專利名稱：電弧檢測設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般地說本發(fā)明涉及電路，更具體地說涉及電弧的檢測和在檢測這種電弧時電路斷續(xù)器的跳閘。
背景技術(shù)：
在交流電流(AC)的電力線上的電弧檢測在本領(lǐng)域中是公知的。已有技術(shù)的檢測器實例包括McEachern等人的美國專利US4,694,402、Baxter等人的US5,229,651和Zuercher等人的US5,452,223。McEachern等人教導(dǎo)比較相鄰的周期以檢測波形干擾。Baxter等人教導(dǎo)將電流周期與從許多在先周期中構(gòu)造的參考周期相比較，以及Zuercher等人教導(dǎo)使用在許多周期的預(yù)定點上的累計差值信號來檢測電弧。然而，McEachern等人和Baxter等人的比較信號受到由不同的負(fù)載帶來的阻擾跳閘的影響。Zuercher等人通過進(jìn)一步分析信號以檢測電弧來解決了這種局限性。所有的三種方法都要求相對較高的成本、功耗大、快速的數(shù)字處理，因為需要每周期采樣多個點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)備和方法，這種設(shè)備和方法檢測在電路中的電弧并在阻擾負(fù)載中沒有跳閘的同時使斷續(xù)器跳閘以中斷電路，這種負(fù)載例如，在特定的電路中通常存在的負(fù)載，不管它是否是家用、商用飛行器等。
本發(fā)明的另一方面是提供一種電弧檢測設(shè)備，它的尺寸緊湊、制造成本低廉，并且功耗小。本發(fā)明的另一目的是提供一種具有用于使斷路器跳閘的自測試特征的電弧檢測設(shè)備。本發(fā)明的另一目的是提供一種區(qū)別由阻擾負(fù)載(比如光衰減器)引起的波形干擾和由負(fù)載所屏蔽的電弧的方法。
簡而言之，根據(jù)本發(fā)明，通過弱耦合的變壓器(即，具有大約20-50μH量級的較小的互感)監(jiān)測流經(jīng)負(fù)載的電流。該變壓器具有包括串聯(lián)連接到負(fù)載相的幾個線匝的初級和具有相對較大數(shù)量的線匝(例如幾百個線匝)以傳輸初級電流的高頻分量的次級。在優(yōu)選實施例中次級的每端連接到相應(yīng)的第一和第二二極管的陰極，該二極管的陽極接地。第一和第二二極管與其陰極接地的第三和第四二極管形成全波整流橋。分別與第三和第四二極管匹配的第五和第六二極管連接到橋路，他們的陰極連接到電容器，該電容器又接地。電容器連接到微控制器的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，在進(jìn)行測量之后該微處理器使電容器短路到地端以使電容器復(fù)位到零電壓。來自變壓器的任何電流通過上述的二極管網(wǎng)絡(luò)根據(jù)下述的公式產(chǎn)生與積分整流電流的對數(shù)成比例的電壓V(P2.1)～vt*In(|Q|C/vt+1-V(P2.1)/vt)這里V(P2.1)是自最后電容器電壓復(fù)位之后所產(chǎn)生的電容器電壓vt＝熱電壓(在室溫下kT/q～26mV)Q是輸送給二極管網(wǎng)絡(luò)的電荷C是電容這提供了在較大的動態(tài)范圍上測量來自變壓器的電荷的能力。對數(shù)函數(shù)簡化了信號處理并能夠?qū)崿F(xiàn)比在已有技術(shù)中通常使用的數(shù)字信號處理器相對更低成本的微控制器的使用。
根據(jù)所描述的實施例，在由線電壓的絕對值所確定的時間上每半個周期進(jìn)行兩次電容器電壓測量(即電荷的對數(shù)的測量值)。在線電壓零交叉之前并接近它時進(jìn)行一次測量，在線電壓零交叉之后立刻進(jìn)行第二次測量。每半個周期的兩次測量作為字存儲在堆棧中，在一種優(yōu)選實施例中，加在一起并作為字存儲在堆棧中，然后通過三周期算法進(jìn)行處理以確定消除由重復(fù)性地或連續(xù)地改變的類型的阻擾負(fù)載所引起的干擾的波動。根據(jù)這種算法，通過如下的方式確定波動將字1加上2(來自周期1)和字3加上4(來自周期3)和減去字2加3(來自周期2)的兩倍。在所述的實施例中，使用60個字的下推堆棧。通過微控制器將60個字的波動與稱為max_limit的極限進(jìn)行比較。通過使用三周期算法考慮60Hz測量的最后半秒的所有的波動，忽略第一和最后的測量，然后如果總和超過max_limit則表示產(chǎn)生了電弧，則激發(fā)SCR以使電路斷續(xù)器跳閘。根據(jù)本發(fā)明，重疊三個周期，即僅需要四個相鄰的半周期，盡管如果需要的話可以使用6個。在另一種實施例中，使用5周期算法以使在60Hz線電流中的非線性變化(即在燈和馬達(dá)的啟動電流中存在的非線性變化)的影響最小。
根據(jù)本發(fā)明的一種特征，自測試按鈕連接到微控制器，在按下該按鈕時微控制器通過電阻使電容器充電，由此模擬電弧的檢測。
根據(jù)本發(fā)明的可選擇的特征，如果需要的話，小的電容器與變壓器次級串聯(lián)或并聯(lián)以分別增加對低頻分量或高頻分量的阻止。
根據(jù)本發(fā)明的另一可選擇的特征，對數(shù)電荷轉(zhuǎn)換器電路可以由晶體管而不是二極管組成以簡化相關(guān)的公式。
結(jié)合附圖本通過下文的詳細(xì)描述發(fā)明的其它的目的、特征和優(yōu)點是顯然的。


在附圖中附圖1所示為電弧檢測和斷路器電路的示意圖；附圖2所示為根據(jù)優(yōu)選實施例的附圖1的電弧檢測和斷路器電路的操作的流程圖；和附圖3所示為交流對數(shù)電荷轉(zhuǎn)換器電路的示意圖。
具體實施例方式
參考附圖1，繼電器線圈L1連接到相線并設(shè)置成控制主觸點2，4的激勵狀態(tài)，該主觸點2，4使干線中線和相線與負(fù)載中線和負(fù)載相線分別連接或分離。通常，在線圈中的功率足夠低到使繼電器觸點保持關(guān)閉。然而，如下文將會描述，在SCR1接通時，在繼電器線圈中的電流增加以斷開觸點。金屬氧化物變阻器MOV1連接在中線和相線之間以防止過高的線電壓。
通過負(fù)載的電流由變壓器Tr1監(jiān)測，該變壓器Tr1大致包括三個線匝的初級線圈和弱耦合(即具有大約20-50微亨利量級的較低的互感電感的耦合)的幾百個線匝的次級線圈以將初級電流的高頻分量傳遞給監(jiān)測電路。對次級電流進(jìn)行整流并反饋給包括電容器的對數(shù)電荷轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)。從零電壓的電荷開始，施加在電容器上的電壓與電荷的對數(shù)成比例。根據(jù)優(yōu)選的實施例，使用微控制器在通過線電壓的絕對值所確定的時間上每半周期測量電容器或?qū)?shù)電荷兩次。在每次測量之后微控制器使電容器復(fù)位到零電壓。這提供了許多數(shù)量級幅值(例如6個數(shù)量級幅值)的測量電荷的監(jiān)測電壓范圍。
對數(shù)電荷轉(zhuǎn)換器的使用不僅形成了在較寬的范圍上從變壓器上測量電荷的能力，對數(shù)函數(shù)還導(dǎo)致更簡單的信號處理以使能夠使用微控制器而不使用數(shù)字信號處理器(一種昂貴得多的器件)，否則要求使用這種昂貴的器件。由于電荷代表電流隨著時間的積分，因此電荷的測量使得不需要在半周期上進(jìn)行多個單次電流測量。注意，對數(shù)加法等效于乘法操作，但比乘法操作快得多。還應(yīng)該注意，對數(shù)減法形成了自動歸一化，由此不需要除法操作。
返回到附圖1，所示為變壓器Tr1的次級連接到可選的電容器C10，C11，這些電容器連接在次級的相對端和地端之間以提供高通濾波。如果需要的話，通過與電感器串聯(lián)放置的電容器(未示)可以提供進(jìn)一步的濾波。除了可選電容器C10、C11之外，一對電阻器R1、R2連接到變壓器電路并連接到地端以作為次級線圈的參考地端。除了電阻器R1、R2之外，陽極連接到地端的二極管D5和D6連接到變壓器電路。在二極管D5和D6之后陰極連接到地端的兩個附加二極管D7和D8連接到變壓器電路，形成全波整流橋路。另一對二極管D9、D10連接到變壓器電路，他們的陰極連接到電容器C2。二極管D9和D10分別與它們相鄰的二極管D7、D8匹配。如果需要的話，二極管D5和D6可以與其它的二極管匹配或不匹配。如上文所指出，從變壓器中所接收的電流產(chǎn)生與積分整流電流的對數(shù)成比例的電壓。電容器C2連接到微控制器U1的管腳9。在根據(jù)附圖1的電弧檢測和電路斷續(xù)器設(shè)備的實例中，U1是具有大約2MHz時鐘頻率的Texas Intruments微控制器MSP430F1122。管腳9連接到在微控制器內(nèi)的10位模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器。在通過微控制器進(jìn)行每次測量之后，管腳9被內(nèi)部短路到地以準(zhǔn)備電容器對下一時間周期的電流進(jìn)行積分，這將在下文中討論。
微控制器U1的管腳10連接到電阻器R3，該電阻器R3又連接到電容器C2。這使得微控制器對電容器C2進(jìn)行充電以模擬電弧，如下文討論。按鈕PB1將負(fù)載相連接到管腳11。串聯(lián)連接的電阻器R4、R5以及連接在管腳11和地端之間的電阻器R6將線電壓和電流減小到適合于微控制器的電平。雖然微控制器U1具有內(nèi)部保護(hù)二極管，連接在管腳11和地端之間的齊納二極管Z1提供了冗余的3伏特限度。連接在管腳11和地端之間的電容器C3提供對在負(fù)載上的任何高頻噪聲的濾波。在按鈕PB1壓下以啟動自測試時，微控制器在管腳10上提供脈沖寬度變化的脈沖，隨著脈沖寬度的增加，脈沖寬度給電容器施加更大電壓以產(chǎn)生變化電壓的電弧狀信號。
SCR激發(fā)電路連接到微控制器的管腳13，并包括具有連接在SCR的陽極和陰極之間的常規(guī)電容器C4的SCR1。連接在SCR的柵極和陰極之間的電容器C5有助于防止SCR被高dv/dt無意地接通。也連接在柵極和陰極之間的電阻器R7有助于防止無意地接通。電阻器R8是電流限制電阻器，串聯(lián)連接在電阻器R8和管腳13之間的電容器C6防止電源的過度消耗。二極管D11連接在包括四個二極管D1-D4的第二二極管橋路和SCR1的陽極之間。在SCR1接通時它通過帶有接近施加到線圈L1的線電壓的第二二極管橋路拉出更大的電流以使斷路器跳閘。二極管D11用于將電容器C4與下文要討論的連接到管腳8的線監(jiān)測電路隔離。
串聯(lián)連接的電阻器R9、R10、R11和齊納二極管Z2形成了檢測電路的電源部分。這些電阻器限制了到齊納二極管Z2的電流量。連接在電阻R11和齊納二極管Z2的節(jié)點和微控制器U1的VCC管腳2之間的二極管D12阻止了來自連接在管腳2和地端之間的電容器C7的反向電流，該電容器C7與電容器C8并聯(lián)以給微控制器提供3伏特電源。
串聯(lián)連接的電阻器R12和R13連接在電阻器R10，R11的節(jié)點和地端之間。電阻器R12和R13的節(jié)點連接到電容器C9，電容器C9又連接到地端，提供了與二極管橋路D1-D4的電壓成比例的電容器電壓。這個電壓大致等于線電壓的絕對值。電容器電壓連接到微控制器U1的管腳8并用于確定何時執(zhí)行在管腳9上的電壓測量。
連接到微控制器U1的管腳7的電阻器R14和電容器C12和連接到管腳1的電阻器R15是控制器U1的特定結(jié)構(gòu)所要求的。
對數(shù)電荷轉(zhuǎn)換器電路可以包括晶體管和電容器以及附圖1的匹配的二極管和電容器。附圖3所示為具有連接雙晶體管T1和T2的二極管的變型對數(shù)電荷轉(zhuǎn)換器電路。雖然附圖3的電路要求晶體管T2的電源，但與附圖1的二極管網(wǎng)絡(luò)相反，電容器電壓vx＝vt*In(Q/C/vt+1)～vt*In(Q/C/vt)，這里vt＝熱電壓＝kT/q～26mV(在室溫下)，并且Q＝自最后電容器復(fù)位以來傳遞的電荷。在附圖1的電路中，電容器電壓vx＝vt*In(Q/C/vt-vx/vt+1)～vt*In(Q/C/vt)。作為替換，晶體管具有的優(yōu)點是vx/vt項沒有出現(xiàn)在相關(guān)的公式中。然而，對于Q＞＞C*vx，二極管網(wǎng)絡(luò)的電路操作接近于晶體管網(wǎng)絡(luò)的電路操作。雖然在附圖1的二極管網(wǎng)絡(luò)通過vt項對環(huán)境溫度敏感，但微控制器U1包括溫度傳感器，由此提供了適當(dāng)?shù)臏囟妊a(bǔ)償。
參考附圖2，根據(jù)優(yōu)選實施例的程序在100和第一步驟102處開始，電容器C2復(fù)位到零伏特并初始化所有的標(biāo)志。在步驟104中，使用提供在微控制器U1中的溫度傳感器隨著溫度成比例地縮放靈敏度閾值，該溫度傳感器提供與絕對溫度成比例的輸出電壓。
步驟106-112形成了一個子程序，在該子程序中程序繼續(xù)循環(huán)直到在管腳8上測量的線電壓超過第一選擇值samp_hi，然后低于第二值samplel。這定義了在使電容器C2復(fù)位之后在步驟114上進(jìn)行的一個測量點。該子程序提供了所選擇的滯后以避免在不希望的時間點上噪聲線電壓啟動采樣。
如果測試按鈕沒有按下，在決定步驟116之后，在步驟120中程序繼續(xù)以使微控制器定時器復(fù)位。使用定時器監(jiān)測線電壓半循環(huán)周期以檢測某些異常的線電壓情況，而如上文所討論通過在管腳8上的線電壓確定電容器C2的電壓測量。如果測試按鈕PB1已經(jīng)按下，則在步驟118中，電弧狀噪聲引入到電容器C2中，隨著在多個半周期上引入足夠的噪聲并通過要討論的算法處理，該電容器C2使斷路器以如在線電流中所檢測的電弧相同的方式跳閘。
第二子程序包括步驟122-128，在這些步驟中程序繼續(xù)循環(huán)直到線電壓低于第三選擇值samp_lo，然后超過第四選擇值sample2。這定義了在零交叉之后第二測量點(步驟130)。由于要求最小的電壓維持例如大約15伏特的電弧，選擇通常高達(dá)50伏特的窗口進(jìn)行電壓測量以考慮在線電流和線電壓之間的相位差值。在線電壓的零交叉周圍的這個窗口捕獲在零交叉附近產(chǎn)生或熄滅的那些典型的小電弧。
在步驟130中將在步驟114中進(jìn)行的第一電壓測量值加入到第二電壓測量值，然后使電容器C2復(fù)位。在132中將所得的值輸入到下推寄存器，并在步驟134中該程序?qū)ο噜彽碾妷杭拇嫫髦颠M(jìn)行求和并將超過最小值min_limit的這些和值放到另一寄存器。這些和值消除了由負(fù)載電流幅值對線電壓極性的任何依賴性所造成的任何二極管影響。使用這個最小值將寄存器值限制到在所選擇的值之上的那些值。
在步驟136中，計算3周期算法。計算周期1的字加上周期3的字減去周期2的字的兩倍，然后取其絕對值。這些相鄰的全周期可以根據(jù)需要疊加或不疊加。注意，如果這3周期不是疊加的，則要求6個半周期以進(jìn)行計算，以及如果3周期是疊加的，則僅要求4個半周期。
在步驟138中，忽略第一和最后寄存器值以防止單個的事件對結(jié)果影響太大，例如由接通和切斷引起的事件(決定步驟140)。在最后的半秒中給剩余的寄存器值應(yīng)用3周期算法，如果所計算的3周期算法的和值大于所選擇的值max_limit，則在步驟142中指示故障。
在和值超過max_limit值時，激發(fā)SCR1。這重復(fù)三次以確保甚至線電壓簡短中斷時激發(fā)。將所選擇的脈沖(例如30微秒脈沖)提供給SCR。
如果需要的話，使用不同的寄存器來記錄第一兩個測量值而不是如上文所述地將它們加在單個寄存器中。然后將這種算法分別應(yīng)用到每個寄存器中。
如上文所指出，重疊的3周期算法要求四個半周期的信息。這種算法計算信號(1)減去2倍的信號(2)加信號(3)的絕對值。這種算法消除了信號(t)＝a+b*t隨著時間的偏差對波動的影響。消除了t的更高階的奇次冪，但不能消除等于或大于t2的偶次冪。
可以使用5周期算法以消除信號(t)＝a+b*t+c*t2隨著時間的偏差對波動的影響。這種算法計算信號(1)減去4倍的信號(2)加6倍的信號(3)減4倍的信號(4)加信號(5)的絕對值。消除了t的更高階的奇次冪，但不能消除等于或大于t4的偶次冪。
應(yīng)該理解的是，如果需要的話，在每半周期中在前兩段中描述的算法可與單個測量值或從任何選擇的多個測量值中一起使用，不管是重疊還是相鄰，項目信號是指每個周期的復(fù)合值。
根據(jù)附圖1的電弧檢測和電路斷續(xù)器設(shè)備具有如下的部件部件U1 TI MSP430F1122@～2MHz R12 100千歐姆C2 10nF R13 3.3千歐姆C3 10nF R13 33k千歐姆C4 10nF R15 33k千歐姆C5 33nF D1 IN4005
C6 100nF D2IN4005C7 10μF D3IN4005C8 100nF D4IN4005C9 10nFD5MMBD1505AC10 2.2nF D6MMBD1505AC11 2.2nF D7MMBD1505AC12 10nFD8MMBD1505AR1 10千歐姆D9MMBD1505A(匹配D7)R2 10千歐姆D10 MMBD1505A(匹配D8)R3 33千歐姆D11 IN4005R4 100千歐姆 D12 IN4148R5 100千歐姆 Z1BZX84-B3V3R6 100千歐姆 Z2BZX84-B3V3R7 3.3千歐姆 Trl1 L＝10mH，M＝30μHR8 470歐姆 SCR1R9 22千歐姆R10 22千歐姆R11 22千歐姆應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不限于在此實例性地示出的特定的實施例，而是包括落在下面的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有的改進(jìn)形式。
權(quán)利要求
1.一種電弧故障電路斷續(xù)器，包括具有連接到線電流的初級繞組和弱耦合的次級繞組的變壓器，連接到次級繞組的整流器電路，該整流器電路連接到轉(zhuǎn)換器電路，所說的轉(zhuǎn)換器電路具有其電壓與由整流器電路所輸送的電荷的對數(shù)成比例的電壓的電容器，具有輸入和輸出的微控制器，該電容器連接到微控制器的輸入以測量所說的電容器電壓，以及連接到輸出以使電容器電壓復(fù)位，產(chǎn)生與線電壓成比例的信號的線電壓檢測電路，線電壓檢測電路連接到微控制器的輸入以啟動微控制器來測量在線電壓所選擇的絕對值上的電容器電壓，該微控制器響應(yīng)所測量的電容器電壓產(chǎn)生輸出，所說的輸出提供存在電弧故障的指示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧故障電路斷續(xù)器，其中變壓器的互感為20-50μH量級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧故障電路斷續(xù)器，其中整流器電路是全波二極管橋路，該橋路具有在一起短路的輸出，并進(jìn)一步包括連接到整流器電路的附加二極管以產(chǎn)生電容器電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧故障電路斷續(xù)器，其中整流器電路是全波二極管橋路，并進(jìn)一步包括連接到整流器電路的晶體管以產(chǎn)生電容器電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧故障電路斷續(xù)器，其中電容器電壓是具有零整流電荷的零。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧故障電路斷續(xù)器，進(jìn)一步包括連接在負(fù)載相和微控制器的輸入之間的按鈕開關(guān)，電阻器連接在微控制器的測試輸出和電容器之間，在按下該按鈕時給微控制器輸入信號以通過該電阻器對電容器進(jìn)行充電以引入電弧狀信號并使微控制器產(chǎn)生電弧檢測信號。
7.一種電弧故障電路斷續(xù)器，具有產(chǎn)生大致隨著通過連接到線電流的變壓器輸送的整流電荷的對數(shù)增加的信號的電路，在通過包括線電壓零交叉的第一窗口和不包括零交叉的另一窗口中通過線電壓確定的時間上測量所說的信號，該方法包括相加在一周期上的信號測量值的步驟，計算至少在所選擇數(shù)量的周期上的波動，對在另一所選擇數(shù)量的周期上的波動進(jìn)行求和，將該波動之和與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較，和在波動之和超過該閾值時產(chǎn)生電弧檢測信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中計算信號的波動的步驟包括取四個半周期，對相鄰的半周期進(jìn)行求和以產(chǎn)生三個值，以及計算值(1)減去2倍的值(2)加上值(3)的絕對值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中計算信號的波動的步驟包括取六個半周期，對相鄰的半周期進(jìn)行求和以產(chǎn)生五個值，以及計算值(1)減去4倍的值(2)加上6倍的值(3)減去4倍的值(4)加上值(5)的絕對值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所測量的信號是具有零整流電荷的零。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中包括線電壓的零交叉的窗口也包括超過最小電弧維持電壓的線電壓。
12.一種電弧故障電路斷續(xù)器，具有用于在線電壓的每半個周期兩次產(chǎn)生與線電流相關(guān)的信號的電路，該方法包括如下的步驟在每半個周期中獲取在線電壓零交叉之前并接近線電壓零交叉的第一窗口中的信號測量值和在線電壓零交叉之后并接近線電壓零交叉的信號測量值，將在每個全周期中的測量值的總和作為字存儲在下推堆棧中，取三個連續(xù)的字(字1-3)并計算字1加字3減去字2的兩倍的絕對值以確定該信號的波動，存儲該波動，對于三個連續(xù)的字的其它組重復(fù)相同的計算，對所選擇的數(shù)量的字的波動進(jìn)行求和，將所求和的波動與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較以確定電弧故障的發(fā)生，以及在所求和的波動超過預(yù)定的閾值時產(chǎn)生電弧故障信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中字從重疊的周期中導(dǎo)出。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中字從相鄰的周期中導(dǎo)出。
15.一種電弧故障電路斷續(xù)器，具有用于在線電壓的每半個周期產(chǎn)生與線電流相關(guān)的信號的電路，該方法包括如下的步驟在4個相鄰的半周期中取信號1-4，在四個相鄰的半周期中計算信號1減去信號2減去信號3加上信號4的絕對值，對于四個相鄰的半周期的其它組重復(fù)相同的計算，對四個半周期的至少所選擇的多個組的上述計算進(jìn)行求和以確定信號的波動，將所說的四個半周期的至少所選擇的多個組的計算之和與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較以確定電弧故障的發(fā)生，以及在所說的四個半周期的至少所選擇的多個組的求和計算超過預(yù)定的閾值時產(chǎn)生信號，由此該方法對表示正常負(fù)載的重復(fù)性地和連續(xù)地變化信號相對更加不敏感，而對無序的電弧信號相對更加敏感。
16.一種電弧故障電路斷續(xù)器，具有產(chǎn)生大致隨著通過連接到線電流的變壓器輸送的整流電荷的對數(shù)增加的信號的電路，在每個半周期上至少測量所說的信號一次，該方法包括相加在一周期上的信號測量值的步驟，計算至少在所選擇數(shù)量的周期上的波動，對在另一所選擇數(shù)量的周期上的波動進(jìn)行求和，將該波動之和與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較，和在波動之和超過該閾值時產(chǎn)生電弧檢測信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及電弧檢測設(shè)備和方法，其中的電弧故障電路斷續(xù)器包括具有連接到線電流的初級繞組和弱耦合的次級繞組的變壓器，連接到次級繞組的整流器電路，該整流器電路連接到轉(zhuǎn)換器電路，所說的轉(zhuǎn)換器電路具有其電壓與由整流器電路所輸送的電荷的對數(shù)成比例的電壓的電容器，具有輸入和輸出的微控制器，該電容器連接到微控制器的輸入以測量所說的電容器電壓，以及連接到輸出以使電容器電壓復(fù)位，產(chǎn)生與線電壓成比例的信號的線電壓檢測電路，線電壓檢測電路連接到微控制器的輸入以啟動微控制器來測量在線電壓所選擇的絕對值上的電容器電壓，該微控制器響應(yīng)所測量的電容器電壓產(chǎn)生輸出，所說的輸出提供存在電弧故障的指示。
文檔編號H01H83/00GK1506689SQ200310120219
公開日2004年6月23日 申請日期2003年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月9日
發(fā)明者基思·W·卡瓦塔, 克里斯蒂·V·佩隆, 基思 W 卡瓦塔, 蒂 V 佩隆 申請人:得州儀器公司