[发明专利]用于检测电路中的电气故障的方法

说明书

用于检测具有用于功率传输的传输线（22）的电路（24）中的电气故障的方法包含：确定沿传输线是否存在潜在电气故障状况（38）；以及确认潜在电气故障是实际电气故障。如果潜在电气故障确认为实际电气故障，则本方法可以将电路禁用。

技术背景

电气系统，例如出现在飞行器配电系统中的电气系统，采用电气汇流条和数英里的布线用于将公路从电功率源输送到电气负载。在发生电弧故障或其他失效状况的情况下，可以将高电流通过诸如空气的通常非传导媒介传输，导致在电弧失效点处或电弧失效点周围的配电系统的未预期的操作。

发明内容

一种用于检测具有用于功率传输的传输线的电路中的电气故障的方法，该方法包含：第一感测沿传输线的至少一个的电压或电流中的至少一个；基于电压和电流中的所感测的至少一个来确定潜在电气故障状况；以及将沿传输线的至少一个的功率传输降低成低于第一预定的阈值。在降低之后，该方法包含：第二感测沿传输线的至少一个的电压或电流中的至少一个；将电压或电流中的所感测的至少一个与对应的电压或电流阈值比较；以及在电压或电流中的第二感测的至少一个的特性满足对应的电压或电流阈值时，确定已经发生电气故障。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的配电系统的示意电路图；

图2是根据本发明的第一实施例示出配电系统的故障检测响应的一系列的图表。

具体实施方式

本发明的所描述的实施例针对可以例如用在飞行器中的电力分配系统（electrical power distribution system）。虽然本描述主要针对用于飞行器的配电系统，但它还可适用于将电气系统用于将功率从功率源传输到电气负载的任何环境。

图1图示诸如飞行器中的示范配电系统的配电系统24的示范示意电路图，配电系统24包括发电机18、诸如固态开关26的电气开关、诸如电气传输线22、电缆、电缆接头或汇流条的电气互连、电气负载20以及电弧事件检测器30。如所示，发电机18与固态开关26电耦合，固态开关26进一步经由传输线22与电弧事件检测器30和电气负载20电耦合。固态开关26可包含开关组件28、诸如瞬态吸收器42的跨开关组件28所配置的瞬态抑制装置以及开关组件28下游的二极管44，二极管44从例如电气接地偏压到电力线。如所示，配电系统24还可以包含定位在发电机18附近的例如固有发电机18电感的第一电感29和例如固有传输线22电感的第二电感31。为了说明的目的，进一步显示传输线22，具有示例串联瞬态电气事件38，例如电弧故障。

在飞行器的实施例中，例如，操作的燃气涡轮发动机可提供机械能，其可经由线轴（spool）来提取，以便为发电机18提供驱动力。发电机18进而将所生成的功率提供给固态开关26，在开关组件28闭合时，将功率经由传输线22输送到电气负载20。在开关组件28断开时，因为瞬态吸收器42抑制由二极管44和第一和第二电感29、31的配置所生成的瞬态电信号，所以配电系统24中的电流的中断引起跨瞬态吸收器42的电流衰减。

预想用于将功率提供给电气负载20的附加功率源，例如应急功率源、冲压空气涡轮系统、起动器/发电机或电池。将理解，虽然在飞行器环境中描述本发明的一个实施例，但本发明不被这样限制，并且具有对诸如其他移动应用以及非移动工业、商业以及住宅应用的非飞行器应用中的电功率系统的一般应用。

固态开关26的一个示例可包括基于碳化硅（SiC）或氮化镓（GaN）的高带宽功率开关。SiC或GaN可基于其固态材料构造、其在更小的并且更轻的形状因数处理大功率级的能力以及其非常迅速地执行电气操作的高速开关能力来选择。固态开关26的另一示例可进一步包括还具有高速开关的能力的基于硅的功率开关。