[发明专利]用于检测非期望电弧的电弧检测器和相关的方法

说明书

技术领域

本发明主要地涉及检测电弧并且具体地涉及鉴别正常与非期望电弧。

背景技术

在许多电场中可能出现电弧、即放电。一些电弧可以是操作的正常部分，而一些电弧为非期望的并且甚至可能是危险的。

作为第一示例，在电源变压器中，有载分接开关(OLTC)用来在变压器被赋能之时改变变压器绕组的分接连接。将会出现一些电弧，并且希望将这样的电弧保持于真空容器以内而不是例如变压器油中的电弧。油中的电弧可能引起触点上的磨损并且降低油的质量。因此希望能够鉴别真空容器内的正常电弧与真空容器以外的非期望电弧。避免油中的电弧允许在触点中使用成本较低的材料并且增加换油之间的时间，因此允许更长的维护间隔。

作为第二示例，在电动机中可能出现正常和非期望电弧两者，并且希望鉴别这两种电弧。

因而需要检测和鉴别正常电弧与非期望电弧。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于检测和鉴别正常电弧与非期望电弧的电弧检测器和方法。

根据本发明，提供一种用于检测非期望电弧的电弧检测器。该电弧检测器包括：天线，用于接收代表电弧的电磁信号；以及鉴别器，用于分析来自天线的信号，该鉴别器包括布置成检测信号是否代表正常电弧或者非期望电弧的频谱分析器。鉴别器被布置成通过比较在信号的频谱与至少一个部分参考频谱对应的频率处的信号电平并且如果相对于参考频谱的偏离少于阈值偏离则确定电弧为正常电弧，来检测信号是否代表正常电弧或者非期望电弧。

频谱分析允许一种仅使用来自天线的信号来鉴别正常与非期望电弧的方式。另外，通过使用频谱分析，使鉴别独立于时间，从而允许在任何点处检测非期望电弧。通过使用阈值偏离，仍然正确地解释相对于理想信号的少量自然偏离。可以按照需要来调节阈值。通过仅比较在与一个或者多个部分参考频谱对应的频率处的信号电平，特别是在选择其中已经发现正常与非期望电弧之差相对大的用于部分参考频谱的频带时，实现更可靠和更鲁棒的确定。

电弧可能与电气装置的操作有关。换而言之，其中存在正常和非期望电弧的任何电气设备将从本发明中受益，例如电机器，比如变压器、电动机、断路器等。

电弧可能与电源变压器的有载分接开关的操作有关，并且正常电弧可以是有载分接开关的真空容器内的电弧而非期望电弧可以是真空容器外的电弧。在电源变压器的有载分接开关中有正常电弧和非期望电弧两者，其中有利地运用本发明。

电弧检测器还可以包括布置成从天线接收输入信号并且向鉴别器提供输出信号的带通滤波器。

电弧检测器还可以包括：混合器，布置成从带通滤波器接收输入信号，该混合器还被连接成从振荡器接收输入信号；以及低通滤波器，布置成从混合器接收输入信号并且向鉴别器提供输出信号。

这允许在较低频率进行进一步处理。

电弧检测器还可以包括：包络检测器，布置成从低通滤波器接收输入信号并且向鉴别器提供输出信号。

本发明的第二方面是一种用于检测非期望电弧的方法。该方法包括以下步骤：使用天线来接收代表电弧的电磁信号并且向鉴别器提供该信号；以及在鉴别器中使用来自天线的信号来鉴别正常电弧与非期望电弧。该鉴别包括使用频谱分析器来鉴别正常电弧与非期望电弧，以及比较在信号的频谱与至少一个部分参考频谱对应的频率处的信号电平，如果相对于参考频谱的偏离少于阈值偏离则确定电弧为正常电弧。

该鉴别可以鉴别用于电源变压器的联线分接开关的真空容器以内的正常电弧与真空容器以外的非期望电弧。

在该确定中，可以使用均方根计算来确定偏离。

将注意第一方面的任何特征可以应用于第二方面并且反之亦然。

一般而言，除非这里另有明确限定，则在权利要求书中使用的所有术语将根据它们在技术领域中的普通含义来解释。除非另有明确声明，则对“一个/该/所述元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有引用将开放地解释为指代该元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确地声明，则无需按公开的确切顺序进行这里公开的任何方法的步骤。

附图说明

现在参照以下附图通过示例描述本发明，其中：

图1是图示了变压器的有载分接开关102的示意图；

图2是可以例如与图1的有载分接开关一起使用的电弧检测器231的示意图；并且

图3是图示了检测非期望电弧的方法的流程图。

具体实施方式