用于检测电弧故障的方法和电路技术

用于确定和熄灭电气故障的方法和电路包括电源，电气负载，控制器模块和电传感器，并且当控制器模块没有熄灭电气故障时，另一个开关熔断熔断器。

Method and circuit for detecting arc fault

【技术实现步骤摘要】
用于检测电弧故障的方法和电路相关申请的交叉引用本申请要求2018年12月13日提交的英国专利申请No.1820340.6的权益，该申请通过引用整体并入本文。
本公开涉及用于操作配电系统的方法和设备，并且更具体地涉及限定容纳配电部件的内部的底盘。
技术介绍
配电系统管理从能量源到消耗分布式电力的电力负载的电力分配。在飞行器中，推进飞行器的燃气涡轮发动机通常还提供机械能，其最终为许多不同的附件(例如，发电机，启动器/发电机，永磁交流发电机(PMA)，燃料泵和液压泵，即，用于推进以外的飞行器功能的设备)提供动力。同样，现代飞行器需要用于与航空电子设备，通信，电动机和其他电气设备相关的电气负载的电力。随着时间的推移，飞行器电源电压已经增加。具有14伏和28伏直流(VDC)电力系统的飞行器已经让位于具有在115伏交流电(VAC)和230伏交流电下操作的电力系统的飞行器。目前，飞行器可包括一个或多个电源，其在包括正/负270VDC或270V的电压下操作，并且输送通常在例如40到100安培范围内的高电流。目前的宽体双引擎商用喷气式客机采用混合电压电气系统，其包括工作电压为230VAC，115VAC，28VDC的子系统以及包括正负270VDC源的双极，高压，直流子系统。除了电压和电流分配总线之外，配电系统还使用电气母线和数英里的布线来将电力从能量源输送到电气负载。在电弧故障或其他故障情况下，高电流可能通过非预期的介质(例如，空气，介电材料，电接地连接等)传输，从而导致电路的意外操作。电路的意外操作可能导致电路或其他无意耦接的介质发生故障。
技术实现思路
在一个方面，本公开涉及一种检测电路中的故障的方法，该方法包括感测开关输出处的电力特性，在控制器模块处接收所感测的电力特性，在控制器模块中确定电路中的故障的存在，产生第一控制信号以打开开关，在控制器模块中确定电路中的故障是否仍在发生，以及如果故障仍在发生，则产生第二控制信号以闭合主动下拉开关。在又一方面，本公开涉及一种电路，包括：电力开关，其可操作为从电源向电负载供给电力；传感器，其被构造为感测电路的电特性；控制器模块，其与电力开关和传感器通信地连接，并构造成，响应于确定所接收的感测电特性指示存在故障，控制从电源向电气负载的电力的供应，接收感测的电路的电特性，并可控制地停止从电源向电气负载的电力的供应；和比较器模块，其与传感器通信地连接并且被构造为，接收所感测的电路的电特性，并且在控制器模块通过电力开关可控制地停止从电源至电气负载的电力的供给发生故障时，可操作地控制主动下拉开关，以将来自电源的供给电力重定向到电接地。附图说明在附图中：图1是根据本文描述的各个方面的飞行器和飞行器中的配电系统的俯视示意图。图2是根据本文描述的各个方面的图1的配电系统的电路的示意图。图3是根据本文描述的各个方面的具有至少一个电气故障的图2的配电系统的电路的示意图。图4是根据本文描述的各个方面的示出操作图2的电路的方法的流程图的示例。具体实施方式所描述的本公开的方面涉及与配电网络，系统，电路或其组合相关联的方法和装置。可以使用这种方法和装置的一个示例环境包括但不限于飞行器的配电系统。虽然该描述主要针对飞行器的配电系统，但是它也适用于使用配电系统的任何商业或居住环境，其中，输入电力被接收，动作(如果需要)并且分配给一个或多个电气负载。虽然将描述“一组”各种元件，但应理解“一组”可包括任何数量的相应元件，包括仅一个元件。如本文所用，术语“轴向”或“轴向地”是指沿着部件的纵向轴线的尺寸或沿着部件的纵向轴线。同样如这里所使用的，虽然传感器可以被描述为“感测”或“测量”相应的值，但是感测或测量可以包括确定指示相应值或与相应值相关的值，而不是直接感测或测量值本身。感测值或测量值可以进一步提供给其他部件。例如，可以将值提供给控制器模块或处理器，并且控制器模块或处理器可以对该值执行处理以确定代表所述值的代表值或电特性。虽然本文可使用诸如“电力”的术语，但是对于本领域技术人员来说，当描述电路或电路操作的各方面时，这些术语可以与相应的电压，电流或其组合相关或有关。连接参考(例如，附接，耦接，连接和连结)将被广义地解释，并且除非另有指示，否则可包括元件集合之间的中间构件和元件之间的相对移动。因此，连接参考不一定推断两个元件直接连接并且处于彼此固定关系。在非限制性示例中，连接或断开连接可以选择性地构造，连接或可连接，以提供，启用，禁用等各个元件之间的电连接。在非限制性示例中，可以选择性地构造连接或断开连接，以提供，启用，禁用等各个元件之间的电连接。非限制性示例配电总线连接或断开连接可以通过开关，总线连接逻辑或被构造为启用或禁用总线下游的电气负载的通电的任何其他连接器来启用或操作。如本文所使用的，“系统”或“控制器模块”可包括至少一个处理器和存储器。存储器的非限制性示例可以包括随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，闪存，或一种或多种不同类型的便携式电子存储器，例如盘，DVD，CD-ROM等，或这些类型的存储器的任何合适的组合。处理器可以被构造为运行任何合适的程序或可执行指令，其被设计为执行各种方法，功能，处理任务，计算等，以启用或实现本文描述的技术操作或操作。该程序可以包括计算机程序产品，其可以包括用于携带或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这种机器可读介质可以是任何可用介质，其可以由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问。通常，这样的计算机程序可以包括例程，程序，对象，部件，数据结构，算法等，其具有执行特定任务或实现特定抽象数据类型的技术效果。如本文所使用的，可控开关元件或“开关”是可控制以在第一操作模式和第二操作模式之间切换的电气装置，在第一操作模式中，开关“闭合”，旨在将电流从开关输入传输到开关输出，在第二操作模式中，开关“打开”，旨在防止电流在开关输入和开关输出之间传输。在非限制性示例中，诸如由可控开关元件启用或禁用的连接的连接或断开连接可以选择性地构造为提供，启用，禁用等各个元件之间的电连接。可以在具有开关的任何电路环境中实现本公开的各方面。可以包括本公开的方面的电路环境的非限制性示例是飞行器电力系统架构，其能够从涡轮发动机(优选地，燃气涡轮发动机)的至少一个线轴产生电力，并且经由至少一个固态开关(例如固态功率控制器(SSPC)开关装置)将电力输送到一组电气负载。SSPC的一个非限制性示例可包括基于硅(Si)或碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)的高功率开关。可以基于它们的固态材料构造，它们以更小和更轻的形式因子处理高电压和大功率水平的能力、以及它们非常快速地执行电操作的高速切换能力来选择SiC或GaN。预期附加的开关装置或附加的硅基功率开关。另外，如本文所使用的，电弧或电弧事件是跨越传统非导电介质(例如空气)的电流的无意或不期望的传导。例如，在非限制性实例中，平行弧可以包括电弧事件，该电弧事件至少部分地连接两个旨在彼此绝缘的点。在另一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测电路中的故障的方法，其特征在于，所述方法包括：/n感测开关输出处的电力特性；/n在控制器模块处接收所感测的电力特性；/n在所述控制器模块中确定所述电路中的故障的存在；/n产生第一控制信号以打开所述开关；/n在所述控制器模块中确定所述电路中的所述故障是否仍在发生；和/n如果所述故障仍在发生，则产生第二控制信号以闭合主动下拉开关。/n

【技术特征摘要】
20180713 GB 1811533.7;20181213 GB 1820340.61.一种检测电路中的故障的方法，其特征在于，所述方法包括：
感测开关输出处的电力特性；
在控制器模块处接收所感测的电力特性；
在所述控制器模块中确定所述电路中的故障的存在；
产生第一控制信号以打开所述开关；
在所述控制器模块中确定所述电路中的所述故障是否仍在发生；和
如果所述故障仍在发生，则产生第二控制信号以闭合主动下拉开关。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中确定所述电路中的故障的存在包括确定固态功率控制器或导体下游的故障的存在。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中确定所述电路中的所述故障是否仍在发生包括确定电力供给仍被供给到所述开关输出。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中确定所述电路中的所述故障是否仍在发生包括确定所述开关中的至少一个已失效或所述开关尚未打开。


5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进一步包括：响应于产生所述第二控制信号，闭合所述主动下拉开关，以完成从电源、通过所述开关和所述主动下拉开关、到电接地的导电通路。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中所述导电通路包括熔断器，并且其中，响应于所完成的导电通路通过所述熔断器，所述熔断器禁止...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·奥利弗·柯林斯，拉塞尔·马克·康普顿，
申请(专利权)人：通用电气航空系统有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB