電弧檢測方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電弧檢測方法和裝置，其中：對(duì)于當(dāng)前時(shí)間窗口和另一個(gè)時(shí)間窗口的信號(hào)并行地確定第一、第二和第三濾波的采樣，在如下之中確定相關(guān)：在源自所述第一濾波并且對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的所述采樣和源自所述第一濾波并且對(duì)于所述另一個(gè)窗口確定的采樣之間的第一相關(guān)；在源自所述第二濾波并且對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的所述采樣和源自所述第二濾波并且對(duì)于所述另一個(gè)窗口確定的采樣之間的第二相關(guān)；在源自所述第三濾波并且對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的所述采樣和源自所述第三濾波并且對(duì)于所述另一個(gè)窗口確定的采樣之間的第三相關(guān)；并且基于至少所述確定的相關(guān)來檢測電弧。
【專利說明】電弧檢測方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通過被應(yīng)用到頻率采樣的相關(guān)計(jì)算的在電氣設(shè)備中的電弧檢測。該樣 的檢測使得有可能如果必要?jiǎng)t停止電流的循環(huán)，W便防止該電氣設(shè)備被損壞。
[0002] 更具體地，本發(fā)明涉及一種在提供電信號(hào)的電氣設(shè)備中的電弧檢測方法，包括在 用于觀察所述電信號(hào)的多個(gè)時(shí)間窗口的當(dāng)前窗口中分別執(zhí)行的下面的步驟：
[0003] i/與W第一頻率為中也的至少一個(gè)第一濾波并行地向所述電信號(hào)應(yīng)用W第二頻 率為中也的第二濾波和W第H頻率為中也的第H濾波，所述第一、第二和第H頻率是不同 的；
[0004] ii/對(duì)于所述窗口至少確定源自所述第一濾波的采樣、源自所述第二濾波的采樣 和源自所述第H濾波的采樣；
[0005] iii/確定在對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的所述采樣和在用于用W觀察所述電信號(hào)的 所述多個(gè)時(shí)間窗口的至少另一個(gè)窗口的步驟i/和ii/的實(shí)施后確定的采樣之間的相關(guān)；并 且
[0006] iv/根據(jù)至少所述確定的相關(guān)來檢測電弧的存在。

【背景技術(shù)】
[0007] 諸如在文件US7, 345, 860中描述的技術(shù)的某些技術(shù)通過實(shí)施用于從源自經(jīng)由并 聯(lián)布置的H個(gè)帶通濾波器進(jìn)行的電信號(hào)的濾波的信號(hào)來識(shí)別在電氣設(shè)備上存在的電荷的 類型的步驟來檢測電弧。
[0008] 其他技術(shù)通過將它們本身基于H個(gè)濾波器的響應(yīng)來避免該個(gè)電荷識(shí)別步驟。一種 困難與由特定電荷產(chǎn)生的噪聲的存在相關(guān)，例如調(diào)光器。
[0009] 應(yīng)用相關(guān)計(jì)算使得有可能檢測該個(gè)噪聲的任意方面，并且限制因?yàn)樵摌拥脑肼曇?起的偽電弧檢測。在濾波器的每一個(gè)的輸出嚴(yán)格地為正的條件下確定用于在觀察循環(huán)的持 續(xù)時(shí)間上相加H個(gè)濾波器的輸出的信號(hào)，并且計(jì)算在那個(gè)信號(hào)和與另一個(gè)循環(huán)對(duì)應(yīng)的信號(hào) 之間的相關(guān)。因此，在給定的闊值上并且對(duì)于濾波器的每一個(gè)的輸出的嚴(yán)格正值獲得的相 關(guān)可W是存在電弧的標(biāo)志。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明旨在改善電弧檢測。
[0011] 為此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明提出了上述類型的一種電弧檢測方法，其特征在于， 用于確定所述相關(guān)的步驟iii/包括從如下之中確定至少一個(gè)相應(yīng)的相關(guān)：
[0012] -在源自所述第一濾波并且對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的所述采樣和源自所述第一濾 波并且對(duì)于所述另一個(gè)窗口確定的采樣之間的第一相關(guān)；
[0013] -在源自所述第二濾波并且對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的所述采樣和源自所述第二濾 波并且對(duì)于所述另一個(gè)窗口確定的采樣之間的第二相關(guān)；
[0014] -在源自所述第H濾波并且對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的所述采樣和源自所述第H濾 波并且對(duì)于所述另一個(gè)窗口確定的采樣之間的第H相關(guān)；并且
[0015] 用于檢測電弧的存在的步驟iv/至少取決于從所述第一、第二和第H相關(guān)確定的 相關(guān)。
[0016] 本發(fā)明因此使得有可能獨(dú)立地考慮在每一個(gè)濾波器的輸出處的信號(hào)的相關(guān)，并且 基于其來檢測電弧的存在。該布置使得有可能基于根據(jù)由所述H個(gè)濾波器提供的信號(hào)的和 確定的相關(guān)來減少相對(duì)于檢測技術(shù)的將電弧檢測失真的風(fēng)險(xiǎn)。
[0017] 而且，僅當(dāng)在所述H個(gè)濾波器的每一個(gè)的輸出處所述采樣嚴(yán)格地大于0時(shí)計(jì)算所 述相關(guān)。然而，存在電弧特征，根據(jù)其，全部H個(gè)濾波器提供僅一個(gè)或兩個(gè)響應(yīng)。
[0018] 在實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括下面的特征的一個(gè)或多個(gè)：
[0019] -用于檢測電弧的存在的步驟iv/基于來自所述第一、第二和第H相關(guān)的確定的 相關(guān)與闊值的比較；
[0020] -用于確定所述相關(guān)的步驟iii/包括至少確定所述第一、第二和第H相應(yīng)相關(guān)的 每一個(gè)；
[0021] -用于檢測電弧的存在的步驟iv/基于所述第一、第二和第H相關(guān)的至少每一個(gè)；
[0022] -計(jì)算在用于一個(gè)窗口的所述第一、第二和第H相關(guān)中確定的所述相應(yīng)的相關(guān)和 用于另一個(gè)窗口的所述相應(yīng)的相關(guān)之間的差，用于檢測電弧的存在的步驟iv/基于至少所 述計(jì)算的差；
[0023] -在源自在用于所述當(dāng)前窗口的所述第一、第二和第H濾波中的相應(yīng)的濾波的采 樣中計(jì)算具有大于0的值的連續(xù)采樣的數(shù)量，將所述數(shù)量與闊值作比較，基于至少所述比 較而檢測電弧的存在。
[0024] -所述第一、第二和第H頻率都不等于作為所述頻率的另一個(gè)的倍數(shù)的整數(shù)。
[00巧]根據(jù)第二方面，本發(fā)明提出了一種用于檢測電弧的計(jì)算機(jī)程序，包括當(dāng)通過計(jì)算 部件運(yùn)行程序時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的步驟的指令。
[0026] 根據(jù)第H方面，本發(fā)明提出了一種在用于提供電信號(hào)的電氣設(shè)備中的用于檢測電 弧的裝置，包括濾波采樣單元，適合于在用于觀察所述電信號(hào)的時(shí)間窗口期間根據(jù)W第一 頻率為中也的第一濾波、根據(jù)W第二頻率為中也的第二濾波和根據(jù)W第H頻率為中也的第 H濾波來并行地濾波所述信號(hào)，所述第一、第二和第H頻率不同，
[0027] 并且適合于對(duì)于用于觀察所述信號(hào)的所述時(shí)間窗口確定源自所述第一濾波的信 號(hào)采樣、源自所述第二濾波的信號(hào)采樣和源自所述第H濾波的信號(hào)采樣；
[0028] 所述檢測裝置進(jìn)一步包括處理單元，所述處理單元適合于確定在對(duì)于用于觀察所 述電信號(hào)的當(dāng)前時(shí)間窗口確定的所述采樣和對(duì)于用于觀察所述電信號(hào)的至少另一個(gè)時(shí)間 窗口確定的采樣之間的相關(guān)，并且適合于基于至少所述確定的相關(guān)來檢測電弧的存在；
[0029] 所述裝置其特征在于所述處理單元適合于通過從如下之中確定至少一個(gè)相應(yīng)的 相關(guān)來確定所述相關(guān)：
[0030] -在對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的源自所述第一濾波的所述信號(hào)采樣和對(duì)于所述另一 個(gè)窗口確定的源自所述第一濾波的信號(hào)采樣之間的第一相關(guān)；
[0031] -在對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的源自所述第二濾波的所述信號(hào)采樣和對(duì)于所述另一 個(gè)窗口確定的源自所述第二濾波的信號(hào)采樣之間的第二相關(guān)；
[0032] -在對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的源自所述第H濾波的所述信號(hào)采樣和對(duì)于所述另一 個(gè)窗口確定的源自所述第H濾波的信號(hào)采樣之間的第H相關(guān)；并且
[0033] 所述處理單元適合于基于至少從所述第一、第二和第H相關(guān)確定的相關(guān)來檢測電 弧的存在。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 通過閱讀僅作為示例提供并且參考附圖作出的下面的說明，本發(fā)明的該些特征和 優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)，在附圖中：
[0035] -圖1示出在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的具有電弧檢測裝置的電氣設(shè)備；
[0036] -圖2是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的電弧檢測裝置的功能模塊的視圖；
[0037] -圖3是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的電弧檢測方法的流程圖；
[0038] -圖4示出信號(hào)S、在濾波器Fi的輸出處的采樣和對(duì)應(yīng)的相關(guān)參數(shù)的值的、對(duì)于連 續(xù)循環(huán)的隨著時(shí)間的演變；
[0039] -圖5示出信號(hào)S、在濾波器Fi的輸出處的采樣的相關(guān)和由低通濾波器濾波的那 個(gè)相關(guān)、對(duì)于連續(xù)循環(huán)的隨著時(shí)間的演變；-圖6示出信號(hào)S和從在濾波器Fi的輸出處的采 樣的相關(guān)獲得的不同參數(shù)CorrFiltiXorrFiltACi和CorrFiltACFilti的、對(duì)于連續(xù)循環(huán)的 隨著時(shí)間的演變；
[0040] -圖7示出信號(hào)S和從在濾波器Fi的輸出處的采樣的相關(guān)獲得的不同參數(shù) CorrFilti和DiffCorrFilti的、對(duì)于連續(xù)循環(huán)的隨著時(shí)間的演變；
[0041] -圖8不出信號(hào)S、每一個(gè)循環(huán)k的38個(gè)米樣Echik、Ecl^k、Echgk和對(duì)于連續(xù)循環(huán) k = i、i+l 等計(jì)算的參數(shù) count_timeFilti、count_timeFilt2、count_timeFilt3 的、對(duì)于連 續(xù)循環(huán)k = i、i+1等的隨著時(shí)間的演變。

【具體實(shí)施方式】
[0042] 在圖1中，示出在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的電氣設(shè)備1。該電氣設(shè)備包括相導(dǎo)體2 和中性導(dǎo)體3。它進(jìn)一步包括獲取系統(tǒng)4、電源單元5、W下稱為"檢測模塊"的電弧檢測裝 置6和致動(dòng)器9。
[0043] 獲取系統(tǒng)4適合于獲取代表電氣設(shè)備的至少一個(gè)電屬性的值，特別是電流或電壓 值。
[0044] 例如，在所考慮的情況下，獲取系統(tǒng)4包括電流傳感器，用于使用電流測量環(huán)形線 圈傳遞用于表示諸如相電流的、在電氣設(shè)備中循環(huán)的線電流i的信號(hào)S。在實(shí)施例中，該信 號(hào)表示電流i的時(shí)間導(dǎo)數(shù)di/dt或電源的電壓。
[0045] 在檢測模塊6的輸入處提供了該電信號(hào)S。
[0046] 檢測模塊6包括一組10個(gè)帶通濾波器、微處理器8和數(shù)據(jù)庫7。
[0047] 在該情況下，該組10個(gè)帶通濾波器包括H個(gè)帶通濾波器Fs和Fs。
[0048] 檢測模塊6適合于從作為輸入向其提供的信號(hào)S執(zhí)行處理操作，W便在電氣設(shè)備 1中檢測電弧的存在或不存在，并且基于那些處理操作來命令致動(dòng)器9的啟動(dòng)或停止。
[0049] 致動(dòng)器9適合于基于從檢測模塊6接收的命令來例如通過打開位于導(dǎo)體2、3上的 開關(guān)11來中斷在電氣設(shè)備1中的電流的循環(huán)，或者例如通過使得該開關(guān)閉合來允許在電氣 設(shè)備1中的電流的循環(huán)。
[0050] 檢測模塊6的存儲(chǔ)器7適合于存儲(chǔ)各種參數(shù)和下面描述的濾波的采樣的的值W及 用于限定在下面給出并且當(dāng)通過微處理器8執(zhí)行軟件指令時(shí)通過檢測模塊6實(shí)現(xiàn)的功能和 步驟的軟件指令。
[005。 參見圖2,檢測模塊6因此包括；從信號(hào)S并行地動(dòng)作的3個(gè)處理鏈20、21、22 ; W 及，啟動(dòng)單元23,處理鏈的結(jié)果被提供到其。
[0052] 第一處理鏈20包括濾波器Fi，其后跟隨著處理模塊TRMTi。
[0053] 第二處理鏈21包括濾波器Fs，其后跟隨著處理模塊TRMTs。
[0054] 第一處理鏈22包括濾波器Fs,其后跟隨著處理模塊TRMTs。
[00巧]每一個(gè)濾波器F。是W頻率f。為中也的帶通濾波器，n = 1至3。
[0056] 例如，該些頻率f。都不是該些頻率f。的另一個(gè)的整數(shù)倍。在10曲Z-IOO曲Z的范 圍中選擇頻率4。
[0057] 在所考慮的實(shí)施例中，每個(gè)濾波器F。是交換容量型的。該濾波器的輸出電壓V因 此是作為輸入向其提供的信號(hào)S的濾波和采樣的結(jié)果。在其他實(shí)施例中，在處理模塊的輸 入處進(jìn)行該采樣。
[0058] 在所考慮的情況下，每一個(gè)濾波器F。適合于在具有持續(xù)時(shí)間T的第i個(gè)所考慮的 檢測循環(huán)期間對(duì)于信號(hào)S提供用于表示信號(hào)S的頻率分量f。的具有電壓V的N個(gè)采樣。
[0059] 在所述實(shí)施例中，采樣頻率是4曲Z。
[0060] 因此，參考在圖3中所示的流程圖，在所考慮的情況下，在步驟100中，在第i循環(huán) 期間，其中n = 1至3的濾波器F。向處理鏈TRAIT。傳遞采樣Echw (j)，j = 0至37,其中， 相對(duì)于電弧的噪聲特性的存在的識(shí)別的處理操作允許啟動(dòng)單元23確定電弧的存在或不存 在。
[006。 處理模塊TRAIT。適合于執(zhí)行在下面參考圖3所示的處理步驟，其中，n = 1至3， W便獲得下面的參數(shù)的、用于第i循環(huán)的值，該參數(shù)具體地說為：
[006引-Corr。山；
[0063] -CorrFilt"[i]；
[0064] -CorrFiItACn[i];
[0065] -CorrFiltACFiltJi]；
[0066] -DiffCorrJi];
[0067] -DiffCorrFilt"[i]；
[0068] -count_t ime_Fi 11。[ i ]。
[0069] 在步驟101中，計(jì)算用于頻率f。的、在諸如第i當(dāng)前循環(huán)和第i-2循環(huán)的不同的循 環(huán)之間的相關(guān)，W便檢測非周期行為。例如，首先對(duì)于j = 0至37計(jì)算|Echw(j)-Ectvw> (j) I，然后，從其對(duì)于循環(huán)i導(dǎo)出Corr。：
[0070] CoiT,1[1] = '-"I'1 Echni(J) - Echii(U) (J)。
[0071] 作為例示，在圖4中的上圖形示出作為W砂表達(dá)的時(shí)間t的函數(shù)的在連續(xù)的循環(huán) k= i-3至i之間獲得的信號(hào)So
[0072] 在圖4中的中圖形示出作為W砂表達(dá)的時(shí)間t的在連續(xù)的循環(huán)k = i-3至i之間 獲得的采樣Echik(j)，其中，j = O至37。
[0073] 圖4的下圖形示出作為W砂表達(dá)的時(shí)間t的函數(shù)的在連續(xù)的循環(huán)i-3至i之間獲 得的相關(guān)CorriO
[0074] 在步驟102中，為了保證檢測的重復(fù)行為并且控制用于打開致動(dòng)器9的啟動(dòng)時(shí)間， 向如此計(jì)算的相關(guān)應(yīng)用低通濾波器，W傳遞用于循環(huán)i的參數(shù)CorrFilt。山的值。
[0075] 向如此計(jì)算的參數(shù)CorrFilt。山應(yīng)用低通濾波器，W傳遞用于循環(huán)i的參數(shù) CorrFiltFiltJi]的值。
[0076] -階的低通濾波器的傳遞函數(shù)：
[0077] Y(n+1) = S-W-X(DHa-S-W)-Y(D),其中，W 是正整數(shù)。
[007引作為例示，圖5的上圖形示出對(duì)于沿著W砂表達(dá)的時(shí)間軸的連續(xù)時(shí)間循環(huán)獲得的 信號(hào)S。
[0079] 圖5的中圖形示出相對(duì)于低頻的、對(duì)于沿著W砂表達(dá)的時(shí)間軸的連續(xù)時(shí)間循環(huán) 獲得的相關(guān)值Conv
[0080] 圖5的下圖形示出對(duì)于沿著W砂表達(dá)的時(shí)間軸的連續(xù)時(shí)間循環(huán)的、相對(duì)于低頻 獲得的濾波的相關(guān)CorrF i 111。
[0081] 在特定的情況下，在電弧之前的相關(guān)的結(jié)果不同于0,并且相關(guān)值當(dāng)電弧出現(xiàn)時(shí)增 大。
[0082] 在步驟103中，為了在電弧之前將相關(guān)強(qiáng)制為0(相關(guān)在電弧后與0不同），通過 從參數(shù)CorrFiltJi]減去參數(shù)CorrFiltFiltJi]來消除被稱為連續(xù)分量的該電弧前相關(guān)。 結(jié)果得到對(duì)于所考慮的循環(huán)i稱為CorrFiltACji]的參數(shù)CorrFiltAC。。
[0083] 在步驟104中，另外的濾波使得有可能將所獲得的信號(hào)平滑，并且避免頻繁的通 過0, W傳遞參數(shù)CorrFiltACFilt。，或?qū)τ谒紤]的循環(huán)i傳遞CorrFiltACFilt。山。
[0084] 所使用的低通濾波器的傳遞函數(shù)是一階的：
[00 財(cái) Y(n+1) = 2-m.X(n) + a-2-m).Y(n)，m是正整數(shù)。
[0086] 作為例示，圖6的上圖形示出對(duì)于沿著W砂表達(dá)的時(shí)間軸的連續(xù)時(shí)間循環(huán)獲得的 信號(hào)S。
[0087] 圖6的中圖形示出了相對(duì)于低頻的、對(duì)于沿著W砂表達(dá)的時(shí)間軸的連 續(xù)時(shí)間循環(huán)獲得的濾波的相關(guān)值CorrFilti和在消除連續(xù)分量后獲得的那些，即 CorrFiltACi (CorrFiltACi的值實(shí)際上在區(qū)域Z中為0)。
[0088] 圖6的下圖形示出對(duì)于沿著W砂表達(dá)的時(shí)間軸的連續(xù)時(shí)間循環(huán)的相對(duì)于低頻 獲得的、在消除連續(xù)分量后的濾波的相關(guān)，即CorrFiltACFiltiD
[0089] 在步驟105中，為了能夠在過渡額定值和電弧的出現(xiàn)之間區(qū)分，計(jì)算相關(guān)的導(dǎo)數(shù) (通過先前確定的相關(guān)參數(shù)Corr。、CorrFilt。、CorrFiltACn山或CorrFiltACFiltn之一來 表達(dá)該相關(guān)），其數(shù)量達(dá)到應(yīng)用高通濾波器。
[0090] 因此計(jì)算 DiffCoiTnU]二 I C〇rrFiltn[i]-Co;rrFiltn[i-l] I。
[0091] 接下來，在步驟106中，向DiffCorr。應(yīng)用低通濾波器W平滑信號(hào)，并且避免頻繁 地通過0。在用于循環(huán)i的那個(gè)濾波器的輸出處提供的信號(hào)是DiffCorrFiltn[i]。
[0092] 低通濾波器的傳遞函數(shù)是一階的：
[0093] Y (n+1) = 2-t. X (n) + (l-2-t). Y (n)，其中，t 是正整數(shù)。
[0094] 作為例示，圖7的上圖形示出對(duì)于沿著W砂表達(dá)的時(shí)間軸的連續(xù)時(shí)間循環(huán)獲得的 信號(hào)S。
[0095] 圖7的中圖形示出表示相對(duì)于低頻的、對(duì)于沿著W砂表達(dá)的時(shí)間軸的連續(xù)時(shí)間 循環(huán)獲得的相關(guān)的值（在所考慮的情況下，通過參數(shù)CorrFilti來表示該相關(guān)）。
[0096] 圖7的下圖形示出表示對(duì)于沿著W砂表達(dá)的時(shí)間軸的連續(xù)時(shí)間循環(huán)的、相對(duì)于低 頻在步驟105和106的結(jié)尾獲得的濾波的相關(guān)DiffCorrFilti的導(dǎo)數(shù)，步驟105和106 的結(jié)尾該個(gè)時(shí)間基于表示相關(guān)CorrFilti的參數(shù)。
[0097] 在該個(gè)下圖形上，因此有可能看到；與DiffCorrFilti的0值或很接近0的值對(duì)應(yīng) 的區(qū)域Z1，它是過渡額定值；區(qū)域Z2,其中，DiffCorrFilti的值不是0,并且比在過渡額定 值中的值高得多，并且其表示電弧的存在。
[0098] 而且，觀察一方面的由其中n = 1至3的濾波器F。傳遞的采樣的分布和另一方面 的嚴(yán)格地大于0的采樣的數(shù)量使得有可能在正常操作模式和電弧故障之間區(qū)分。
[0099] 具體地說，當(dāng)存在電弧時(shí)，出現(xiàn)更頻繁的通過采樣的0值。
[0100] 為此，在步驟107中，對(duì)于n = 1至3,對(duì)于在循環(huán)期間的當(dāng)前循環(huán)i確定與大于0 的連續(xù)采樣的最大數(shù)量相等的參數(shù)count_timeJi]的值。該布置使得有可能檢測對(duì)于每 一個(gè)頻率4獲得的采樣的分布的形狀。
[0101] 在步驟108中，接下來向信號(hào)count_time。應(yīng)用濾波器W平滑該信號(hào)并且避免通 過0。
[0102] 低通濾波器的傳遞函數(shù)是一階的：
[010引 Y(n+1) = 2-v.X(n) + a-2-v).Y(n)，其中，v是正整數(shù)。
[0104] 在那個(gè)濾波器的輸出處傳遞參數(shù)count_timeFiltn[i]。
[0105] 作為例示，圖8的上圖形示出對(duì)于沿著W砂表達(dá)的時(shí)間軸的連續(xù)時(shí)間循環(huán)獲得的 信號(hào)S。
[0106] 圖8的中圖形示出信號(hào)S、在濾波器Fi的輸出處的采樣Echik( W實(shí)線表示）、在濾 波器Fs的輸出處的Ech2k( W虛線表示）、在濾波器Fs的輸出處的采樣Ech3k( W點(diǎn)線表示） 的、對(duì)于連續(xù)循環(huán)k = i、i+1等的隨著時(shí)間的演變。
[0107] 在圖8中的下圖形示出對(duì)于連續(xù)的循環(huán)k-i、i+1等計(jì)算的參數(shù)count_ timeFilti(圓圈）、count_timeFilt2(正方形）、count_timeFilt3( H角形）的、對(duì)于連續(xù) 循環(huán)k-i、i+1等的隨著時(shí)間的演變。
[0108] 如上所示，在具有與0不同的值的濾波器的輸出處的連續(xù)采樣的數(shù)量可W提供關(guān) 于電弧的存在的有差別的信息。具體地說，0值或相反很高的值一般與電弧的不存在同義。
[0109] 在另一個(gè)實(shí)施例中，在取代循環(huán)的持續(xù)時(shí)間的、諸如半循環(huán)的循環(huán)部分的持續(xù)時(shí) 間上進(jìn)行與0不同的連續(xù)值的計(jì)數(shù)。該允許電弧的存在的最早的可能檢測。
[0110] 用于分別與低、中和高頻fi、f2和fs相關(guān)聯(lián)的H個(gè)處理鏈20、21和22的對(duì)于第i 所考慮循環(huán)計(jì)算的參數(shù)被傳遞到啟動(dòng)單元23。
[0111] 啟動(dòng)單元適合于基于對(duì)于每一個(gè)頻率獨(dú)立地考慮的和/或?qū)τ诮o定頻率彼此組 合的和/或?qū)τ趲讉€(gè)頻率彼此組合的、對(duì)于至少循環(huán)i計(jì)算的該些參數(shù)的至少一些而檢測 電弧的存在或不存在，并且適合于當(dāng)檢測到電弧時(shí)向致動(dòng)器9發(fā)送用于打開開關(guān)11的命 令。
[0112] 在一個(gè)實(shí)施例中，基于向該些參數(shù)應(yīng)用的規(guī)則來進(jìn)行該檢測。
[0113] 該些規(guī)則可W適用于通過、f 2或f 3獨(dú)立地考慮的參數(shù)，或者，可W對(duì)于給定頻率 組合該參數(shù)，并且/或者，可W對(duì)于幾個(gè)頻率組合參數(shù)。
[0114] 例如，該規(guī)則可W包括在單個(gè)循環(huán)i上應(yīng)用或考慮到它們在幾個(gè)循環(huán)上的應(yīng)用而 組合的下面的規(guī)則。
[01 巧]-規(guī)則 1 ;如果 CorrFiltACFilti〉SeuilCorri 或如果 CorrFiltACFilt2〉SeuilCorr2 或如果(：〇1^。1114〔。1113乂日1111(：〇1^3，則檢測到電弧的存在（其中〇=1至3的5日1111(：〇祥。 的值是預(yù)定闊值）；
[0116] -規(guī)則 2 ;如果 DiffCorrFilti 或 DiffCorrFilta 或 DiffCorrFilts 不是 0,則檢測 到電弧的存在；
[0117] -規(guī)則 3 :如果 count_time_Filti 或 count_time_Filt2 或 count_time_ Filt3<seuil_count，則檢測到電弧的存在；
[0118] -規(guī)則 4:如果 CorrFiltACFiltl〉SeuilCorrl 和如果 CorrFiltACFilt2〉SeuilCorr2 和如果 CorrFiltACFil口〉SeuilCorr3,則檢測到電弧的存 在（其中n = 1至3的SeuilCorr。的值是預(yù)定闊值）；
[0119] -規(guī)則 5:如果 CorrFiltACFiltl〉SeuilCorrl 或（如果 CorrFiltACFilt2〉SeuilCorr2 和如果 CorrFiltACFilt3〉SeuilCorr3)，則檢測到電弧的存 在（其中n = 1至3的SeuilCorr。的值是預(yù)定闊值）；
[0120] -規(guī)則 6 :如果（CorrFi 11ACFi 111〉Seui ICorr 1 并且如果 CorrFiltACFilt2〉SeuilCorr2)或如果 CorrFiltACFil口〉SeuilCorr3,則檢測到電弧的存 在（其中n = 1至3的SeuilCorr。的值是預(yù)定闊值）；
[0121] -規(guī)則 7;(如果 CorrFiltACFiltl〉SeuilCorrl 并且 Co;rrFiltACFil1:3〉SeuilCo;rr3)或如果 Co;rrFiltACFilt2〉SeuilCo;rr2 并且如果，則檢測到 電弧的存在（其中n = 1至3的SeuilCorr。的值是預(yù)定闊值）；
[012引-規(guī)則 8 :如果 CorrFiltACFiltl〉SeuilCorrl 并且如果 CorrFiltACFilt2〉SeuilCorr2 并且如果 DiffCorrFihS 不是 0 并且如果 count_time_ Filt2<seuil_count，則檢測到電弧的存在（其中n = 1至3的SeuilCorr。的值是預(yù)定闊 值）。
[0123] 該些規(guī)則僅是示例?？蒞確定無限數(shù)量的規(guī)則，組合上面計(jì)算的特定參數(shù)和選用 的其他標(biāo)準(zhǔn)。
[0124] 根據(jù)本發(fā)明，相對(duì)于每個(gè)頻率fi、f2、fs的不同計(jì)算的參數(shù)的至少一些的值和如果 適用的與闊值的比較使得有可能檢測使用現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)未感知到的電弧。
[01巧]在所考慮的實(shí)施例中，電氣設(shè)備包括相導(dǎo)體和中性導(dǎo)體，但是當(dāng)然本發(fā)明可W實(shí) 施于任何類型的電氣設(shè)備。例如對(duì)于具有3個(gè)相導(dǎo)體和一個(gè)中性導(dǎo)體的設(shè)備實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0126] 在所述實(shí)施例中，該組濾波器包括H個(gè)濾波器。濾波器的數(shù)量可W是3或更大（有 可能使用單個(gè)濾波器執(zhí)行電弧檢測，但是因?yàn)閺?qiáng)壯性的原因，使用3個(gè)，因此，濾波器的數(shù) 量〉=3冒著限制了專利覆蓋范圍的風(fēng)險(xiǎn)）W及在相對(duì)于啟動(dòng)單元23的上游并行作用于 信號(hào)的處理鏈的數(shù)量。
[0127] 在所述實(shí)施例中，帶通濾波器具有交換容量，并且執(zhí)行濾波和采樣。在其他實(shí)施例 中，可W獨(dú)立地進(jìn)行濾波和采樣。
[012引在實(shí)施例中，僅執(zhí)行如上所述的步驟的一些。不必計(jì)算所有的所示參數(shù)，并且可W 將其他參數(shù)考慮來用于檢測。
【權(quán)利要求】
1. 一種在用于提供電信號(hào)的電氣設(shè)備（1)中的電弧檢測方法，包括在用于觀察所述電 信號(hào)的多個(gè)時(shí)間窗口的當(dāng)前窗口中分別執(zhí)行的下面的步驟： i/與以第一頻率（Fi)為中心的至少一個(gè)第一濾波并行地向所述電信號(hào)應(yīng)用以第二頻 率（F2)為中心的第二濾波和以第三頻率（F3)為中心的第三濾波，所述第一、第二和第三頻 率是不同的； ii/對(duì)于所述窗口至少確定源自所述第一濾波的采樣、源自所述第二濾波的采樣和源 自所述第三濾波的采樣； iii/確定在對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的所述采樣和在用于用以觀察所述電信號(hào)的所述 多個(gè)時(shí)間窗口的至少另一個(gè)窗口的步驟i/和ii/的實(shí)施后確定的采樣之間的相關(guān)；并且 iv/根據(jù)至少所述確定的相關(guān)來檢測電弧的存在， 所述方法其特征在于，用于確定所述相關(guān)的步驟iii/包括從如下之中確定至少一個(gè) 相應(yīng)的相關(guān)： -在源自所述第一濾波并且對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的所述采樣和源自所述第一濾波并 且對(duì)于所述另一個(gè)窗口確定的米樣之間的第一相關(guān)； -在源自所述第二濾波并且對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的所述采樣和源自所述第二濾波并 且對(duì)于所述另一個(gè)窗口確定的米樣之間的第二相關(guān)； -在源自所述第三濾波并且對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的所述采樣和源自所述第三濾波并 且對(duì)于所述另一個(gè)窗口確定的采樣之間的第三相關(guān)；并且 用于檢測電弧的存在的步驟iv/至少取決于從所述第一、第二和第三相關(guān)確定的相 關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，用于檢測電弧的存在的步驟iv/基于來自所述第 一、第二和第三相關(guān)的確定的相關(guān)與閾值的比較。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，用于確定所述相關(guān)的步驟iii/包括至少確 定所述第一、第二和第三相應(yīng)相關(guān)的每一個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，用于檢測電弧的存在的步驟iv/基于所述第一、 第二和第三相關(guān)的至少每一個(gè)。
5. 根據(jù)在前的權(quán)利要求的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，計(jì)算在用于一個(gè)窗口的所述第 一、第二和第三相關(guān)中確定的所述相應(yīng)的相關(guān)和用于另一個(gè)窗口的所述相應(yīng)的相關(guān)之間的 差，用于檢測電弧的存在的步驟iv/基于至少所述計(jì)算的差。
6. 根據(jù)在前的權(quán)利要求的任何一項(xiàng)所述的方法，其中： -計(jì)算在源自在用于所述當(dāng)前窗口的所述第一、第二和第三濾波中的相應(yīng)的濾波的采 樣中具有大于〇的值的連續(xù)采樣的數(shù)量； -將所述數(shù)量與閾值作比較； -基于至少所述比較而檢測電弧的存在。
7. 根據(jù)在前的權(quán)利要求的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一、第二和第三頻率都不 等于作為所述頻率的另一個(gè)的倍數(shù)的整數(shù)。
8. -種用于檢測電弧的計(jì)算機(jī)程序，包括當(dāng)通過計(jì)算部件（8)運(yùn)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)根 據(jù)在前的權(quán)利要求的任何一項(xiàng)的方法的步驟的指令。
9. 一種在用于提供電信號(hào)的電氣設(shè)備（1)中的檢測電弧的裝置￠)，包括濾波采樣單 元（10)，適合于在用于觀察所述電信號(hào)的時(shí)間窗口期間根據(jù)以第一頻率（Fi)為中心的第一 濾波、根據(jù)以第二頻率（F2)為中心的第二濾波和根據(jù)以第三頻率（F3)為中心的第三濾波來 并行地濾波所述信號(hào)，所述第一、第二和第三頻率不同， 并且適合于對(duì)于用于觀察所述信號(hào)的所述時(shí)間窗口確定源自所述第一濾波的信號(hào)采 樣、源自所述第二濾波的信號(hào)采樣和源自所述第三濾波的信號(hào)采樣； 所述檢測裝置進(jìn)一步包括處理單元（8,7)，所述處理單元適合于確定在對(duì)于用于觀察 所述電信號(hào)的當(dāng)前時(shí)間窗口確定的所述采樣和對(duì)于用于觀察所述電信號(hào)的至少另一個(gè)時(shí) 間窗口確定的采樣之間的相關(guān)，并且適合于基于至少所述確定的相關(guān)來檢測電弧的存在； 所述裝置其特征在于所述處理單元適合于通過從如下之中確定至少一個(gè)相應(yīng)的相關(guān) 來確定所述相關(guān)： -在對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的源自所述第一濾波的所述信號(hào)米樣和對(duì)于所述另一個(gè)窗 口確定的源自所述第一濾波的信號(hào)采樣之間的第一相關(guān)； -在對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的源自所述第二濾波的所述信號(hào)采樣和對(duì)于所述另一個(gè)窗 口確定的源自所述第二濾波的信號(hào)采樣之間的第二相關(guān)； -在對(duì)于所述當(dāng)前窗口確定的源自所述第三濾波的所述信號(hào)采樣和對(duì)于所述另一個(gè)窗 口確定的源自所述第三濾波的信號(hào)采樣之間的第三相關(guān)；并且 所述處理單元適合于基于至少從所述第一、第二和第三相關(guān)確定的相關(guān)來檢測電弧的 存在。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電弧檢測裝置￠)，其中，所述處理單元適合于基于來自所 述第一、第二和第三相關(guān)的確定的相關(guān)與閾值的比較來檢測電弧的存在。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的電弧檢測裝置（6)，其中，通過所述處理單元的所述相 關(guān)的確定包括至少確定所述第一、第二和第三相應(yīng)相關(guān)的每一個(gè)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電弧檢測裝置（6)，其中，通過所述處理單元的所述相關(guān)的 確定包括至少確定所述第一、第二和第三相應(yīng)相關(guān)的每一個(gè)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9至12的任何一項(xiàng)所述的電弧檢測裝置（6)，其中，所述處理單元 適合于計(jì)算在用于一個(gè)窗口的所述第一、第二和第三相關(guān)中確定的所述相應(yīng)的相關(guān)和用于 另一個(gè)窗口的所述相應(yīng)的相關(guān)之間的差，并且適合于基于至少所述計(jì)算的差檢測電弧的存 在。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9至13的任何一項(xiàng)所述的電弧檢測裝置，所述處理單元適合于計(jì)算 在源自在用于所述當(dāng)前窗口的所述第一、第二和第三濾波中的相應(yīng)的濾波的采樣中的具有 大于〇的值的連續(xù)采樣的數(shù)量，將所述數(shù)量與閾值作比較，并且基于至少所述比較而檢測 電弧的存在。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9至14的任何一項(xiàng)所述的電弧檢測裝置￠)，其中， 所述第一、第二和第三頻率都不等于作為所述頻率的另一個(gè)的倍數(shù)的整數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK104237748SQ201410280867
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】Z.貝爾哈賈, S.蒂安, C.澤勒 申請(qǐng)人:施耐德電器工業(yè)公司