[发明专利]使用在插座处的开关元件检测电弧故障的方法

权利要求书

1.一种检测分支电弧故障的电源插座器件，包括：

线路导体；

中性导体，所述线路导体和所述中性导体提供电力给连接到所述电源插座器件的负载，

中性短路开关元件，所述中性短路开关元件耦合在所述线路导体和所述中性导体之间且具有断开位置和闭合位置，所述闭合位置将所述线路导体耦合至所述中性导体；

负载控制开关元件，所述负载控制开关元件在所述线路导体中，所述负载控制开关元件具有用于控制电流通过所述线路导体的断开位置和闭合位置，其中，所述中性短路开关元件处于其断开位置中且所述负载控制开关元件处于其闭合位置中，以提供来自所述线路导体的功率；以及

插座控制器，所述插座控制器耦合到所述中性短路开关元件和所述负载控制开关元件，所述插座控制器断开所述负载控制开关元件，供所述电源插座器件上游的电流传感器来确定电流是否存在于所述线路导体上来检测并联电弧故障。

2.如权利要求1所述的电源插座器件，其中，电压传感器在所述电源插座器件上游被耦合在所述线路导体和所述中性导体之间，且其中，所述插座控制器闭合所述中性短路开关元件，以通过对根据感测的电压和电流确定的阻抗是否超过阈值的判定来检测串联电弧故障。

3.如权利要求2所述的电源插座器件，其中，上游断路器被耦合到所述线路导体和所述中性导体，其中，如果检测到故障，所述断路器中断所述线路导体上的功率。

4.如权利要求3所述的电源插座器件，其中，主控制器被耦合到所述断路器中的电压传感器和电流传感器。

5.如权利要求2所述的电源插座器件，其中，所述中性短路开关元件和所述负载控制开关元件通过所述插座控制器基于周期性循环而被放置在它们的断开位置和闭合位置中。

6.如权利要求5所述的电源插座器件，其中，所述周期性循环的频率是所述线路导体上的电流的幅度的函数。

7.如权利要求4所述的电源插座器件，其中，所述中性短路开关元件和所述负载控制开关元件在与所述插座控制器进行通信的所述主控制器的控制下被放置在它们的断开位置和闭合位置中。

8.如权利要求4所述的电源插座器件，其中，所述主控制器通过以下操作确定所述串联电弧故障的位置：

断开所述电源插座器件的所述中性短路开关元件，以及

闭合第二电源插座器件的中性短路开关元件，并确定根据所感测的电压和电流得到的阻抗是否超过阈值。

9.如权利要求1所述的电源插座器件，其中，所述插座控制器是微控制器。

10.如权利要求1所述的电源插座器件，其中，所述中性短路开关元件和所述负载控制开关元件是固态器件。

11.如权利要求1所述的电源插座器件，其中，所述中性短路开关元件和所述负载控制开关元件和插座控制器是在连接到包括所述线路导体和所述中性导体的传统的插座器件的模块中。

12.一种确定经由线路导体和中性导体耦合到交流电源的断路器的下游的电弧故障的方法，包括：

断开在所述断路器的下游的第一电源插座器件中控制电流通过所述线路导体的负载控制开关元件；

确定电流是否正在所述线路导体上流动；

基于电流是否正在所述线路导体上流动来检测并联电弧故障；

闭合在所述第一电源插座器件中的中性短路开关元件，以将所述线路导体耦合到所述中性导体；

测量在所述线路导体和所述中性导体之间的电压和在所述线路导体上流动的电流来确定阻抗；以及

如果所述阻抗超过阈值，则检测到串联电弧故障。

13.如权利要求12所述的方法，还包括：当所述并联电弧故障或者所述串联电弧故障被检测到时，经由所述断路器中断到所述线路导体的电流。