WO2019016137A1 - Verfahren und vorrichtung zum erkennen von lichtbögen - Google Patents

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Michael Wortberg
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Lisa Dräxlmaier GmbH
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    • 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
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    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting arcs and a corresponding device for detecting arcs.
  • both the node current and the system current are determined using the read current values. Furthermore, a correlation factor is determined for each read-in current value using the node current and the respective current values. For this a quotient is made
  • a corrected node current equation is set up, wherein each current value is associated with the associated correction factor to determine a corrected value of the node evaluation.
  • the corrected node current equation defines an error space for the node, so using the corrected node
  • a triggering threshold for detecting arcing can be set. An arc is detected when the result of the corrected
  • Nodal current equation is above the set trip level.
  • the read current values are discrete values per component connected to the node over time.
  • the node may be a power distributor.
  • components connected to the node are a battery, an electric motor, a control unit, a starter generator or another
  • the current consumption of the connected components is monitored at their input.
  • the thus detected current value can thus be provided to a higher-level evaluation device.
  • the current value sensed at the component may differ from the current provided at the node output due to line losses or errors.
  • the connected components may be electrical sources or consumers, also referred to as load or sink.
  • the read-in current values per component are recorded at the same time.
  • the node current is defined as the sum of all current values at a time. Without measurement errors or other errors in the system or arc to be detected, the node current is zero.
  • a non-zero node current is the sum of all measurement errors of the read current values or the sum of all measurement errors plus one arc in the system.
  • the system current is determined as the sum of all absolute values of the current values.
  • the current values are continuously read in over time, in each case the node current and system current are determined in order then to determine the correlation factor.
  • the Filtering the quotients that represent the correlation factor can be done over time
  • Low-pass filtering of the first order by means of a numerical low-pass filter for example, the last 1 second or last 10 seconds or even a longer period of time can be included in the low-pass filtering in terms of time.
  • the previously determined correlation factor can be filtered by means of a numerical correlation filter.
  • the correction factor can be subtracted from one and the result multiplied by the corresponding current value.
  • the result of the node evaluation is then the sum of the with the
  • a corrected error space can be determined with the help of the corrected node current equation.
  • the error space shows the measurement error-based deviations of the node current over the system current. Measurement error-based deviations are now within the limits of the error space determined by the corrected node current equation.
  • the trigger threshold for detecting arcs can now be set a predefined percentage apart from the limit of the corrected error space.
  • Trigger threshold so that changes can be traced and evaluated. So can the limit of the error space or the triggering threshold
  • creeping errors are detected. If the boundary shifts in spite of low-pass filtering and thus adjusts the tripping threshold, this indicates errors, regardless of arcing at the node, the connected components, or those connecting lines. In addition, creeping faults, for example due to aging or corrosion, can be detected.
  • an arc is detected when the result of the corrected node current equation is above the tripping threshold.
  • the triggering threshold can be set much lower and even relatively small arcs can be reliably detected despite very high system current.
  • the inventive idea can also be implemented well in a device, wherein the
  • a corresponding device can
  • the device comprises means for reading in current values, wherein a current value per unit time is read in each component connected to the node, means for determining the node current and the system current using the read-in current values, a device for determining a correlation factor one each Component associated current value or a respective component associated current value gradient, a filter device for filtering the correlation factors and means for determining corrected values on a corrected
  • Node flow equation based node evaluation In another trigger threshold setting means, using the corrected values of the nodal evaluation based on the corrected node current equation, the triggering threshold for detecting arcs is set.
  • FIG. 1 shows measured currents of a distribution node over time according to FIG. 1
  • Fig. 2 shows a node current over time, d. H. the sum of that shown in Fig. 1
  • FIG. 3 shows an error state space with respect to the currents of a shown in FIG.
  • FIGS. 4 and 5 each show an arc event with respect to currents of a flow shown in FIG.
  • FIG. 6 is a comparison of the node current shown in FIG. 2 with a corrected node current according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 7 is a representation of the convergence of the presented method running
  • FIG. 8 is an illustration of an error state space corresponding to FIG. 3 and FIG.
  • FIG. 10 is a flowchart of a method for detecting arcs according to FIG.
  • 1 1 is a block diagram of an apparatus for detecting arcs according to a
  • the invention can be used in any application in which power distributors are used, wherein at least one current measurement is performed for all connected loads and in the supply line and arcs can occur, for example, to corresponding switching elements.
  • Connected streams should be zero. Is the sum of all currents (eg battery current minus current of all loads) is not zero, this indicates a fault current to ground or another potential.
  • Voltage at the source can be reduced by the known and allowed resistance of the electrical connection.
  • Component can also increase the error to +/- 1 0%. Because at one
  • the node current Idc can be determined in the evaluation unit, for example:
  • Idc / 1 + / 2 + / 3 + / 4 + / 5 + ⁇ + / "
  • Idc I ⁇ m] + I 2 [m] + I 3 [m] + I 4 [m] + I 5 [m] + - I ⁇ I n [m]
  • Idc lBat_com ⁇ . m ⁇ + lRSG_com [ m ] + I DCDC_com [ m ] + ⁇ E-Mot_com ⁇ . rri - ⁇ + ⁇ vert_com ⁇ . rri - ⁇ + 1 " ⁇ n [ m ]
  • Is ⁇ h [m] ⁇ + ⁇ I 2 [m] ⁇ + ⁇ I 3 [m] ⁇ +
  • Is ⁇ at_com [ m ] I + [ m ]
  • Fig. 1 shows currents measured in a Cartesian coordinate system
  • the abscissa shows the time t in seconds [s] and the ordinate shows the current in amperes [A].
  • four consumers are here (current value of a starter-generator I RSG com , current value of a DC / DC converter I D CD C com , current value of an electric motor I E -mot com ' , current value of a power distributor I vert com ) and a source (Current value of a battery I Bat com ) shown in Fig. 2 is then corresponding to the sum of
  • FIG. 2 shows the node current Idc over time.
  • the node current Idc can be plotted against the system current Is. If the evaluation is made over a large number of combinations of measured variables, a state space of the measurement error is apparent.
  • the node current shown in FIG. 2 is plotted in FIG. 3 via the system current Is.
  • the system current Is is plotted on the abscissa and the node current Idc is plotted on the ordinate in [A].
  • a trigger threshold 304 is defined for the boundary 302 with a specific distance, which is selected to be either absolute or proportional to the boundary 302.
  • the tripping characteristic 304 for the detection of a fault current must be outside the error space 300, otherwise false tripping may occur. It can be seen that due to the measurement errors only very large fault currents 410 can be detected. The more loads are connected to the node and the more inaccurate the measurements are and the larger the total system current Is, the more "blind" will be the detection.
  • FIG. 4 shows the error space 300 and the tripping characteristic 304 as shown in FIG. 3.
  • a stationary arc event with 80 A to 1000 J is shown as fault current 410. Since at the time of the fault current 410, the total system current Is is about 300 A, the error space is still relatively small and the fault current 410 exceeds the tripping characteristic 304. Thus, the fault current 410 is detected.
  • the error occurs when the system current Is (at random) is very low.
  • the node current Idc based on the measurement error plus the fraction caused by the arc leads to a "cracking" of the tripping characteristic 304. The error is therefore detected.
  • the situation is different with the example shown in FIG. 5.
  • the fault current 410 is n standing arc event with 80 A to 1000 J. Since this occurs at a total system current Is of about 1700 A, the error space 300 is greater and the fault current 410 remains below the tripping characteristic 304.
  • the parallel arc occurs a large system current Is and predominantly negative measurement error. The arc goes "down" in the error space 300 and can not be detected. This shows the object of the present invention to limit the error space to the sensitivity of the
  • the value of the node current Idc corresponds to the sum of all measurement errors. Every single measurement error (as part of the node current Idc, if you put the node current Idc in its
  • Vert MFc Idc / j ⁇ r ml
  • a temporal low-pass filtering of the first order takes place via a numerical low-pass filter. If, for example, the battery current I Ba t com does not correlate with the node current Idc, then the value is averaged out and the result is a small correction factor c Ba t. If, on the other hand, the value correlates to a correction factor c Ba t, which gives a direct measure of the Measuring error of the current measurement in the battery represents.
  • the inventive solution uses a learning algorithm that focuses on different and (slowly) changing ones
  • Measurement error e.g. due to aging.
  • FIG. 6 shows the correction factors c Ba t, C RS G, c E motor, c V en over time applied to the flows of a distribution node illustrated in FIG.
  • Idi I 1 x (l - Cl [m]) + 7 2 x (1 - c 2 [m]) + 7 3 x (1 - c 3 [m]) + ⁇ + I n x (1 - c n [m])
  • Idi ⁇ [m] x (1 - cm]) + I 2 [m] x (1 - c 2 [m]) + ⁇ + I n [m] x (1 - c n [m])
  • Idi _ com [m] (1 - c Bat [m]) + I RSG com [m] x (1 - c RSG [m]) + I DC DC_com [TM] x (1
  • FIG. 7 shows in a Cartesian coordinate system the time in seconds [s] on the abscissa and the deviation from the node current equation in amperes [A] on the ordinate.
  • the diagram shows the node current Idc as the original node error due to measurement errors and jitter, and the corrected node current Idi as the converging node error signal including calculated inaccuracy of the channels. It can be seen how the node current Idc with the correlation filter, i. the corrected node current Idi gets smaller and smaller. After approx. 150 s, the values for the measuring errors of the individual loads have converged. When large loads are present, larger errors initially result and the algorithm converges faster.
  • FIG. 8 and FIG. 9 contrast the error space 300 without and the corrected error space 900 with the described correlation function. With the "learning" correlation function it is possible to considerably reduce the error space. It becomes clear that the
  • Trigger threshold 304 can be lowered significantly. In this example, the
  • the algorithm adapts only slowly and sudden errors thus hit unchanging trigger levels in the active time of the error.
  • a maximum limit of adaptation is specified, for example +/- 10%
  • FIG. 10 shows a flow chart of a method for detecting arcs.
  • Method comprises a step S1 of reading a current value, l 2 , I3,,, ⁇ I n per component 504 1 connected to a power distributor / node ; 504 2 , 504 3 , 504 4 , 504 5 , ... 504 n , a step S2 of determining the node current Idc and the system current Is using the current values, l 2 , I3, U, I5, ⁇ In, a Step S3 of
  • Fig. 1 1 shows a vehicle 500 with a power distributor 502.
  • the power distributor 502 are a battery Bat, a starter generator RSG, a DC / DC converter DCDC, a
  • an apparatus 506 for detecting arcs is provided in the vehicle 500.
  • the device 506 has means for carrying out the method described in FIG. 10 or the method steps described therein in the corresponding devices.
  • the components battery Bat, starter generator RSG, DC / DC converter DCDC, electric motor E-motor as well as further distributors Vert exemplified here are set up to monitor the instantaneous current flowing and the corresponding current value hhh U h.
  • the device 506 comprises a communication device, a modified tripping characteristic 304, changed boundaries 302 of the error space 300 or new ones
  • E-Mot electric motor electric motor, component, load, load, sink
  • Vert distributor component, load, load, sink

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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen von Lichtbögen vorgestellt. Dabei werden Stromwerte (I1, I2, I3, I4, I5, … In) je an einem Knoten (502) angeschlossener Komponente (5041, 5042, 5043, 5044, 5045, … 504n) eingelesen, der Knotenstrom (Idc) und der Systemstrom (Is) unter Verwendung der Stromwerte (I1, I2, I3, I4, I5, … In) bestimmt, ein Korrelationsfaktor je Stromwert (I1, I2, I3, I4, I5, … In) mit dem Knotenstrom (Idc) als Quotient (MFc1, MFc2, MFc3, MFc4, MFc5, … MFcn) aus Knotenstrom (Idc) und dem jeweiligen Stromwert (I1, I2, I3, I4, I5, … In) ermittelt, die einzelnen Quotienten (MFc1, MFc2, MFc3, MFc4, MFc5, … MFcn) gefiltert, um je Stromwert (I1, I2, I3, I4, I5, … In) einen Korrekturfaktor (c1, c2, c3, c4, c5, … cn) zu bestimmen, eine korrigierte Knotenstromgleichung aufgestellt, wobei jeder Stromwert (I1, I2, I3, I4, I5, … In) mit dem im Schritt d) bestimmten Korrekturfaktor (c1, c2, c3, c4, c5, … cn) verknüpft wird, um eine korrigierten Wert (Idi) der Knotenauswertung zu bestimmen, sowie schließlich eine Auslöseschwelle (304) unter Verwendung der korrigierten Knotenstromgleichung gesetzt.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ERKENNEN VON LICHTBÖGEN
Technisches Gebiet Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Lichtbögen sowie eine entsprechende Vorrichtung zum Erkennen von Lichtbögen.
Stand der Technik
Die Anzahl der Stromverbraucher in modernen Fahrzeugen sowie deren Leistungsaufnahme steigt immer weiter an. Deshalb werden Fahrzeuge mit einem 48 V-Bordnetz ausgestattet, welches in der Lage ist, verschiedene Verbraucher (Lasten) in dem Fahrzeug mit einer höheren Leistung bei gleichbleibender Stromstärke zu versorgen. Die Verwendung von 48 V führt jedoch zu dem Problem, dass sich im Schadensfall mit Kurzschluss stabile Lichtbögen ausbilden können, da 48 V über der Lichtbogen-Zündspannung liegt. Die Ausbildung stabiler Lichtbögen tritt jedoch nicht nur bei 48 V-Bordnetzen in Kraftfahrzeugen auf, sondern im Allgemeinen bei Bordnetzen, die mit einer Spannung über der Lichtbogen-Zündspannung betrieben werden, wie beispielsweise im Bereich von E-Mobilität und den dabei eingesetzten Hochvolt-Bordnetzen, sowie in Flugzeugen, Schiffen oder Schienenfahrzeugen.
Herkömmlicherweise werden elektrische Leitungen in einem Bordnetz durch
Schmelzsicherungen abgesichert. Da ein Lichtbogen jedoch als zusätzlicher Widerstand in der Leitung auftritt, wird der Kurzschlussstrom derart begrenzt, dass die Sicherung nicht auslöst.
Sowohl serielle als auch parallele Lichtbögen erzeugen sehr hohe Temperaturen, sodass ein stabiler Lichtbogen große Schäden an dem Fahrzeug verursachen kann. Folglich ist es wünschenswert, das Entstehen eines Lichtbogens frühzeitig zu erkennen. Es ist jedoch sehr schwierig, die Strombegrenzung durch einen seriellen Lichtbogen von Schwankungen der Stromabnahme durch die Last zu unterscheiden. Insbesondere kann die Absicherung von Leitungen in einem 48-V-Bordnetz nicht über Schmelzsicherungen erfolgen, da der Strom durch die Sicherung durch die Lichtbogenwirkung so reduziert wird, dass die Sicherung nicht auslöst. Spezielle Probleme bereitet die Erkennung von Störungen (beispielsweise hochohmige Kurzschlüsse), wie sie beispielsweise beim langsamen Aufreiben der Leitung und/oder Elektromigration auftreten. Die Kurzschluss-Lichtbogenströme sind hier schwer zu erkennen, da sie im Lastbereich liegen können. Andererseits ist die Lichtbogenleistung nicht so hoch, sodass die Erkennung mehr Zeit in Anspruch nehmen kann. Als weitere Einflussgröße ist die Funktionale Sicherheit zu betrachten, die eine höhere Verfügbarkeit angeschlossener, sicherheitsrelevanter Verbraucher fordert. Für das zukünftige Bordnetz ergeben sich also erhöhte Anforderungen an die Erkennung von Fehlern in der Energieversorgung. Versuche eine 100%-Verfügbarkeit der elektrischen Energieversorgung durch
qualitätssteigernde Maßnahmen zu sichern führt zu erheblichen Mehrkosten und führt schlussendlich nicht zu funktionaler Sicherheit. Fehler in der Energieversorgung treten heute auf und werden in der Zukunft grundsätzlich auftreten. Die Aufgabenstellung liegt darin die Fehler zu erkennen und mittels eines zu implementierenden Sicherheitskonzeptes zu beherrschen.
Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel Lichtbögen in einem Stromnetz wie beispielsweise einem Fahrzeug-Bordnetz zu erkennen, insbesondere auch bei steigender Systemlast.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben. Insbesondere können die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein. In einem Verfahren zum Erkennen von Lichtbögen wird für jede an einem Knoten
angeschlossene Komponente ein Stromwert eingelesen, und dann sowohl der Knotenstrom als auch der Systemstrom unter Verwendung der eingelesenen Stromwerte bestimmt. Des Weiteren wird je eingelesenem Stromwert ein Korrelationsfaktor unter Verwendung des Knotenstroms und der jeweiligen Stromwerte ermittelt. Hierzu wird ein Quotient aus
Knotenstrom und dem jeweiligen Stromwert gebildet. Diese einzelnen Quotienten je
Stromwert werden gefiltert, um einen Korrekturfaktor je Stromwert zu bestimmen.
Anschließend wird eine korrigierte Knotenstromgleichung aufgestellt, wobei jeder Stromwert mit dem zugeordneten Korrekturfaktor verknüpft wird, um einen korrigierten Wert der Knotenauswertung zu bestimmen. Über die korrigierte Knotenstromgleichung definiert sich ein Fehlerraum für den Knoten, sodass unter Verwendung der korrigierten
Knotenstromgleichung eine Auslöseschwelle zum Erkennen von Lichtbögen gesetzt werden kann. Ein Lichtbogen wird erkannt, wenn das Ergebnis der korrigierten
Knotenstromgleichung oberhalb der gesetzten Auslöseschwelle liegt.
Bei den eingelesenen Stromwerten handelt es sich um diskrete Werte je an den Knoten angeschlossener Komponente über die Zeit. So kann es sich bei dem Knoten um einen Stromverteiler handeln. Beispiele für an den Knoten angeschlossene Komponenten sind eine Batterie, ein Elektromotor, ein Steuergerät, ein Starter-Generator oder ein weiterer
Stromverteiler. In der Regel wird die Stromaufnahme der angeschlossenen Komponenten an deren Eingang überwacht. Der so erfasste Stromwert kann somit einer übergeordneten Auswerteeinrichtung bereitgestellt werden. So kann der an der Komponente erfasste Stromwert von dem am Knotenausgang bereitgestellten Strom sich unterscheiden, bedingt durch Leitungsverluste oder Fehler. So kann es sich bei den angeschlossenen Komponenten um elektrische Quellen oder Verbraucher, auch als Last oder Senke bezeichnet, handeln. Im Idealfall werden die eingelesenen Stromwerte je Komponente zeitgleich erfasst. Der Knotenstrom ist als Summe aller Stromwerte zu einem Zeitpunkt definiert. Ohne Messfehler oder sonstige Fehler im System oder zu erkennenden Lichtbogen ist der Knotenstrom null. Ein von null abweichender Knotenstrom entspricht der Summe aller Messfehler der eingelesenen Stromwerte oder der Summe aller Messfehler plus eines Lichtbogens im System. Der Systemstrom wird als Summe aller Absolutwerte der Stromwerte bestimmt.
Vorteilhafterweise werden die Stromwerte kontinuierlich über die Zeit eingelesen jeweils der Knotenstrom und Systemstrom bestimmt, um dann den Korrelationsfaktor zu ermitteln. Das Filtern der Quotienten, die den Korrelationsfaktor darstellen, kann über eine zeitliche
Tiefpassfilterung erster Ordnung mittels eines numerischen Tiefpassfilters erfolgen. Dabei können beispielsweise zeitlich betrachtet die letzte 1 Sekunde oder letzten 10 Sekunden oder auch ein längerer Zeitraum in die Tiefpassfilterung mit einfließen. Allgemein formuliert kann der zuvor bestimmte Korrelationsfaktor mittels eines numerischen Korrelationsfilters gefiltert werden.
Beim Aufstellen der korrigierten Knotenstromgleichung kann der Korrekturfaktor jeweils von Eins abgezogen und das Ergebnis mit dem entsprechenden Stromwert multipliziert werden. Das Ergebnis der Knotenauswertung ist dann entsprechend die Summe der mit dem
Korrekturfaktor verrechneten Stromwerte.
Mithilfe der korrigierten Knotenstromgleichung kann ein Fehlerraum bestimmt werden. Der Fehlerraum zeigt die messfehlerbasierten Abweichungen des Knotenstroms über den Systemstrom. Messfehler-basierte Abweichungen liegen nun innerhalb der Grenzen des mit der korrigierten Knotenstromgleichung bestimmten Fehlerraums. Die Auslöseschwelle zum Erkennen von Lichtbögen kann nun einen vordefinierten Prozentsatz beabstandet zur Grenze des korrigierten Fehlerraums gesetzt werden. Optional kann die Grenze des Fehlerraums und ergänzend oder alternativ die
Auslöseschwelle gespeichert werden, sodass Änderungen hiervon rückverfolgbar und auswertbar sind. So kann die Grenze des Fehlerraums oder die Auslöseschwelle
gespeichert werden, wenn diese sich von einer zuletzt gespeicherten Grenze des
Fehlerraums oder Auslöseschwelle unterscheidet. Vorteilhafterweise können so
schleichende Fehler erkannt werden. Wenn sich die Grenze trotz Tiefpassfilterung verschiebt und somit die Auslöseschwelle angepasst wird, deutet dies auf Fehler, unabhängig von Lichtbögen an dem Knoten, den angeschlossenen Komponenten oder diese verbindenden Leitungen hin. So können zusätzlich schleichende Fehler, beispielsweise bedingt durch Alterung oder Korrosion, erkannt werden.
Ein Lichtbogen wird erkannt, wenn das Ergebnis der korrigierten Knotenstromgleichung oberhalb der Auslöseschwelle liegt. Durch die Verkleinerung des Fehlerraums kann die Auslöseschwelle viel niedriger gesetzt werden und auch verhältnismäßig kleine Lichtbögen können trotz sehr hohem Systemstrom zuverlässig erkannt werden. Die erfinderische Idee lässt sich auch gut in einer Vorrichtung umsetzen, wobei die
Vorrichtungen Einrichtungen aufweist die geeignet sind Schritte des vorgestellten Verfahrens zum Erkennen von Lichtbögen auszuführen. Eine entsprechende Vorrichtung kann
Mikroprozessoren, FPGAs, ASICs, DSPs oder ähnliches sowie Speicher aufweisen, um eine Variante des vorgestellten Verfahrens auszuführen. In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zum Einlesen von Stromwerten, wobei je an dem Knoten angeschlossener Komponente ein Stromwert je Zeiteinheit eingelesen wird, eine Einrichtung zum Bestimmen des Knotenstroms und des Systemstroms unter Verwendung der eingelesenen Stromwerte, eine Einrichtung zum Ermitteln eines Korrelationsfaktors je einer Komponente zugeordnetem Stromwert bzw. eines je einer Komponente zugeordnetem Stromwert Verlaufs, eine Filtereinrichtung zum Filtern der Korrelationsfaktoren sowie eine Einrichtung zum Ermitteln korrigierter Werte einer auf einer korrigierten
Knotenstromgleichung basierenden Knotenauswertung. In einer weiteren Einrichtung des Setzens einer Auslöseschwelle wird unter Verwendung der korrigierten Werte der auf der korrigierten Knotenstromgleichung basierenden Knotenauswertung die Auslöseschwelle zum Erkennen von Lichtbögen gesetzt.
Kurze Figurenbeschreibung
Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 gemessene Ströme eines Verteilerknotens über die Zeit gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 einen Knotenstrom über die Zeit, d. h. die Summe der in Fig. 1 dargestellten
gemessenen Ströme, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 einen Fehler-Zustandsraum bezogen auf die in Fig. 1 dargestellten Ströme eines
Verteilerknotens;
Fig. 4 & 5 jeweils ein Lichtbogenevent bezogen auf in Fig. 1 dargestellten Ströme eines
Verteilerknotens; Fig. 6 einen Vergleich des in Fig. 2 dargestellten Knotenstroms mit einem korrigierten Knotenstrom gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine Darstellung der Konvergenz der über das vorgestellte Verfahren laufend
ermittelten Korrekturfaktoren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine Darstellung eines Fehler Zustandsraums entsprechend Fig. 3 und im
Vergleich hierzu in
Fig. 9 eine Darstellung eines korrigierten Fehler-Zustandsraums gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen von Lichtbögen gemäß
einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 1 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Erkennen von Lichtbögen gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit
Fahrzeugbordnetzen beschrieben. Die Erfindung kann aber in jeder Anwendung genutzt werden, in welcher Stromverteiler eingesetzt werden, wobei für alle angeschlossenen Lasten sowie in der Zuleitung zumindest eine Strommessung durchgeführt wird und Lichtbögen beispielsweise an entsprechenden Schaltelementen auftreten können.
In der elektrischen Energieversorgung treten ungewollt Fehler in der Verbindung (Quelle zu Senke) und Fehlerströme auf. Diese führen grundsätzlich dazu, dass zwei Basisbeziehungen verletzt werden:
1 . Verletzung der Knotengleichung: Die Ströme aller mit einem (Verteiler-) Knoten
verbundenen Ströme sollte null sein. Ist die Summe aller Ströme (z.B. Batteriestrom minus Strom aller Lasten) nicht null, so lässt dies auf einen Fehlerstrom gegen Masse oder ein anderes Potential schließen.
2. Verletzung der Maschengleichung: Die Spannung an der Last sollte gleich der
Spannung an der Quelle reduziert um den bekannten und erlaubten Widerstand der elektrischen Verbindung sein.
Ist die Spannungsabfall von der Quelle zu Senke höher als der Laststrom multipliziert mit der bekannten Impedanz der elektrischen Verbindung, so lässt dies auf eine (serielle) Fehlstelle in der Verbindung schließen. Es ist also grundsätzlich möglich alle Verbindungsfehler im Betrieb (Online) im Bordnetz zu erkennen, vorausgesetzt es stehen Messdaten bezüglich Zweigströmen und Spannungen (Quellen, Verbraucher) zur Verfügung. In der praktischen Anwendung ergibt sich nun das Problem, dass die Spannungen und Ströme in den intelligenten Quellen (wie beispielsweise Batterie, riemengetriebener Starter-Generator, DC/DC-Wandler) zwar gemessen werden, diese Messungen aber fehlerbehaftet und zudem asynchron sind. So kann ein DC/DC-Wandler beispielsweise seinen Ausgangsstrom bestimmen, allerdings nur mit einer Genauigkeit von +/- 5 %. Mit der Alterung der
Komponente kann der Fehler zudem auf +/- 1 0% anwachsen. Da an einem
Versorgungsknoten (beispielsweise an der Batterie) sehr viele Lasten angeschlossen sind, können sich die Fehler der Einzellasten konstruktiv addieren. Auch ohne Fehlerstrom (kein Kurzschluss oder Lichtbogen gegen Masse) ergibt die Knotenauswertung ΣΙ = Idc, bedingt durch die Messfehler, bereits einen sehr großen Wert für den Knotenstrom Idc. Ohne Messfehler wäre ΣΙ = Idc = 0.
Werden die Messwerte der an dem Verteilerknoten angeschlossenen Lasten an eine Auswerteeinheit gesendet, so kann in der Auswerteeinheit der Knotenstrom Idc bestimmt werden, beispielsweise:
Idc = /1 + /2 + /3 + /4 + /5 +■■■ + /„
Idc = I^m] + I2 [m] + I3 [m] + I4[m] + I5[m] +— l· In[m]
Idc = lBat_com \.m\ + lRSG_com [m] + I DCDC_com [m] + ^E-Mot_com \.rri-\ + ^Vert_com \.rri-\ + 1" ^n [m]
Des Weiteren wird der Gesamt-Systemstrom Is ermittelt. Das ist die Summe der
Absolutwerte aller Ströme des Verteilerknotens: Is = | ι Ι + | 2 Ι + | 3 Ι + | 4Ι + + ··· + | ηΙ
Is = \h [m] \ + \I2 [m] \ + \I3 [m] \ + |/4 [m] | + \I5 [m] \ + · · · + \In [m] \
Is = \ at_com [m] I +
Figure imgf000010_0001
[m] | + - - -
+ \In [m] \
Sind die Messfehler proportional zur Größe der Messwerte, so ist klar, dass umso höher der Systemstrom Is ist, umso höher ist der zu erwartende Wert für den Knotenstrom Idc als durch Messfehler verursachtes Ungleichgewicht in der Knotenauswertung.
Fig. 1 zeigt in einem kartesischen Koordinatensystem gemessene Ströme eines
Verteilerknotens. Auf der Abszisse ist die Zeit t in Sekunden [s] und auf der Ordinate der Strom in Ampere [A] dargestellt. Beispielhaft sind hier vier Verbraucher (Stromwert eines Starter-Generators IRSG com ; Stromwert eines DC/DC-Wandlers ID CD C com ; Stromwert eines E-Motors lE-Mot com ', Stromwert eines Stromverteilers IVert com) und eine Quelle (Stromwert einer Batterie IBat com) dargestellt, in Fig. 2 ist dann entsprechend die Summe der
Stromwerte der fünf Komponenten an dem Knoten über die Zeit dargestellt:
Idc = 7-L + I2 + I3 + I4 + I5 = Ißat_com + lRSG_com + ^DCDC_com + -Mot_com + Wert_com Somit zeigt Fig. 2 den Knotenstrom Idc über die Zeit.
Aufgrund der Messfehler aller angeschlossenen Lasten und Quellen ergibt sich ein signifikanter Wert für den Knotenstrom Idc. In einem Fehler-Zustandsraum 300 kann der Knotenstrom Idc aufgetragen werden gegen den Systemstrom Is. Wird die Auswertung über eine große Anzahl von Kombinationen von Messgrößen gemacht, so zeichnet sich ein Zustandsraum des Messfehlers ab.
Der in Fig.2 dargestellte Knotenstrom wird in Fig. 3 über den Systemstrom Is aufgetragen. So ist in einem kartesischen Koordinatensystem auf der Abszisse der Systemstrom Is und auf der Ordinate der Knotenstrom Idc jeweils in [A] aufgetragen. Dabei ergibt sich ein Fehler- Zustandsraum 300 mit entsprechenden Grenzen 302 des Fehlerraums 300. Zur Grenze 302 wird mit einem bestimmten Abstand, der entweder absolut oder proportional zur Grenze 302 gewählt wird, eine Auslöseschwelle 304 definiert. Die Auslösekennlinie 304 für die Erkennung eines Fehlerstroms (Lichtbogen, Kurzschluss) muss außerhalb des Fehlerraums 300 liegen, da es sonst zu Fehlauslösungen kommen kann. Es wird ersichtlich, dass aufgrund der Messfehler nur sehr große Fehlerströme 410 erkannt werden können. Umso mehr Lasten an dem Knoten verbunden sind und umso ungenauer die Messwerte sind und umso größer der Gesamtsystemstrom Is ist, umso "blinder" wird die Erkennung.
Fig. 4 zeigt den Fehlerraum 300 und die Auslösekennlinie 304 entsprechend der Darstellung in Fig. 3. Zusätzlich ist als Fehlerstrom 410 ein stehender Lichtbogenevent mit 80 A bis 1000 J dargestellt. Da zum Zeitpunkt des Fehlerstroms 410 der Gesamt-Systemstrom Is bei ca. 300 A liegt, ist der Fehlerraum noch verhältnismäßig klein und der Fehlerstrom 410 übersteigt die Auslösekennlinie 304. Somit wird der Fehlerstrom 410 erkannt. Der Fehler tritt auf, wenn der Systemstrom Is (zufällig) gerade sehr gering ist. Der Knotenstrom Idc auf Basis des Messfehlers plus dem Anteil verursacht durch den Lichtbogen führt zu einem "Reißen" der Auslösekennlinie 304. Der Fehler wird also erkannt.
Anders verhält es sich bei dem in Fig. 5 dargestellten Beispiel. Der Fehlerstrom 410 ist n stehender Lichtbogenevent mit 80 A bis 1000 J. Da dieser jedoch bei einem Gesamt- Systemstrom Is von ca. 1700 A auftritt, ist der Fehlerraum 300 größer und der Fehlerstrom 410 verbleibt unterhalb der Auslösekennlinie 304. Der parallele Lichtbogen tritt bei einem großen Systemstrom Is und überwiegend negativem Messfehler auf. Der Lichtbogen geht im Fehlerraum 300 "unter" und kann nicht erkannt werden. Dies zeigt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Fehlerraum einzugrenzen, um die Sensitivität der
Fehlererkennung zu erhöhen.
Der Wert des Knotenstroms Idc entspricht der Summe aller Messfehler. Jeder einzelne Messfehler (als Teil des Knotenstroms Idc, wenn man den Knotenstrom Idc in seine
Bestandteile auflösen könnte) würde mit seinen Messgrößen korrelieren. Im Folgenden wird die laufende Korrelation von ldc(t) mit allen Messgrößen lDcDc_com, Usedom usw. ermittelt. Dafür wird zuerst der Quotient von Idc mit jeder einzelnen Messgröße für jedes m
beziehungsweise jede Zeitscheibe dt ermittelt. MFcx macht also eine Aussage über den Anteil des Gesamtfehlers Idc zur einzelnen Messgröße. (Hier beispielhaft vier Größen): MFcBat = Idc/j r i
MFcRcr = Idc/T
RSG '
MFcE_Motor =
Figure imgf000012_0001
MFcVert = Idc/j † rml
' 1Vert_com V"-s
Im Weiteren erfolgt eine zeitliche Tiefpassfilterung erster Ordnung über ein numerisches Tiefpassfilter. Korreliert beispielsweise der Batteriestrom lBat com nicht mit dem Knotenstrom Idc, so mittelt sich der Wert aus und es resultiert ein kleiner Korrekturfaktor cBat- Korreliert der Wert hingegen, so ergibt sich ein Korrekturfaktor cBat, welcher ein direktes Maß für den Messfehler der Strommessung in der Batterie darstellt. Die erfinderische Lösung nutzt einen lernenden Algorithmus, der sich auf unterschiedliche und sich (langsam) ändernde
Messfehler z.B. durch Alterung einstellen kann.
(cBat[m] * tcml) + MFcBat
cBat[m + 1] =
tc
(cRSG[m] * tcml) + MFcRSG
cRsc[m + 1] = tc
(cE-Motor[m] * tcml) + MFcE -Motor
cE-Motor [m + tc
(cVert[m] * tcml) + MFcVert
CVert[m + 1] =
tc tc wird in der exponentiellen Glättung (Tiefpass) in differentieller Schreibweise
typischerweise mit 60s/dt eingestellt und tcml mit (60s/dt-1 ).
Fig. 6 zeigt die Korrekturfaktoren cBat, CRSG, cE-Motor, cVen über die Zeit, angewendet auf die in Fig. 1 dargestellten Ströme eines Verteilerknotens.
Die so ermittelten Korrekturfaktoren werden auf die Knotengleichung mit dem Faktor (1 - cxx[m]) angewendet:
Idi = I1 x (l - Cl [m]) + 72 x (1 - c2 [m]) + 73 x (1 - c3 [m]) + ··· + In x (1 - cn[m])
Idi = ^ [m] x (1 - c m]) + I2 [m] x (1 - c2 [m]) + ··· + In [m] x (1 - cn[m]) Idi = _com[m] (1 - cBat [m]) + IRSG com [m] x (1 - cRSG [m]) + IDCDC_com [™-] x (1
— cDCDc \.m ) + ^E-Mot_com \.m\ X (1— cE-Motor [m]) + ert_com [m] x (1
- cVert [m]) + ··· + In [m] x (1 - cn[m])
Idi stellt also das Ergebnis der korrigierten Knotenauswertung dar. Fig. 7 zeigt in einem kartesischen Koordinatensystem auf der Abszisse die Zeit in Sekunden [s] sowie auf der Ordinate die Abweichung von der Knotenstromgleichung in Ampere [A]. Das Diagramm zeigt den Knotenstrom Idc als originärer Knotenfehler wegen Messfehler und Jitter sowie den korrigierten Knotenstrom Idi als konvergierendes Knotenfehlersignal unter Einbeziehung berechneter Messungenauigkeit der Kanäle. Es ist zu erkennen, wie der Knotenstrom Idc mit dem Korrelationsfilter, d.h. der korrigierte Knotenstrom Idi, immer geringer wird. Nach ca. 150 s sind die Werte für die Messfehler der einzelnen Lasten konvergiert. Wenn große Lasten vorliegen ergeben sich initial größere Fehler und der Algorithmus konvergiert schneller.
Fig. 8 und Fig. 9 stellen den Fehlerraum 300 ohne und den korrigierten Fehlerraum 900 mit der beschriebenen Korrelationsfunktion gegenüber. Mit der "lernenden" Korrelationsfunktion gelingt es den Fehlerraum erheblich zu verkleinern. Es wird deutlich, dass die
Auslöseschwelle 304 erheblich abgesenkt werden kann. In diesem Beispiel ist der
Algorithmus so eingestellt, dass der Lernvorgang erst dann startet, wenn der Knotenstrom Idc größer als 50A wird. Der lernende Algorithmus adaptiert auch auf den Fehlerstrom selber. Dieser wird aber weiterhin als solcher erkannt, weil:
1 . Der Algorithmus nur langsam adaptiert und plötzliche Fehler somit auf sich nicht ändernde Auslöseschwellen in der aktiven Zeit des Fehlers treffen.
2. Eine maximale Grenze der Adaptierung vorgegeben wird, beispielsweise +/-10%
Des Weiteren ist es sehr sinnvoll die eingelernten Grenzen 302 des Fehlerraums 300 bei Änderungen in die Cloud zu kommunizieren. Hier kann eine übergeordnete Auswertung auf potentielle, schleichende Fehler erfolgen oder eine präventive Wartung initiiert werden. Diese Erfindung zeigt die Anwendung von Zustandsräumen und die Anwendung von einfachen numerischen Korrelationsfiltern für die lernende Kompensation von Messfehlern.
Zum leichteren Verständnis werden in der folgenden Beschreibung die Bezugszeichen zu den vorangegangenen Figuren als Referenz beibehalten.
Fig. 10 zeigt einen Ablaufplan eines Verfahrens zum Erkennen von Lichtbögen. Das
Verfahren umfasst einen Schritt S1 des Einlesens eines Stromwertes , l2, I3, , ,■■■ I n je an einem Stromverteiler/Knoten angeschlossener Komponente 5041 ; 5042, 5043, 5044, 5045, ... 504n, einen Schritt S2 des Bestimmens des Knotenstroms Idc und des Systemstroms Is unter Verwendung der Stromwerte , l2, I3, U, I5, ■■■ In, einen Schritt S3 des
Ermitteins eines Korrelationsfaktors je Stromwert , l2, I3, U, I5, ... In mit dem Knotenstrom Idc als Quotient MFd , MFc2, MFc3, MFc4, MFc5, ... MFcn aus Knotenstrom Idc und dem jeweiligen Stromwert \ l2, I3, U, I5, ... In, einen Schritt S4 des Filterns der einzelnen
Quotienten MFd , MFc2, MFc3, MFc4, MFc5, ... MFcn, um je Stromwert , l2, l3, \4, l5,■■■ einen Korrekturfaktor c1 ; c2, c3, c4, c5, ... cn zu bestimmen, einen Schritt S5 des Aufstellens einer korrigierten Knotenstromgleichung, wobei jeder Stromwert \ l2, l3, \4, l5, ... In mit dem im Schritt S4 bestimmten Korrekturfaktor c1 ; c2, c3, c4, c5, ... cn verknüpft wird, um eine korrigierten Wert Idi der Knotenauswertung zu bestimmen, sowie einen Schritt S6 des Setzens einer Auslöseschwelle unter Verwendung der korrigierten Knotenstromgleichung.
Fig. 1 1 zeigt ein Fahrzeug 500 mit einem Stromverteiler 502. Mit dem Stromverteiler 502 sind eine Batterie Bat, ein Starter-Generator RSG, ein DC/DC-Wandler DCDC, ein
Elektromotor E-Motor sowie ein weiterer Verteiler Vert verbunden. In dem Fahrzeug 500 ist eine Vorrichtung 506 zum Erkennen von Lichtbögen vorgesehen. Die Vorrichtung 506 weist Einrichtungen auf, um das in Fig. 10 beschriebene Verfahren beziehungsweise die dort beschriebenen Verfahrensschritte in den entsprechenden Einrichtungen auszuführen. Die hier beispielhaft dargestellten Komponenten Batterie Bat, Starter-Generator RSG, DC/DC- Wandler DCDC, Elektromotor E-Motor sowie weiterer Verteiler Vert sind eingerichtet, den momentan fließenden Strom zu überwachen und den entsprechenden Stromwert h h h U h. ln bzw- Stromwert lBat_com, Usedom, l DCDc_com, l E-Mot_com, lvert_com an die Vorrichtung 506 zu kommunizieren. Optional weist die Vorrichtung 506 eine Kommunikationseinrichtung auf, um eine geänderte Auslösekennlinie 304, geänderte Grenzen 302 des Fehlerraums 300 oder neue
Korrekturfaktoren c1 ; c2, c3, c4, c5, ... cn an einen entsprechenden Speicher, wie
beispielsweise eine Cloud 508 zu senden. So können diese Daten überwacht werden und für prädiktive Diagnose weiter ausgewertet werden. Eine entsprechende Speicherung kann im Fahrzeug erfolgen und die Daten fahrzeugbezogen ausgewertet werden oder aber dezentral für eine Vielzahl von Fahrzeugen erfolgen, wodurch auch eine Auswertung über eine Anzahl von Fahrzeugen erfolgen kann, um mit Mitteln des Data Mining weitergehende
Auswertungen durchzuführen.
Da es sich bei der vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft.
BEZUGSZEICHENLISTE h>' -' W- U> > ln Stromwert einer Last
lBat _com Stromwert einer Batterie
lRSG_com Stromwert eines Starter-Generators
lDCDc_com Stromwert eines DC/DC-Wandlers
lE Mot_com Stromwert eines E-Motors
lVert_com Stromwert eines Stromverteilers
Idc Knotenstrom
Is Systemstrom
300 Fehler-Zustandsraum
302 Grenze des Fehlerraums 300
304 Auslöseschwelle
410 Fehlerstrom
Idi Ergebnis der korrigierten Knotenauswertung
500 Fahrzeug
502 Stromverteiler, Knoten
504! , Bat Batterie, Komponente, Quelle
5042, RSG Starter-Gernerator, Komponente, Verbraucher, Last, Senke
5043, DCDC DC/DC-Wandler, Komponente, Verbraucher, Last, Senke
5044, E-Mot E-Motor, Elektromotor, Komponente, Verbraucher, Last, Senke
5045, Vert Verteiler, Komponente, Verbraucher, Last, Senke
506 Vorrichtung
508 Speicher, Cloud

Claims

ANSPRÜCHE Verfahren zum Erkennen von Lichtbögen mit den folgenden Schritten: a) Einlesen eines Stromwertes ( , l2, U, ■■■ I n) je an einem Knoten (502)
angeschlossener Komponente (5041 ; 5042, 5043, 5044, 5045, ... 504n),
b) Bestimmen des Knotenstroms (Idc) und des Systemstroms (Is) unter Verwendung der Stromwerte ( , l2, I3, U, ■■■ I n) ,
c) Ermitteln eines Korrelationsfaktors je Stromwert ( , l2, I3, U, ■■■ I n) mit dem
Knotenstrom (Idc) als Quotient (MFci , MFc2, MFc3, MFc4, MFc5, ... MFcn) aus Knotenstrom (Idc) und dem jeweiligen Stromwert ( , l2, l3, U, ■■■ I n),
d) Filtern der einzelnen Quotienten (MFci , MFc2, MFc3, MFc4, MFc5, ... MFcn), um je Stromwert (l1 ; l2, l3, l4, l5, ... In) einen Korrekturfaktor (c1 ; c2, c3, c4, c5, ... cn) zu bestimmen,
e) Aufstellen einer korrigierten Knotenstromgleichung, wobei jeder Stromwert (\ l2, l3, l4, l5, ... In) mit dem im Schritt d) bestimmten Korrekturfaktor (c1 ; c2, c3, c4, c5, ... cn) verknüpft wird, um eine korrigierten Wert (Idi) der Knotenauswertung zu bestimmen, sowie
f) Setzen einer Auslöseschwelle (304) unter Verwendung der korrigierten
Knotenstromgleichung.
Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der Knotenstrom (Idc) als Summe aller
Stromwerte ( , l2, l3, l4, l5, ... In) und der Systemstrom (Is) als Summe aller
Absolutwerte der Stromwerte ( , l2, l3, l4, l5, ... In) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Schritt d) des Filterns eine zeitliche Tiefpassfilterung erster Ordnung erfolgt, um den Korrekturfaktor (Ci , c2, c3, c4, c5, ... cn) je Stromwert ( , l2, l3, l4, l5, ... In) zu bestimmen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Schritt e) des Aufstellens der korrigierten Knotenstromgleichung der jeweilige Korrekturfaktor (c1 ; c2, c3, c4, c5, ... cn) vom Wert Eins abgezogen und dann mit dem zugeordneten
Stromwert (\ l2, l3, l4, l5, ... In) multipliziert wird, wobei der korrigierte Wert (Idi) der Knotenauswertung die Summe der Terme ist.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem im Schritt f) des Setzens der Auslöseschwelle (304) unter Verwendung der korrigierten
Knotenstromgleichung ein korrigierter Fehlerraum (900) bestimmt wird und die Auslöseschwelle (304) einen vordefinierten Prozentsatz beabstandet zu einer Grenze des korrigierten Fehlerraums (900) gesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, mit einem Schritt des Speicherns der Grenze (302) des Fehlerraums (300; 900), wenn diese sich von einer zuvor gespeicherten Grenze (302) des Fehlerraums (300; 900) unterscheidet.
7. Verfahren nach Anspruch 6, mit einem Schritt des Auswertens der gespeicherten Grenzen (302) des Fehlerraums (300; 900) über die Zeit, um schleichende Fehler zu diagnostizieren.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem im Schritt d) des
Filterns der einzelnen Quotienten (MFd , MFc2, MFc3, MFc4, MFc5, ... MFcn) ein alternativer numerischer Korrelationsfilter verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Schritt des
Erkennens eines Lichtbogens, wobei der Systemstrom (Is) und/oder das Ergebnis (Idi) der korrigierten Knotenauswertung größer der Auslöseschwelle (304) ist.
10. Vorrichtung zum Erkennen eines Lichtbogens, mit a) einer Einrichtung zum Einlesen eines Stromwertes ( , l2, I3, U, I5, ■■■ In) je an einem Knoten (502) angeschlossener Komponente (5041 ; 5042, 5043, 5044, 5045, ... 504n),
b) einer Einrichtung zum Bestimmen des Knotenstroms (Idc) und des Systemstroms (Is) unter Verwendung der Stromwerte ( , l2, I3, U, , ■■■ I n) ,
c) einer Einrichtung zum Ermitteln eines Korrelationsfaktors je Stromwert ( , l2, l3, l4, l5, ... I n) mit dem Knotenstrom (Idc) als Quotient (MFci , MFc2, MFc3, MFc4, MFc5, . . . M FCn) aus Knotenstrom (Idc) und dem jeweiligen Stromwert (\ l2, l3, \4, l5, ... einer Einrichtung zum Filtern der einzelnen Quotienten (MFc1 ; MFc2, MFc3, MFc4, MFc5, ... MFcn), um je Stromwert (\ l2, l3, U, l5, ... In) einen Korrekturfaktor (c1 ; c2, c3, c4, c5, ... cn) zu bestimmen,
einer Einrichtung zum Aufstellen einer korrigierten Knotenstromgleichung, wobei jeder Stromwert ( , l2, I3, U, I5,■■■ L) mit dem im Schritt d) bestimmten
Korrekturfaktor (ci , c2, c3, c4, c5, ... cn) verknüpft wird, um eine korrigierten Wert (Idi) der Knotenauswertung zu bestimmen, sowie
einer Einrichtung zum Setzen einer Auslöseschwelle (304) unter Verwendung der korrigierten Knotenstromgleichung.
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