[发明专利]多串电弧故障检测装置的改进的噪声传播抗扰性

说明书

本发明涉及多串电弧故障检测装置的改进的噪声传播抗扰性。检测直流电力系统中电弧的系统和方法可以提供改进的噪声传播抗扰性。系统包括分别用于监控至少两个电流输出的至少两个电流传感器。电流传感器具有相反的极性，并且被并联地配置和布置以提供组合电流输出信号。电流传感器监控相应电流输出，该相应电流输出被提供用于由电流传感器通过至少两个相邻导体进行监控。如果电弧发生在第一导体上的位置处，那么具有如同第一导体上的电弧的电弧电流特征的电弧(相邻导体串扰)可以发生在另一个相邻导体上的位置处。系统可以有效地消除光伏(PV)系统内的这种相邻导体串扰，从而按照PV串水平提高用于检测电弧的电弧故障检测装置的性能。

相关申请的交叉引用

本专利申请是2013年3月15日提交的、标题为“HOME RUN ARC DETECTION AT THEPHOTOVOLTAIC STRING LEVEL USING MULTIPLE CURRENT SENSORS”的美国专利申请13/836,345的部分继续申请(CIP)，该美国专利申请13/836,345是2012年11月16日提交的、标题为“SYSTEMS AND METHODS OF DISCRIMINATING DC ARCS AND LOAD SWITCHING NOISE”的美国专利申请13/679,039的CIP。

技术领域

本申请通常涉及检测电气电路中的电弧，更具体地涉及改进用于具有多个光伏(PV)串的PV系统中的电弧故障检测装置中的噪声传播抗扰性的系统和方法。

背景技术

近年来，诸如光伏(PV)系统的直流电力系统已经逐渐地应用于范围从为电池充电到为交流电流(AC)电网提供电力的家庭和工业应用中。这种PV系统可以包括串联连接以形成一个或者多个PV串的多个PV模块(例如，太阳能板)。多个PV串可以并联连接，并且通过用于最终驱动充电器或者逆变器负载的汇线箱路由。在典型PV系统中，每个PV模块可以被配置为以50Vdc生成高达大约10安培的电流输出，并且根据PV串上连接的PV模块数量，每个PV串可以被配置为产生高达大约1000Vdc或者更高的电压输出。此外，并联连接的PV串可以被配置为提升典型PV系统的总电流输出直至大约200安培或者更大。

由于诸如上述PV系统的直流电力系统可以被配置为生成相对高的电流和电压输出，因此需要检测这种电力系统中电弧的系统和方法。例如，在典型PV系统中，其中电流输出和电压输出可以分别为200安培和1000Vdc的量级，可能通过断开PV电力电缆产生串联电弧，可能由于使PV电力电缆短路而产生并联电弧，并且可能由于将PV电力电缆短接至接地而产生接地故障电弧。然而，迄今为止，检测电力系统中电弧的已知系统和方法通常没有能力以高水平的可靠性将串联电弧、并联电弧、接地故障电弧等等与由充电器负载、逆变器负载、直流-直流负载开关、直流-交流负载开关、直流断开开关、射频(RF)拾波器、直流电力线路通信等等生成的噪声区分开。

发明内容