包括延迟的电弧故障电路检测方法、系统以及装置制造方法及图纸

在一方面，本发明专利技术披露了一种在高频（例如，射频噪声）存在时的电弧故障检测方法。该方法包括：判定是否满足第一飞弧判据，判定是否满足延迟判据，如果满足延迟判据则在延迟期内实现延迟，并判定是否满足第二飞弧判据。如果满足第二飞弧判据，那么，可以发送跳闸信号以使电路断路器跳闸。在另一方面，所述方法包括判定是否满足第一飞弧判据，如果满足第一飞弧判据，开始延迟期。判定是否满足延迟判据，以及，如果满足延迟判据，判定是否满足第二飞弧判据。作为其他方面，本发明专利技术披露了适合于实现本方法的电弧故障检测装置、以及包括该电弧故障检测装置的系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2010年4月8日提交的、美国临时申请序号为61/321,932、名称为“METHOD AND APPARATUS FOR CURRENT BASED DYNAMIC TRIP TIME CALCUL ATION FOR COMBINATION AFCI”的申请的优先权，该申请的全部内容在此以引用方式并入本文。
本专利技术一般涉及电路中的电弧故障检测，并且更具体地涉及用于检测并减轻电气系统中电弧故障的方法、系统以及装置。
技术介绍
因为许多周知的原因，电气系统会经历不必要的电弧故障。组合电弧故障断路器（Arc Fault Circuit Interrupters，缩写为AFCIs）适用于检测低电流电弧故障。然而，这种组合AFCIs可以监测其中会有相当量RF（Radio Frequency，射频）噪声存在的电流波形。RF噪声可以是由于短历时飞弧（arcing）所引起的，诸如接通以及断开家用开关时。此RF噪声在某些情况下可以与电弧故障极为类似，并且导致组合AFCI的不必要的跳闸。所以，对于AFCI以及检测方法存在这样的需求，可以在实际电弧故障与类似电弧故障的情况（诸如被监控电流波形中存在RF噪声）之间加以区分。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种电弧故障检测方法。本方法包括：判定是否满足第一飞弧判据，如果满足第一飞弧判据则开始延迟期，在此延迟期期间判定是否满足延迟判据，以及如果满足延迟判据则判定是否满足第二飞弧判据。根据另一方面，提供了一种电弧故障检测方法。本方法包括：判定是否满足第一飞弧判据，判定是否满足延迟判据，如果满足该延迟判据则在延迟期内实现延迟，以及判定是否满足第二飞弧判据。根据本专利技术的又一方面，提供了一种电气故障检测装置。本电气故障检测装置包括适合于监测电流波形和高频噪声的电路、以及与电路耦合的微处理器，该微处理器适合于判定是否满足第一飞弧判据，并且基于是否满足延迟判据开始延迟，以及，如果满足第二飞弧判据则发送跳闸信号。根据本专利技术的又一方面，提供了一种电气保护系统。本电气保护系统中包括电力负载以及电气故障中断装置，该电气故障中断装置与电力负载耦合并且具有适合于监测电流波形和高频噪声的电路、以及与电路耦合的微处理器，该微处理器适合于判定是否满足第一飞弧判据，并且基于是否满足延迟判据开始延迟，以及，在延迟之后，如果满足第二飞弧判据则发送跳闸信号以中断至负载的电流。通过举例说明一些示范实施例以及实现，包括用于实现本专利技术所设想的最佳模式，根据下面的详细描述，容易理解本专利技术的其它方面、特征以及优点。本专利技术也能是其他的以及不同的实施方式，并且在各个方面可以修改其若干细节，所有这些都不会脱离本专利技术的本质及范围。据此，附图以及描述自然应当视为说明性的而非限制性的。这些附图不一定按比例绘制。本发明覆盖落入本专利技术本质及范围内的所有修改、等效置换以及替换。附图说明图1图示根据本专利技术第一方面的方法的实施例的流程图；图2图示根据本专利技术另一方面的方法的示范可选实施例的流程图；图3图示根据本专利技术又一方面的方法的另一示范可选实施例的流程图；图4图示电流波形迹线以及高频（例如，射频噪声）的接收信号强度指示（RSSI）的迹线指示；图5图示整流电流波形（AFout）以及输出波形总和的各种曲线；图6A图示延迟计数定时器、整流负载电流波形（AFout）的总和、以及差信号的各种曲线；图6B图示的整流电流波形（AFout）；图6C图示基于相对高幅值整流电流波形（AFout）的脉冲宽度调制（PWM）信号的曲线图；图6D图示基于相对低幅值整流电流波形（AFout）的信号的曲线；图7图示根据本专利技术方面的示范电弧故障中断系统和装置的实施例；以及图8图示根据本专利技术方面的示范比较器电路的实施例。具体实施方式现在，具体参照说明本专利技术各方面的示范实施例，其示例示于附图中。只要可能，全部附图中使用相同的附图标记指代相同或相似的部分。本专利技术克服了与现有技术的电弧故障检测方法及装置有关的上述滋扰跳闸问题。在普通家庭中，使用常规的弹簧开关（典型用于照明）时，在正常操作情况下会产生大量高频噪声（例如，RF噪声）。由于打开或关闭开关时所出现的飞弧，会产生这种高频噪声。结果，如图4所示，这种高频噪声（例如，RF噪声）可以由接收信号强度指示（Received Signal Strength Indicator，RSSI）信号表征，其可以具有大幅动态幅值范围并且可以存在差不多80毫秒。这样的信号，因为它们与飞弧事件极为相似，将导致微处理器产生跳闸信号。如果高频噪声具有足够幅值并且其在足够长的一段时间内存在从而导致递增后的故障计数值超过电弧故障门限值，将发送跳闸信号并且触发跳闸机构。据此，现有技术的组合AFCIs将检测此类似电弧高频噪声（例如，射频噪声）的存在并且触发跳闸机构，从而导致不必要的跳闸。所以，现有技术方法在基于高频噪声（例如，射频噪声）的组合AFCI中检测类似电弧故障的存在，而不注意负载电流存在的强度。本专利技术避免对这种类似电弧的高频噪声（例如，射频噪声）跳闸。本发明通过实现时间延迟来避免滋扰跳闸。一方面，基于满足一定延迟判据判定时间延迟。这里使用术语“判据”可能指单一条件或一组条件。例如，延迟判据可以与电流波形（例如，负载电流波形）的相对强度有关。特别地，在第一方面中，提供了一种检测电弧故障方法，其中，（例如，通过监测RSSI信号）检测高频噪声（例如，射频噪声）的存在。通过监测RSSI信号的幅值特征以及电流波形的幅值，本专利技术检测高频噪声（例如，RF噪声）的存在，然后，在跳闸计算中可以实现时间延迟并且在一定时期后，诸如在一些时间或一些半周期后，或者直至满足一定条件或判据，再触发跳闸电路。所以，加入本专利技术的组合AFCI，能容许在家用开关的开关操作期间由飞弧所导致的高频率噪声（例如，RF噪声）。在一些实施例中，如果不满足延迟判据，那么，例程简单地继续监测以判定是否满足第一飞弧判据。例如，如果负载电流的幅值特性在一定的有限时段内低于一定门限值，或者，如果高频噪声（例如，RF噪声）的存在没有持续超过一定时段使得没有满足延迟判据，那么，不会触发跳闸。然而，如果由电气布线中实际电弧故障所导致的RF噪声持续超过一定时段使得满足延迟判据，并仍然满足第一飞弧判据，本专利技术将判定是否满足第二飞弧判据，以及，如果满足，则触发跳闸机构以<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】2010.04.08 US 61/321,932;2011.04.06 US 13/081,1461.一种电弧故障检测方法，包括：
判定是否满足第一飞弧判据；
如果满足第一飞弧判据，则开始延迟期；
在所述延迟期期间，判定是否满足延迟判据；以及
如果满足所述延迟判据，则判定是否满足第二飞弧判据。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
如果满足第二飞弧判据，则发送跳闸信号。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
如果不满足所述延迟判据，则在固定量的延迟时间之后，将延迟计数器
置零；以及
继续判定是否满足第一飞弧判据。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在满足所述第二飞弧判
据之后，发送跳闸信号并使断路器跳闸。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，判定所述第一飞弧判据包括当
满足特定电弧判据时使电弧计数器递增，以及将所述电弧计数器的电弧计数
与电弧计数门限进行比较。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，判定所述第一飞弧判据包括判
定接收到的信号强度指示信号的幅值是否在第一预定时段内高于门限。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，判定是否满足第二飞弧判据包
括使电弧计数器递增，以及将所述电弧计数器的电弧计数与电弧计数门限进
行比较。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述延迟判据包括在预定时间
段内延迟计数器大于差信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，每一采样周期使所述延迟计数
器递增至少一个整数。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述差信号包括一个常数减去
Afout信号数量总和，其中，所述Afout信号是调节后的电流波形数据样本。
11.一种电弧故障检测方法，包括：
判定是否满足第一飞弧判据；
判定是否满足延迟判据；
如果满足所述延迟判据，则在延迟期内实现延迟；以及
...

【专利技术属性】
技术研发人员：A纳亚克，HT金塞尔，
申请(专利权)人：西门子工业公司，
类型：
国别省市：