输入處之參考罨壓所設定之 臨界電壓。因此，當有電弧存在時放大器286之輸出維 持高，電容器292充霣，而當電容器292兩端之電懕超過 由霣阻器282及280,及12V電源（例如約8V)所設定之限 制值時比較器290即输出邏輯高位準之跳脫信號至電阻 器300,此電阻器300係對SCR施予正向偏壓，此SCR旋即 動作回路遮斷器之跳脫電磁閥以打開辱體24之回路而將 負載14自電源12切離。 二極體294係為栓鎖二極體，其當比較器290產生跳脫 信號輪出時即栓鎖比較器290之輸出。此栓鎖配置之目 的係縱使SCR298控制加於回路遮斷器之跳脫電磁閥之交 流電流，SCR298總是維持正向偏壓。更詳细的說，若無 此配置，交流電流會倒反SCR 2 98之偏壓，而當電弧消失 時SCR會终止電流之流通。典型地，一旦偵測到電弧後 即須產生跳脫縱使電弧可能會消失。也即是一旦偵測出 電弧後不管跳脫電磁閥被供電前電弧即消失，回路遮斷 器18必須打開.此點極為重要。回路遮斷器18 —旦打開 後12V之電源即被切斷.而電弧偵測器回路上之電容器 即放罨而解除比較器2 9 0之栓鎖。 -19- ( 裝 訂 { Ί (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 2931S*五、發明説明（） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 舉一例說明 性： 電容器220 電阻器2 2 2 電阻器2 2 4 電容器226 電容器232 電容器234 霄阻器2 3 6 電阻器238 電晶體240 電阻器2 4 2 電容器244 電阻器2 4 6 電容器248 電阻器250 電感器252 電阻器2 5 6 電容器258 電容器260 電容器262 電阻器2 6 3 電容器264 : 電阻器2 6 5 . 回路22之第3實例之構件可具有下列特 250PP (微撤法拉） 49 . 9歐姆 100K歐姆 250PF InF (奈法拉） 1 00 iz F 10Κ歐姆 100Κ歐姆 2Ν3904 10Κ歐姆 InF 470歐姆 InF 49 . 9歐姆 1 · 5 w Η (微亨利） 100Κ歐姆 1 n F InF InF 51.1K歐姆 InF 3 · 3K歐姆 -20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 五、發明説明 ( ) 1 1 電 容 器 266 1 n F 1 1 電 阻 器 268 1Η歐姆 1 1 電 阻 器 270 ] 0Κ歐姆 N. 請 1 電 容 器 272 15PF 先 閲 1 1 讀 1 | 二 極 體 274 1Ν4148 背 面 1 I 之 1 二 極 體 276 1Η4148 注 意 1 I 放 大 器 276 LM2902 事 項 1 I 再 電 阻 器 280 22 · 6Κ歐姆 窝 本 裝 電 阻 器 282 7 . 5Κ歐姆 頁 1 1 電 容 器 284 100nF 1 1 比 較 器 286 LM2902 1 | 罨 阻 器 288 107Κ歐姆 1 訂 比 較 器 290 LM2902 1 電 容 器 292 100nF 1 I 二 極 ϋ 294 1N4148 1 1 1 電 容 器 296 100nF 1 X SCR298 EC 103D I 電 阻 器 300 IK歐姆 1 1 電 容 器 302 lOOnF 1 1 電 弧 偵 测器 之 第 2 實例已參 照 圖4 A及 4B 之 類 比 回 路 詳 1 | 述 如 上 〇 此型 電 弧 偵 測器相信 係 為目 前 最 具 成 本 效 益 者 1 1 〇 但 是 • 此電 弧 偵 測 器亦可用 具 有相 關 之 類 比 對 數 位 回 1 I 路 及 數 位 輸入 及 輸 出 (如，微控制器） 之 程 式 化 數 位 處 理 1 I m 來 運 作 。更 詳 细 的 說，感測 器 20須 接 至 具 有 適 當 過 濾 1 1 -2 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準扃員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 功能之控制器之類比對數位之縛換器，且此控制器須被 程式化（組態）M對類比對數位轉換器所產生之數位信號 施予數位過灌。此被作遇數位過滤之信號然後被適宜之 較體分析Μ當感測器20產生之信號表示在導體24内有電 弧產生時即產生代表跳脫信號之數位資料。換言之，在 微控制器内執行之數位過濉及資料處理功能係被設計成 Μ實質上與圖4Α及4Β之類比回路相似地能響應電弧信號 而產生跳脫信號。SCR係經所需之逋當隔離回路而接至 微控制器之數位輸出，並一旦當微控制器響應電弧而產 生跳脫信號時其數位輸出則使SCR298成正向偏壓Μ跳脫 回路遮斷器。因此，可用具有逋當程式化之微控制器之 本回路取代圖4Α及4Β所示之回路，另外能處理執行電弧 偵测器功能所需之信號之微控制器之成本未來會降低。 下面將敘述防止因不能精確地決定電弧之存在而導致 產生誤跳脫之特殊情況，暱6及7示出代表在電容器266 處產生之瑄些信號。圖6示出當接上電鑽作為負載14時 產生之信虢。一般熟知電鑽會在其連接之回路内產生實 質之_音。但是，電弧偵測器不得響應電鑽產生之瞒音 而產生跳脫信號。圖7示出在電容器266處產生之信號， 該信號含有電鑽之噪音及電弧。可容易瞭解，圖7所示 之經過過«之信號在«波器200及204掃引之頻率範画内 具有相當高之振幅。因此.當示於圖6上之信號加於比 較器286時輪出即作高及低變化，其變化之方式係電容 器292無機會充電（亦即積分），藉此比較器290即输出跳 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I n | * 裝 II 訂 ^ ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（） 脫信號。但是，圖7所示之信號係維持輸出為實質定常 的高位準，而使電容器29 2充電（亦即横分）至使比較器 290輸出跳脫信號之電懕。 本發明之佳選實例已說明如上，可明白的係热悉此項 技術者可對其作變更而不偏離本案申請專利範園所述之 精神及範圍。例如，電容及電感值可改變Μ配合不同於 60 Hz (例如，歐洲為50 Hz)之一次頻率。另外，變壓器40 及66之嫌心之組態可變更以配合不同應用。另其它之變 更有如圈2之回路可改用5.5撤亨利（wH)之一次側燦圈 62。另外之變更，當與監視及響應回路22—起使用時， 電流感测器20可採用與導體24, 48及50之一或更多作磁 氣耦合之比流器之型式。 { 裝 訂 { 冰 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央梂準局負工消費合作社印策 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 Α 1.—種電弧偵测器，用於響應電氣導體內產生之電弧Μ 產生電弧信號，其包括： 接於電氣導體以產生代表導體内之電流之第1信號 之感測器，其中電流具有多頻率； 接於感測器之變換回路Μ產生具有代表多頻率霄 流之潛在性之振幅之第2信號；Μ及 接於變換回路之監視回路，其係監視對應多頻率之 既定範圍之第2信號之振幅及當既定範園之振幅對應 既定振幅條件時即產生轚弧信號。 2. 如申請專利範園第1項之電弧偵測器.其中該感測器 係一電流變壓器。 3. 如申請專利範圍第1項之電弧偵測器，其中該感測器 係一電流分路。 4. 如申請專利範画第1項之電弧偵測器，其中該變換回 路包括第1可變頻率濾波器，此漶波器具有從第1既 定頻率改變到第2既定頻率之第1中心頻率，前述多 數頻率係介於第1及第2既定頻率之間，第1可變頻 率濾波器係接於感測器Μ產生具有代表多數頻率霣流 之潛在性之振幅之第2信號。 5. 如申請專利範圍第4項之電弧偵測器，其中該第1可 變頻率之中心頻率係在第1及第2既定頻率間Μ定常 變化率循環變化過第1既定時間期間。 6. 如申請專利範圍第5項之罨弧偵測器.其中該第1既 定頻率係在2至8 Mega Hz之範圍，而第2既定頻率係在12至 ISMegaHz 之範圃。 _24_ — I—I—-裝 I III 訂—i 11 入讯 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） A8 B8 C8 D8 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 1 7 .如 申 請 專 利 範 圍 第 4 項 之 電 弧 偵 測 器 1 其 中 該 監 視 回 1 1 路 包 括 : 1 I 接 於 變 換 回 路 之 放 大 回 路 放 大 第 2 信 號 俾 產 生 第 請 1 信 先 1 3 號 閲 1 讀 1 I 接 於 故 大 回 路 之 積 分 回 路 >λ 當 第 3 信 號 之 振 幅 超 遇 背 1 1 之 1 既 限 制 值 時 即 對 第 3 信 號 進 行 積 分 Μ 產 生 積 分 信 號 9 注 意 1 | Μ 及 事 項 1 I 再 接 於 積 分 回 路 之 比 較 器 回 路以 當 積 分 信 號 超 過 既 定 填 寫 本 裝 限 制 值 時 即 m 出 電 弧 信 號 〇 頁 、---' 1 | 8 .如 申 請 專 利 範 圃 第 4 項 之 電 弧 偵 测 器 9 其中該變換回路 1 1 含 有 第 2 可 變 頻 率 濾 波 器 9 其 具 有 從 第 1 既 定 頻 率 變 1 | 化 到 第 2 既 定 頻 率 之 第 2 中 心 頻 率 t 前 述 多 數 頻 率 係 1 訂 在 第 1 及 第 2 既 定 頻 率 之 間 9 第 2 可 變 頻 率 濾 波 器 係 1 接 於 第 1 可 赛 頻 率 m 波 器 Μ 進 一 步 對 第 2 信 號 行 m 波0 1 I 9 .如 申 請 專 利 範 圓 第 8 項 之 電 弧 偵 測 器 9 其 中 該 第 2 可 1 1 1 變 頻 率 濾 波 器 之 中 心 頻 率 係 偏 離 第 1 可 變 頻 率 m 波 器 1 X 之 中 心 頻 率 0 I 10.如申請專利範園第9 項之霣弧偵测器， 另外含有接 1 1 1 在 刖 述 兩 可 變 頻 率 漶 波 器 間 之 第 1 放 大 回 路 〇 1 1 11.如申請專利範匾第10項之電弧偵測器， 其中該監視 1 I 回 路 包 括 : 1 1 接 於 第 2 可 變 頻 率 灌 波 器 之 第 2 放 大 回 路 K 放 大 第 1 1 2 信 號 俾 產 生 第 3 信 號 > 1 I 接 於 第 2 放 大 回 路 之 積 分 回 路 以 當 第 3 信 號 之 振 幅 1 1 25 1 1 1 1 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 293131 Bd D8 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 1 超過 既 定 限 制 值 時 即 積 分 第 3 信 號 Μ 產 生 積 分 信 號 1 1 Μ及 1 | 接 於 積 分 回 路 之 比 較 回 路 當 積 分 信 號 超 過 既 定 限 請 1 I 制值 時 即 输 出 電 弧 信 號 0 先 閱 1 I Λ 讀 1 I ΚΑ 12 .一種電弧偵测器， 接於電氣導體以響懕導體内代表 背 面 I I 之 1 產生 電 弧 之 電 流 Μ 產 生 電 弧 信 號 其 包 括 : 注 意 1 1 接 於 電 氣 導 體 之 轉 換 器 產 生 代 表 導 體 内 之 霣 流 之 事 項 1 I 再 第1 信 號 填 裝 寫 本 具 有 響 應 控 制 信 號 而 變 化 濾 波 頻 率 之 可 變 頻 率 濾 波 頁 1 I 器回 路 • 該 濾 波 器 输 出 具 有 代 表 各 個 多 數 頻 率 電 流 之 1 1 多數 振 幅 之 第 2 信 號 Μ 及 1 I 接 於 可 變 頻 率 m 波 器 回 路 之 臨 界 感 測 回 路 Μ 當 代 表 1 1 訂 在既 定 範 圍 内 之 各 個 多 數 頻 率 霉 流 之 多 數 振 幅 至 少 超 1 通一 個 臨 界 振 幅 時 即 產 生 電 弧 信 號 0 1 | 13 .如申請專利範圍第12項之電弧偵測器， 其中該轉換 1 1 器係 一 電流變壓器。 1 X 14 .如申請專禾 J範園第12項之電弧偵测器， 其中該轉換 I 器係 — 電流#辂〇 I 1 15. 如申請專和 J範圍第12項之電弧偵測器， 其中該可變 1 頻率 m 波 器 回 路 包 括 具 有 中 心 頻 率 白 第 1 既 定 頻 率 變 1 I 化到 第 2 既 定 頻 宰 之 中 心 頻 率 之 第 1 及 第 2 可 變 頻 率 1 1 濾波 器 1 前 述 多 數 頻 率 係 介 於 第 1 及 第 2 既 定 頻 率 之 1 1 間， 第 1 可 變 頻 率 m 波 器 接 於 感 測 器 1 第 2 可 變 頻 率 1 I m波 器 接 於 第 1 可 麥 頻 率 m 波 器 Μ 產 生 第 2 信 號 0 1 1 16 .如申請專利範圍第15項之霣弧偵測器. 其中該中J 1 1 頻率 定 常 變 化 率 於 第 1 既 定 時 間 期 間 在 第 1 及 第 1 I - 26 - I 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 申請專利範園 8888 ABCD 經濟部中夬橾準局負工消費合作社印製 2既定頻率間循瓖變化。 17. 如申請專利範圍第16項之電弧偵測器，其中該第1既 定頻率係在2至8 MegaH*之範圍，而該第2既定頻率 係在12至18MegaHz之範画。 18. 如申讅專利範圍第16項之罨弧偵測器，另外含有接 於可變頻率濂波器間之第1放大回路。 19. 如申請專利範園第18項之霣弧偵測器，其中該臨界 感測回路含有： 接於第2可變頻率濾波器之第2放大回路Μ放大第 2信號俾產生第3信號； 接於第2放大回路之積分回路以當第3信號之振幅 超過既定限制值時即積分第3信號Κ產生積分信虢， Μ及 接於積分回路之比較器回路以當積分信號超過既定限 制值時即輸出電弧信號。 20. —種電弧偵測器，其包括： 產生裝置Μ產生代表電氣専體内之電弧之第1信號， 滹波裝置Μ對多數頻率之第1信號行逋波Μ產生第2 信號； 監視裝置Μ監視第2信號俾產生代表在多數頻率之 既定範園内之第2信號之振幅之第3信號；Μ及 偵測裝置Μ當第3信號係代表電氣導體内之電弧時 即產生電弧偵測信號。 21. 如申請專利範圍第20項之電弧偵測器，其中該產生 -27- --------C 裝------訂------{ b (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） S93131 經濟部中央梂準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8々、申請專利範圍 裝置偽一電流變壓器。 22. 如申謌專利範圍第20項之電弧偵測器，其中該產生 裝置係一電流分路。 23. 如申請專利範画第20項之電弧偵测器，其中該濾波 裝置含有第1可變頻率濾波器，其具有自第1既定頻 率改變到第2既定頻率之第1中心頻率.前述多數頻 率係介於第1及第2既定頻率之間，該第1可變頻率 濾波器接於產生裝置Μ產生具有振幅係代表多數頻率 霣流之潛在性之第2信號。 24. 如申讅專利範匾第23項之罨弧偵测器，其中該第1可變 頻率溏波器之中心頻率係Κ定常變化率於既定第1時 間期間在第1及第2既定頻率間循環變化。 25. 如申請專利範圍第24項之電弧偵測器，其中該第1既 定頻率係在2至8 Mega 之範圍，而該第2既定頻率 係在12至18MegaHz之範圍0 26. 如申請專利範圃第24項之電弧偵测器，其中該監視 裝置含有： 接於第1可變頻率漶波器之放大器Μ放大第2信號 俾產生第3信號；Μ及 接於放大回路之積分回路Μ當第3信號之振幅超過 既定限制值時即積分第3信號Μ產生積分信號。 27. 如申讅專利範圍第26項之電弧偵測器，其中該偵測 器裝置含有接於積分回路之比較器回路Μ當積分信號 超過既定限制值時即輸出電弧偵測信號。 -28- --------II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4現格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A8 BS C8 D8六、申請專利範圍 28. 如申請專利範圃第23項之電弧偵測器，其中該瀘波 装置另含有第2可變頻率滤波器，其具有從第1既定 頻率改變到第2既定頻率之第2中心頻率，前述多數 頻率係介於第1及第2既定頻率之間，第2可變頻率 濾波器係接於第1可變頻率滹波器Μ對第2信號進一 步行濾波。 29. 如申請専利範圍第28項之電弧偵測器，其中該第2 可變頻率濾波器之中心頻率係镉離第1可變頻率濾 波器之中心頻率。 30. 如申請專利範圃第29項之電弧偵測器，另外含有接 於可變頻率濾波器間之第1放大回路。 31. 如申讅専利範圃第30項之電弧偵測器，其中該監視 裝置含有： 接於第2可變頻率漶波器之第2放大器以放大第2 信號俾產生第3信號；Κ及 接於第2放大回路之積分回路Μ當第3信號超過既 定限制值時即積分第3信號Κ產生積分信號。 32. 如申請專利範圍第31項之電弧偵測器，其中該偵測 器裝置含有接於積分回路之比較器回路Μ當積分信號 超過既定限制值時即輪電弧偵測信號。 ^ 33.—種回路遮斷器，其係響應電氣導體内流通之電流所 產生之電弧而遮斷至少一條電氣導體内之電流，此遮 斷器包括： 接於電氣導體並轚應跳脫信號Μ打開為電氣等髖所 -29- 裝 訂 c·^ (诗先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 限定之回路之切換裝置； 接於電氣導體之轉換器Μ產生代表電氣等體内之霣 流之第1信號； 接於轉換器之可變頻率濾波器Μ產生代表在第1範 圍内之多數頻率之第1信號之第2信號； 接於可變頻率濾波器之監視回路Μ產生代表第2信 號之既定部份之功率之第3信號，其中該既定部份係 自第1範圍內之多數頻率之既定第2範圃產生；Μ及 接於切換裝置及監視回路之跳脫回路Μ當第3信號 代表之第2信號之既定部份之能量位準係表示罨氣導 體内有電弧產生時即將跳脫信號加於切換装置。 34. 如申請專利範圍第33項之回路遮斷器，其中該轉換 器係一電流變壓器。 35. 如申請專利範圍第33項之回路遮斷器，其中該轉換 器係一電流分路。 36. 如申請專利範圍第33項之回路遮斷器，其中該切換 裝置係含有接於跳脫回路之跳脫線圈之回路遮斷器。 37. 如申請專利範匾第56項之回路遮斷器，其中該可變 頻率滤波器含有中心頻率自第1既定頻率變化到第2 既定頻率之第1及第2可變頻率滤波器，前述多數頻 率係介於第1及第2既定頻率之間，第1可變頻率漶 波器係接於感測器，而第2可變頻率濾波器偽接於第 1可變頻率濾波器Μ產生第2信號。 38. 如申請專利範圍第37項之回路遮斷器，其中該中心 -30- --------{裝------訂-----{踩 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 29/公釐〉 經濟部中央梂準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 頻率係Μ定常變化率於第1時間期間在第1及第2既 定頻率之間循環變化。 39. 如申請專利範園第38項之回路遮斷器，其中該第1 既定頻率之範画係2至8 Meg aHz，該第2既定頻率之 範圍係12至18MegaHz。 40. 如申請專利範園第38項之回路遮斷器，其中含有接 於可變頻率逋波器間之第1放大回路。 41. 如申請專利範園第38項之回路遮斷器，其中該跳脫 回路包括： 接於第2可變頻率濾波器之第2放大回路Μ放大第 2信號俾產生第3信號； 接於第2放大器之積分回路Μ當第3信號之振幅超 過既定限制值時即積分第3信號以產生積分信號；Κ 及 接於横分回路之比較回路Μ當積分信號超過既定限 制值時即將跳脫信號加於跳脫線圈。 $42. —種回路遮斷器，其包括： 用於響應跳脫信號Μ打開含有電氣導體之回路之切 換裝置；， 用於產生代表電氣導體内之電流之第1信號之感测 裝置； 用於產生第2信號之濾波措施，該第2信號係代表 在第1範圃内之多數頻率上被濾波之第1信號； 用於產生代表第2信號之既定部份之功率之第3信 -3 1 - I ^ .裝 訂 人 泳 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 號之監視措施，其中該既定部份係自第1範園内之多 數頻率之既定第2範園產生；κ及 用於當第3信號代表之第2信號之既定部份之能量 位準係表示電氣導體内有電弧產生時即將跳脫信號加 於切換裝置之跳脫裝置。 43. 如申請專利範圍第42項之回路遮斷器，其中該產生 裝置係一電流變壓器。 44. 如申請專利範圃第42項之回路遮斷器，其中該產生 裝置係一電流分路。 45. 如申請專利範圍第42項之回路遮斷器，其中該瀘波 装置含有第1中心頻率自第1既定頻率變化到第2既 定頻率之第1可變頻率濾波器，前述多數頻率係介於 第1及第2既定頻率之間，第1可變頻率濾波器接於 產生裝置Μ產生具有代表多數頻率電流之潛在性之振 幅之第2信號。 46. 如申請專利範圍第45項之回路遮斷器，其中該第1 可變頻率滹波器之中心頻率係於第1既定時間期間Μ 定常變化率在第1及第2既定頻率之間循環變化。 47. 如申請専利範画第46項之回路遮斷器，其中該第1 既定頻率之範園係2至8 Mega此，第2既定範圃係12 至 18MegaHz。 48. 如申請專利範圍第47項之回路遮斷器，其中該監視 裝置包括： 接於第1可變頻率薄波器之放大回路Μ放大第2信 -32- (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 293131 A8 B8 C8 D8 申請專利範園 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 號俾產生第3信號；Μ及 接於放大回路之積分回路Μ當第3信號之振幅超過 既定限制值時即積分第3信號Μ產生積分信號。 49. 如申請專利範圍第47項之回路遮斷器，其中該跳脫 裝置含有接於積分回路之比較器回路以當積分信號超 過既定限制值時即輸出跳脫信號。 50. 如申請專利範圍第48項之回路遮斷器，其中該濾波 裝置另含有第2可變頻率濾波器，其具有從第1既定 頻率變化到第2既定頻率之第2中心頻率，前述多數 頻率係介於第1及第2既定頻率之間，第2可變頻率 滤波器係接於第1可變頻率濾波器Μ進一步對第2信 號行濾波。 51. 如申請專利範圃第49項之回路遮斷器，其中該第2 可變頻率濾波器之中心頻率係偏離第1可變頻率瀘波 器之中心頻率。 52. 如申請專利範圍第50項之回路遮斷器，另外含有接 於可變頻率濾波間之第1放大回路。 53. 如申請專利範圍第51項之回路遮斷器，其中該監視 裝置包括： 接於第2可變頻率濾波器之第2放大回路以放大第 2信號俾產生第3信號；Μ及 接於第2放大器之積分回路以當第3信號之振幅超 過既定限制值時即積分第3信號俾產生積分信號。 54. 如申請專利範圍第52項之回路遮斷器，其中該偵測 -33- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8々、申請專利範圍 器裝置含有接於積分回路之比較器回路Μ當積分信號 超k限制值時即输出跳脫信號。 /^55.—種電弧偵測方法，包括下述步驟： 產生代表電氣導體内之電流之第1信號； 對多数頻率之第1信號行滤波以產生第2信號； 監視第2信號Μ產生代表在多數頻率之既定範圍内 之第2信號之功率之第3信號；Μ及 當第3信號代表電氣導體内有產生電弧時即產生霄 弧偵測信號。 56. 如申請專利範‘園第55項之方法，其中該漶波步驟另 含有產生具有代表多數頻宰電流之潛在性之振幅之第 2信號之步驟。 57. 如申請專利範圍第55項之方法，其中該濾波步驟另 含有於第1既定時間期間内Μ定常變化率在第1及第 2既定頻率間變化之步嫌。 58. 如申請專利範園第56項之方法，其中該監視步驟另 含有下列步驟： 放大第2信號Μ產生第3信號；Μ及 當第3信號之振幅超過既定限制值時即積分第3信 號以產生積分信號。 59. 如申請專利範圍第57項之方法，其中該產生步驟另 含有當積分信號超過既定限制值時即输出電弧偵測信 號之步驟。 -3 4 - ^裝 訂 f 冰 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標孪（CNS ) A4規格（210X297公釐）