故障电弧识别单元制造技术

本发明专利技术涉及一种用于低压电路的故障电弧识别单元，具有至少一个电压传感器，用于周期性地确定所述电路的电压值(un,un1)，所述电压传感器与评估单元连接，所述评估单元被设计为，在电压相对于时间的变化超过第一阈值(SW1)或者低于第二阈值(SW2)时，输出故障电弧识别信号。

Fault Arc Identification Unit

The invention relates to a fault arc identification unit for a low voltage circuit, which has at least one voltage sensor for periodically determining the voltage value (un, un1) of the circuit. The voltage sensor is connected with an evaluation unit designed to output fault electricity when the change of voltage relative to time exceeds the first threshold (SW1) or is lower than the second threshold (SW2). Arc recognition signal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】故障电弧识别单元
本专利技术涉及一种故障电弧识别单元、断路器、短路器和用于识别故障电弧的方法。
技术介绍
在低压电路或低压设备或者低压电网、即电压直至1000伏交流电压或者1500伏直流电压的电路中，短路通常与出现的故障电弧、例如并联或者串联故障电弧相关联。特别是在大功率的分配和开关设备中，其在切断不够快的情况下可能导致运行部件、设备部分或者整个开关设备的毁灭性的损坏。为了避免长持续时间并且大面积的能量供应停止并且减少人员伤害，需要在几毫秒内识别出并且熄灭这些故障电弧、特别是大电流故障电弧或并联故障电弧。传统的能量供应设备保护系统(例如保险装置和断路器)无法在所需要的时间要求下提供可靠的保护。断路器这里特别是意为用于低压的开关。断路器特别是在通常用于63至6300安培的电流的低压设备中使用。更具体地，对于63至1600安培、特别是125至630或者1200安培的电流，使用闭路断路器、例如塑壳断路器。特别是对于630至6300安培、更具体地1200至6300安培的电流，使用开路断路器、例如空气断路器。本专利技术的意义上的断路器特别是可以具有电子触发单元，也称为电子跳闸单元(ElectronicTripUnit，缩写为ETU)。断路器监视流过其的电流，并且当超过电流限制值或者电流-时间段限制值(即当在一定的时间段内存在一定的电流值时)时，中断到能量汇点或用电设备的电流或能量流，这称为触发。触发条件的确定以及断路器的触发可以借助电子触发单元来进行。短路器是用于将线路或母线短路的特殊装置，用于产生定义的短路，以保护电路或设备。传统的故障电弧检测系统评估由于电弧而产生的光发射，由此检测故障电弧。这具有如下缺点：必须与电气线路或母线并行地铺设光波导或光学检测系统，以识别可能出现的故障电弧。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，呈现一种用于识别故障电弧的可能性。上述技术问题通过具有权利要求1的特征的故障电弧识别单元、根据权利要求6的断路器、根据权利要求7的短路器以及具有权利要求8的特征的方法来解决。根据本专利技术设置为，用于低压电路的故障电弧识别单元具有至少一个电压传感器和与其连接的评估单元，至少一个电压传感器用于周期性地确定电路的电压值(un,un1)。评估单元被设计为，根据所确定的电压值确定电压相对于时间的变化。将电压相对于时间的变化与阈值进行比较，并且在超过或者低于阈值时，输出故障电弧识别信号。例如，可以在电压相对于时间的变化超过第一阈值(SW1)时，输出故障电弧识别信号。替换地，可以在电压相对于时间的变化低于第二阈值(SW2)时，输出故障电弧识别信号。在此，两个阈值的量值可以相同，其中，符号不同。重要的是，识别出(例如在电压变化为正的情况下)超过阈值或者(例如在电压变化为负或者负半波的情况下)低于阈值的电压跳变或者电压的快速变化，并且产生故障电弧识别信号。故障电弧在电弧点燃时具有大的电压跳变。根据本专利技术，检测这些大的电压跳变，并且产生故障电弧识别信号。在从属权利要求中给出了本专利技术的有利的设计方案。在本专利技术的一个有利的设计方案中，评估单元被设计为，连续根据在时间上连续的两个电压值(un,un-1)确定电压差(dun)。将电压差(dun)除以电压值(un,un-1)的时间上的差(dtn)。将由此确定的差商(Dqun)作为电压相对于时间的变化的度量与第一阈值(SW1)进行比较。在超过第一阈值的情况下，输出故障电弧识别信号。这具有如下特别的优点：当从当前的电压值(un)中减去先前的电压值(un-1)时，在电压的上升沿的情况下差商为正，从而针对超过阈值的正的电压相对于时间的变化，执行故障电弧确定。也就是说，识别出正的变化或者与电压的上升沿(在正弦的情况下0°至90°或者270°至360°的范围)有关的变化。由此提供一种简单的确定可能性。在本专利技术的一个有利的设计方案中，评估单元被设计为，连续根据在时间上连续的两个电压值(un,un-1)确定电压差(dun)。将电压差(dun)除以电压值(un,un-1)的时间上的差(dtn)。将据此确定的差商(Dqun)作为电压相对于时间的变化的度量与第二阈值(SW2)进行比较。在低于第二阈值的情况下，输出故障电弧识别信号。这具有如下特别的优点：当从当前的电压值(un)中减去先前的电压值(un-1)时，在电压的下降沿的情况下差商为负，从而针对超过阈值的负的电压相对于时间的变化，执行故障电弧确定。也就是说，识别出负的变化或者与电压的下降沿(在正弦的情况下90°至270°的范围)有关的变化。由此提供另一种简单的确定可能性。在本专利技术的一个有利的设计方案中，评估单元被设计为，连续根据在时间上连续的两个电压值(un,un-1)确定电压差(dun)。将电压差(dun)除以电压值(un,un-1)的时间上的差(dtn)。将据此确定的差商(Dqun)的量值作为电压相对于时间的变化的度量与第一阈值(SW1)进行比较。在超过第一阈值的情况下，输出故障电弧识别信号。这具有如下特别的优点：不仅针对正的电压相对于时间的变化，而且针对负的电压相对于时间的变化，执行故障电弧确定，因为对电压相对于时间的变化的没有符号的量值进行评估。如果量值超过第一阈值，则输出故障电弧识别信号。因此，提供一种不仅用于正的电压变化或跳变、而且用于负的电压变化或跳变的确定可能性。在本专利技术的一个有利的设计方案中，设置至少一个电流传感器，电流传感器确定电路的电流并且与评估单元连接。评估单元被设计为，电流必须超过第三阈值(SW3)，以输出故障电弧识别信号。也就是说，在输出故障电弧识别信号之前，必须满足另一个标准、即超过第三阈值(SW3)。这具有使得能够更准确地识别故障电弧的特别的优点，因为故障电弧经常在大电流下才出现。因此，例如当在正常运行中出现快速的电压变化时，能够避免错误的故障电弧识别信号。根据本专利技术，还提供一种用于低压电路的断路器。其具有根据本专利技术的故障电弧识别单元。故障电弧识别单元与断路器连接，其中，故障电弧识别单元被设计为，在输出故障电弧识别信号时，触发断路器，即中断电路。由此可以使故障电弧熄灭。如果断路器具有电子触发单元，则在存在故障电弧识别信号时，可以实现断路器的非常快速的触发。这具有如下特别的优点：为断路器扩展了另一个有利的用于保护电气设备的功能。在此，故障电弧的识别和断开有利地在一个设备中进行。在需要时，可以一起使用已有的组件、例如电压和/或电流传感器、电源件、评估单元的微处理器等，因此实现协同作用。根据本专利技术，还提供一种具有故障电弧识别单元的短路器，故障电弧识别单元与短路器连接。故障电弧识别单元被设计为，在输出故障电弧识别信号时，短路器将电路短路，以使得故障电弧熄灭。这具有如下特别的优点：提供一种简单、快速并且有效的用于熄灭故障电弧的可能性。此外，根据本专利技术，提供一种用于识别电路的故障电弧的方法。在此，周期性地确定电路的电压值(un,un1)。借助其，连续确定电压相对于时间的变化。如果例如在电压相对于时间的变化为正的情况下，电压相对于时间的变化超过第一阈值(SW1)，或者如果例如在电压相对于时间的变化为负的情况下，电压相对于时间的变化低于第二阈值(SW2)，则输出故障电弧识别信号。这具有提供一种简单的用于识别故障电弧的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于低压电路的故障电弧识别单元，具有：至少一个电压传感器，用于周期性地确定所述电路的电压值(un,un1)，所述电压传感器与评估单元连接，所述评估单元被设计为，在电压相对于时间的变化超过第一阈值(SW1)或者低于第二阈值(SW2)时，输出故障电弧识别信号(SLES)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于低压电路的故障电弧识别单元，具有：至少一个电压传感器，用于周期性地确定所述电路的电压值(un,un1)，所述电压传感器与评估单元连接，所述评估单元被设计为，在电压相对于时间的变化超过第一阈值(SW1)或者低于第二阈值(SW2)时，输出故障电弧识别信号(SLES)。2.根据权利要求1所述的故障电弧识别单元，其特征在于，连续根据在时间上连续的两个电压值(un,un1)确定电压差(dun)，将所述电压差(dun)除以电压值(un,un1)的时间上的差(dtn)，将由此确定的差商(Dqun)作为电压相对于时间的变化的度量与第一阈值(SW1)进行比较，并且在超过第一阈值的情况下，输出故障电弧识别信号(SLES)。3.根据权利要求1所述的故障电弧识别单元，其特征在于，连续根据在时间上连续的两个电压值(un,un1)确定电压差(dun)，将所述电压差(dun)除以电压值(un,un1)的时间上的差(dtn)，将由此确定的差商(Dqun)作为电压相对于时间的变化的度量与第二阈值(SW2)进行比较，并且在低于第二阈值的情况下，输出故障电弧识别信号(SLES)。4.根据权利要求1所述的故障电弧识别单元，其特征在于，连续根据在时间上连续的两个电压值(un,un1)确定电压差(dun)，将所述电压差(dun)除以电压值(un,un1)的时间上的差(dtn)，将由此确定的差商(Dqun)的量值作为电压相对于时间的变化的度量与第一阈值(SW1)进行比较，并且在超过第一阈值的情况下，输出故障电弧识别信号。5.根据权利要求1至4中任一项所述的故障电弧识别单元，其特征在于，设置至少一个电流传感器，所述电流传感器确定所述电路的电流，所述电流传感器与所述评估单元连接，所述评估单元被设计为，所述电流必须超过第三阈值(SW3)，以输出故障电弧识别信号。6.一种用于低压电路的断路器，具有根据权利要求1、2、3、4或5中任一项所述的故障电弧识别单元，所述故障电弧识别单元与所述断路器连接，并且所述故障电弧识别单元被设计为，在输出故障电弧识...

【专利技术属性】
技术研发人员：K文茨拉夫，J迈耶，P谢格纳，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE