用于通过故障计数器来探测干扰电弧事件的方法和装置制造方法及图纸

用于通过故障计数器来探测干扰电弧事件的方法和装置。应识别偶然出现的干扰电弧。为此，如果电流强度超过电流强度阈值并且噪声功率超过功率阈值，则形成关于时间的积分。如果该积分超过预先给定的第一积分阈值（S3），则判断存在干扰电弧事件。另外，如果该积分（Int1）首先超过低于该第一积分阈值（S3）的第二积分阈值（S4）并接着低于比该第二积分阈值（S4）低的第三积分阈值，则对计数器（Int2）进行递增。如果该计数器（Int2）的值超过预先给定的计数器阈值（S6），则判断存在另一干扰电弧事件。从而尤其能够检测到偶然出现的干扰电弧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于通过检测交流电网中的当前噪声功率以及检测交流电网中的电流强度的幅度来探测干扰电弧事件的方法。如果电流强度的当前幅度超过了预定的电流强度阈值并且当前的噪声功率超过了功率阈值，则提高与时间有关的积分。另外，如果幅度没有超过预定的电流强度阈值和/或当前的噪声功率没有超过功率阈值，则降低与时间有关的积分。如果该积分超过了预先给定的积分阈值，则最后判断存在/曾经存在干扰电弧。干扰电弧事件可以是一个或多个干扰电弧。本专利技术应该尤其涉及按照IEC标准 (International Electrical Commitee,国际电工委员会)的具有230V及50Hz的交流电网。
技术介绍
在诸如家用布线系统的布线系统中，如果功率或其绝缘失效或者所连接的设备不再正常，那么就可能产生干扰电弧。为了尽可能迅速地在出现干扰电弧的情况下断开电路， 在布线系统中采用保护开关。防干扰电弧的保护开关也称作AFDD (Arc Fault Detection Device，电弧故障探测装置)。这种保护开关是保护设备，其借助复杂的算法来监视电信号或其电路，以能够探测电气布线中的干扰电弧。例如从文件US 5 729 145 A中公知有算法，这些算法可以对稳定燃烧的干扰电弧与所谓的干扰耗电器、例如具有电刷的电动机进行区分。在此所述的技术是用于探测干扰电弧的一种普通方法。探测干扰电弧的问题在于，电弧故障在极少情况下如同短路一样迅速地产生。例如与耗电器串联出现的电弧故障在稳定燃烧之前首先在故障区域中需要足够的炭化。在炭化阶段期间，干扰电弧偶然燃烧仅局部几个半波，并从而仅非常困难地与干扰负载相区分。 但在该炭化阶段中已经可以由导体所溶解的铜颗粒以几千。C来点燃环境中的材料，并由此引起火灾。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，也能够可靠地识别偶然出现的干扰电弧。根据本专利技术，该任务通过用于通过如下步骤来探测交流电网中的干扰电弧事件的方法来解决-检测所述交流电网中的当前的噪声功率， -检测所述交流电网中的电流强度的幅度，-如果电流强度的当前幅度超过预定的电流强度阈值并且当前的噪声功率超过功率阈值，则提高与时间有关的积分，-如果所述幅度没有超过预定的电流强度阈值和/或当前的噪声功率没有超过功率阈值，则降低与时间有关的积分，以及-如果所述积分超过预先给定的第一积分阈值，则判断存在干扰电弧事件，以及 -仅在所述积分首先超过低于第一积分阈值的第二积分阈值并接着低于比第二积分阈值低的第三积分阈值时，才对计数器进行递增，和-如果所述计数器的值超过预先给定的计数器阈值，则判断存在另一干扰电弧事件。此外，根据本专利技术还提供了用于探测交流电网中的干扰电弧事件的装置，该装置具有-用于检测交流电网中的当前的噪声功率的功率测量装置， -用于检测交流电网中的电流强度的幅度的电流测量装置，-积分装置，用于在电流强度的当前幅度超过预定的电流强度阈值并且当前的噪声功率超过功率阈值时提高与时间有关的积分，以及用于在所述幅度没有超过预定的电流强度阈值和/或当前的噪声功率没有超过功率阈值时降低与时间有关的积分，和-逻辑装置，用于在所述积分超过预先给定的第一积分阈值时判断存在干扰电弧事件，以及-计数器装置，用于仅在所述积分首先超过低于第一积分阈值的第二积分阈值并接着低于比第二积分阈值低的第三积分阈值时对计数器值进行递增，其中-在所述计数器的值超过预先给定的计数器阈值时，利用所述逻辑装置来判断存在另一干扰电弧事件。从而以有利的方式提供了用于探测干扰电弧的一种双轨探测方法以及一种相应的装置。在第一判断线路中仅观察积分的值(在最简单的情况下是以预定时钟递增的计数值)，观察该值是否超过确定的第一积分阈值。在与第一判断线路独立的第二判断线路中， 评价尤其是也低于第一积分阈值的积分的变化曲线。如果该积分首先升高到第二积分阈值以上并接着下降到第三积分阈值以下，那么这可视为曾存在短的、偶然的干扰电弧的标志， 该干扰电弧虽然还不足以根据第一积分阈值进行触发，但可能已经造成材料的损坏。然后对相应的计数器进行递增。于是在多次这种事件的情况下，计数器阈值被超过，并且认为可靠地探测到一个或多个干扰电弧，使得利用该信息可以发起相应的动作。优选地，所述第二积分阈值处于第一积分阈值的30%与70%之间的范围中。如果第二积分阈值处于第一积分阈值的50%，那么这是尤其有利的。在此，如果第三积分阈值低于第一积分阈值的20%，尤其是处于第一积分阈值的10%，那么这也是有利的。这种大小被确定的阈值导致用于识别偶然干扰电弧的可靠算法。积分的提高和降低可以以不同的速度来进行。因此可以考虑以下的事实，即干扰电弧以不同的时间间隔出现，或者材料在出现干扰电弧之后以确定的方式(例如通过温度的降低)恢复。此外可以在干扰负载方面对所述交流电网中的信号进行分析，并在探测到这样的干扰负载的情况下所述积分被设置到预先给定的值、尤其是零。从而可以避免当在交流电网中仅运行干扰负载时无意地探测到干扰电弧。如果所述积分被复位为预先给定的值、尤其是零，则还应该对计数器进行递减。从而，当识别到干扰负载、但没有识别到干扰电弧时，可以避免在利用计数器所实现的第二探测轨道或第二探测级上产生探测误差。所述计数器优选地按照预先给定的时间间隔来递减。从而仅在所述积分在较短的时间内多次超过第二积分阈值并低于第三积分阈值时才进行对于干扰电弧事件的判断(也即一个干扰电弧或多个干扰电弧)。太少出现的干扰电弧不导致探测到关键的干扰电弧事件。对于计数器递减的时间间隔可以与计数器的实际值有关。因此例如可以简单地来模拟指数衰减。特别有利的是，利用本专利技术的用于探测干扰电弧事件的方法来驱动保护开关。于是在探测到这种干扰电弧事件的情况下触发保护开关，或者输出相应的报警信号。从而保护开关也可以被用作预警仪器。附图说明现在借助附图来详细解释本专利技术，其中图1示出电流变化曲线、噪声功率的变化曲线以及积分信号的图表，并且图2示出积分信号、干扰负载探测信号和计数器信号。具体实施例方式在下文中详细阐述的实施例是本专利技术的优选实施方式。本专利技术所基于的公开技术是，如果电流强度在一个半波中超过确定的值并且同时噪声功率超过同样预定的值，那么通过积分器关于时间进行积分可以可靠地识别干扰电弧以及尤其是连续干扰电弧。因此根据图1的示例，检查交流电压电路中的电流。为此，电流或相应的参量被整流。从而得出在图1上部所示的关于时间t的电流变化曲线1。该电流变化曲线基于正弦形的交流电流，并通过边缘2来表示每个半波3的开始。每个陡峭的边缘在每个半波中在点燃干扰电弧时得出。如果在半波3或者在交流电流的半周期期间电流强度超过阈值Si，则这被分析为对于干扰电弧燃烧的指示。但电流的高度还并不单独是对于干扰电弧燃烧的可靠指示。更确切地说，还必须分析噪声功率IV以获得对于干扰电弧存在的附加指示。在图1中在电流变化曲线1的下面以时间对应的方式示出了噪声功率IV在此在半波3的时间窗中可以观察到提高的噪声功率。该噪声功率尤其是高频信号的噪声功率， 也即HF噪声功率。在时间段、中，噪声功率低于噪声功率阈值S2。然后接着是另外的时间段t3至t8，其中在时间段t3至t7中没有干扰电弧燃烧，并且噪声功率相应是低的。在时间段t4、t6和t8中，噪声功率高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A许贝尔，JM马特尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：