数字电力配电系统中的电弧故障检测和保护技术方案

为设备供电的数字电力分配系统的电弧故障保护。该系统包括电弧故障断路器(“AFCI”)和控制器。控制器连接到AFCI。控制器可操作为控制AFCI停用对设备的供电。控制器包括处理器和存储器。控制器被配置为将数字电力能量包通过AFCI发送到设备，测量与数字电力能量包相关联的误差量，评估与数字电力能量包相关联的误差量，基于对与数字电力能量包相关联的误差量的评估来确定是否存在电弧故障情况，并且当确定存在电弧故障情况时，控制AFCI停用对设备的供电。电。电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数字电力配电系统中的电弧故障检测和保护
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2019年11月6日提交的美国临时专利申请号62/931,408的权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本文描述的实施例涉及用于配电系统的安全保护设备和方法。

技术实现思路

[0004]数字电力是一种功率格式，其中电功率以离散的、可控的能量或包单位分布。与传统的模拟功率系统不同，单独的能量包可以与数据或数字信息相关联，这些数据或数字信息可用于控制接收功率系统本身的功率的设备的操作。由于常规的模拟功率和数字电力之间的差异，常规的故障检测技术要么不能与数字电力一起使用，要么不能与数字电力一起有效地(例如，安全地)使用。
[0005]电弧故障是两个或更多个导体之间的高功率放电。电弧故障可以产生从几安培直到几千安培的电流，并且强度和持续时间都可以不同。例如，当松动或腐蚀的接线连接产生间歇性接触时，其导致电流在接触点之间产生火花或电弧，就会发生电弧故障。电弧产生热量。例如，产生的热量会破坏单独导线周围的绝缘，从而导致电气火灾。电弧故障保护设备(例如，电弧故障断路器[“AFCI”])是设计用于防止电弧故障的任何设备。传统的电弧故障保护设备监视交流电流以用于不希望的电弧情况(例如，基于幅度和/或频率)。然而，这种传统的电弧故障保护对于以离散能量包传送功率的数字电力系统是无效的。
[0006]本文描述的实施例为向设备供电的数字电力分配系统提供电弧故障保护。该系统包括电弧故障断路器(“AFCI”)和控制器。控制器被连接到AFCI。控制器可操作为控制AFCI以停用向设备供电。控制器包括处理器和存储器。控制器被配置为通过AFCI向设备发送数字电力能量包，测量与数字电力能量包相关联的误差量，评估与数字电力能量包相关联的误差量，基于对与数字电力能量包相关联的误差量的评估来确定是否存在电弧故障情况，并且当确定存在电弧故障情况时，控制AFCI以停用向设备供电。
[0007]在一些方面，数字电力能量包包括能量有效载荷和数据有效载荷。
[0008]在一些方面，误差量与选自包含以下项的组中的一项相关联：数据有效载荷中的数据丢失；数据有效载荷的衰减量；以及与数据有效载荷相关联的失真量。
[0009]在一些方面，提供给设备的功率在400W和600W之间。
[0010]在一些方面，控制器还被配置为确定是否存在跨线路故障情况、线路上故障情况、接地故障情况或中性故障情况之一。
[0011]在一些方面，与数字电力能量包相关联的误差量是来自一系列能量包中的未接收数据的误差集群。
[0012]在一些方面，与数字电力能量包相关联的误差量是来自在预定时间段内的未接收数据的误差集群。
[0013]在一些方面，控制器还被配置为基于误差量与丢帧率阈值、衰减阈值、信噪比阈值中的至少一个的比较，来确定是否存在电弧故障情况。
[0014]在一些方面，电弧故障情况是由不正确的连接、松动的连接、过长的电缆长度或外部噪声中的至少一种引起的。
[0015]在一些方面，控制器还被配置为基于根据与预定数据包的比较进行的对误差量的评估，来确定是否存在电弧故障情况。
[0016]在一些方面，控制器还被配置为基于数字电力能量包和预定数据包的百分比相关性，来确定是否存在电弧故障情况。
[0017]本文描述的实施例提供了一种用于向设备供电的配电系统。该系统包括功率发射器、功率接收器、电弧故障断路器(“AFCI”)和控制器。功率发射器被配置为接收交流(“AC”)输入功率和直流(“DC”)输入功率中的至少一个，并生成数字电力能量包以通过系统进行分配。功率接收器被电连接到功率发射器，以接收数字电力能量。AFCI被连接在功率发射器和功率接收器之间。控制器被连接到AFCI。控制器可操作为控制AFCI，以停用从功率发射器到功率接收器的功率。控制器包括处理器和存储器。控制器被配置为通过AFCI向功率接收器发送数字电力能量包，测量与数字电力能量包相关联的误差量，评估与数字电力能量包相关联的误差量，基于对与数字电力能量包相关联的误差量的评估来确定是否存在电弧故障情况，并且当确定存在电弧故障情况时，控制AFCI以停用向功率接收器供电。
[0018]在一些方面，数字电力能量包包括能量有效载荷和数据有效载荷。
[0019]在一些方面，误差量与选自包含以下项的组中的一项相关联：数据有效载荷中的数据丢失；数据有效载荷的衰减量；以及与数据有效载荷相关联的失真量。
[0020]本文描述的实施例提供了一种停用向在数字电力系统中的设备供电的方法。数字电力系统包括电弧故障断路器(“AFCI”)。该方法包括通过AFCI向设备发送数字电力能量包，测量与数字电力能量包相关联的误差量，评估与数字电力能量包相关联的误差量，基于对与数字电力能量包相关联的误差量的评估来确定是否存在电弧故障情况，并且当确定存在电弧故障情况时，控制AFCI以停用向设备供电。
[0021]在一些方面，数字电力能量包包括能量有效载荷和数据有效载荷。
[0022]在一些方面，误差量与数据有效载荷中的数据丢失相关联。
[0023]在一些方面，误差量与数据有效载荷的衰减量相关联。
[0024]在一些方面，误差量与和数据有效载荷相关联的失真量相关联。
[0025]在一些方面，提供给设备的功率在400W和600W之间。
[0026]在详细解释任何实施例之前，应当理解，实施例在其应用方面不限于对以下描述中阐述的或附图中示出的部件的配置和布置的详细说明。实施例能够以各种方式实践或执行。此外，应当理解，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被视为限制性的。“包括”、“包含”或“具有”及其变型的使用旨在涵盖其后列出的项及其等同物以及附加项。除非另有说明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦合”及其变型被广泛使用，并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和耦合。
[0027]此外，应该理解的是，实施例可以包括硬件、软件和电子部件或模块，为了讨论的目的，其可以被图示和描述，就好像大部分部件仅在硬件中实现一样。然而，本领域普通技术人员基于阅读该详细描述将认识到，在至少一个实施例中，基于电子的方面可以在可由
一个或多个处理单元(例如微处理器和/或专用集成电路(“ASIC”))执行的软件中实现(例如，存储在非暂时性计算机可读介质上)。因而，应当注意，可以利用多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构部件来实现实施例。例如，说明书中描述的“服务器”、“计算设备”、“控制器”、“处理器”等可以包括一个或多个处理单元、一个或多个计算机可读介质模块、一个或多个输入/输出接口，以及连接部件的各种连接件(例如，系统总线)。
[0028]与数量或条件结合使用的相对术语，诸如例如“大约”、“近似”、“基本上”等，将被普通技术人员理解为包括所述值并且具有上下文所规定的含义(例如，该术语至少包括与测量精度相关的误差程度、与特定值相关的公差[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于向设备供电的配电系统，系统包括：电弧故障断路器(“AFCI”)；和控制器，所述控制器被连接到AFCI并且能够被操作为控制所述AFCI停用对所述设备的供电，所述控制器包括处理器和存储器，所述控制器被配置为：将数字电力能量包通过所述AFCI发送到所述设备，测量与所述数字电力能量包相关联的误差量，评估与所述数字电力能量包相关联的误差量，基于对与所述数字电力能量包相关联的误差量的评估来确定是否存在电弧故障情况，并且当确定存在所述电弧故障情况时，控制所述AFCI停用对所述设备的供电。2.根据权利要求1所述的配电系统，其中，所述数字电力能量包包括能量有效载荷和数据有效载荷。3.根据权利要求2所述的配电系统，其中，所述误差量与选自包含以下项的组中的一项相关联：所述数据有效载荷中的数据丢失；所述数据有效载荷的衰减量；以及与所述数据有效载荷相关联的失真量。4.根据权利要求1所述的配电系统，其中，提供给所述设备的功率在400W和600W之间。5.根据权利要求1所述的配电系统，其中，所述控制器还被配置为确定是否存在跨线故障情况、线内故障情况、接地故障情况或中性线故障情况之一。6.根据权利要求1所述的配电系统，其中，与所述数字电力能量包相关联的误差量是来自一系列能量包中的未接收数据的误差集合。7.根据权利要求1所述的配电系统，其中，与所述数字电力能量包相关联的误差量是来自预定时间段内未接收数据的误差集合。8.根据权利要求1所述的配电系统，其中，所述控制器还被配置为基于误差量与丢帧率阈值、衰减阈值、信噪比阈值中的至少一个的比较来确定是否存在所述电弧故障情况。9.根据权利要求1所述的配电系统，其中，所述电弧故障情况是由不正确的连接、松散的连接、过长的电缆长度或外部噪声中的至少一种引起的。10.根据权利要求1所述的配电系统，其中，所述控制器还被配置为基于与预定数据包的比较对所述误差量的评估来确定是否存在所述电弧故障情况。11.根据权利要求10所述的配电系统，其中，所述控制器还被配置为基于所述数字电力能量包和所述预定数据包的百分比相关度来确定是否存在所述电弧故障情况。12.一种用于向设备供电的配电系统，系统包括：功率发射器，所述功率发射器被配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：豪倍公司，
类型：发明
国别省市：