[发明专利]用于识别电弧故障的方法和断路器

说明书

本发明涉及用于识别具有系统频率、电流以及电压的电路内的电弧故障的方法，以及涉及一种根据这些方法操作的断路器。 

电路中会发生所谓的电弧故障。电弧故障为该电路的至少一个元件与一个进一步的元件之间的所不希望的电流，这两个元件之间存在电位差。通常，这两个元件不直接接触，相反，它们之间通常绝缘。如果该绝缘因为以下事实是有缺陷的：例如，其因为老化而变得多孔，或者因为机械作用而被至少部分地清除，则一种进一步的物质可能会在这两个元件之间渗透并沉积在那里。所述物质可以是液体的，例如，水，或者是气体的，具体地空气。由于缺乏绝缘效果，在该电路内出现电流和/或电压的情况下，这两个元件之间可能会发生电闪络（电弧故障）。 

绘制了三种不同类型电弧故障（也称为电弧）之间的区别。在所谓的湿电弧的情况下，该渗透物质为一种具有高导电性的液体，通常为水。该进一步的元件通常电连接到地上或接地，并且不必是该电路的一部分。由于这种高导电性并且由于该液体的低电阻，这两个元件之间会出现比较高的电流，这些电流会导致减损该电路可能的负载。 

在所谓的并联电弧的情况下，该渗透物质为一种气体，具体地为空气。该进一步的元件通常电连接到地上或接地，并且不必是该电路的一部分。由于这两个元件之间的电场，该气体被电离化，并且电流可以在这两个元件之间流动。在大约30伏特的电位差下，这种闪络已经是可能的了。由于该电离化气体的比较差的导电性，这两个元件之间的电流不是恒定不变的，而是在高频率下，该电流导致这两个元件、该物质和/或它们对应的环境产生高热荷。在这种情况下产生的温度高 到几千度，其结果是不排除对该绝缘、这些元件和/或对应的环境造成进一步的破坏。 

具体在航空器中，这种风险特别大，因为所安装的电缆通常被组合起来形成线束。如果第一元件为这些电缆之一，则发生的电弧故障会破坏整条线束并且因此危及航空器的操作安全性。而且，该线束周围的元件或该线束本身可能着火。 

一种进一步类型的电弧故障为串联电弧。在串联电弧的情况下，进一步的元件为该第一元件本身，其通常为一根电缆。闪络沿该电缆发生，由于绝缘已变得多孔，所渗透的物质（通常为空气）与该电缆电接触。导致此电弧故障的机理可以与该并联电弧以及同样还有并联电弧的影响进行比较。 

本发明基于如下目标：指明一种特别适用于识别具有系统频率、电流以及电压的电路内的电弧故障的方法以及一种特别合适的断路器两者。 

根据本发明通过权利要求1所述的特征实现与该方法相关的目标。往回参考从属权利要求，从属权利要求涉及一种有利的发展。 

在下文中，干扰信号被理解成是指电流的实际值与相关联的希望值的偏差。该偏差具有一段持续时间和在所述持续时间过程中的特定频率，其中，该偏差在此时间跨度过程中还可以具有多个频率或一个频带。以下假设干扰信号只包括一个频率，但该干扰信号还可以包括多个频率。 

如果这些偏差的频率在一个LF1频率以下，并且同时，该电流在一个LF1极限阈值以上，则此干扰信号被指定作为LF1信号。LF2信号被理解成是指其频率低于LF2频率的干扰信号，而同时电流强度大 于一个LF2极限阈值。该LF1信号的长度和该LF2信号的长度表示具有以上对应参数的干扰信号的持续时间。 

HF2信号表示多个具有在HF2频率以下的频率的干扰信号。在这种情况下，两个连续干扰信号之间的时间间隔小于HF2时间，并且干扰信号的数量大于HF2数量。如果一个HF2信号的最后一个干扰信号后，在小于该HF2时间的时间跨度内出现具有一个在该HF2频率以下的频率的进一步的干扰信号，则该进一步的干扰信号被计数作为该HF2信号的一部分并相应地延长该HF2信号的长度。这尤其具有如下效果：两个连续HF2信号之间的时间间隔大于该HF2时间。 

如果多个时间段（在其内，在各情况下存在至少一个Hf2信号）直接相互接替，则这种情况被指定作为一个累积。在这种情况下，各时间段的长度总计为一个累积长度。累积的数量大于或等于一个累积数量。如果在一个具有与包含HF2信号的累积的最后一个时间段之后的累积长度相当的时间长度的进一步的时间段内出现一个进一步的HF2信号，则包含该进一步的HF2信号的时间段被计数作为该累积的一部分并相应地延长该累积的长度。