[发明专利]故障电弧识别单元

说明书

本发明涉及一种用于具有三个相导体和一个中性导体的三相交流电路的故障电弧识别单元，其具有：‑与每个相导体相关联的电压传感器，用于周期性地确定相‑中性导体电压值和相‑相电压值，‑与每个相导体相关联的电流传感器，用于周期性地确定相导体电流参量，根据其确定相导体电流值和电流相对于时间的变化的值，‑评估单元，其与电压传感器和电流传感器连接，并且被设计为：‑将电流有效值分别与电流阈值进行比较，并且在超过电流阈值时，输出过电流信号，‑根据相‑中性导体电压值、相‑相电压值、相导体电流值、交联电流、电流相对于时间的变化的值和交联变化电流值计算电弧电压，将电弧电压与阈值进行比较，使得输出故障电弧识别信号，‑根据相‑中性导体电压值和相‑相电压值计算另外的电弧电压，将电弧电压与另外的阈值进行比较，使得输出另外的故障电弧识别信号，‑当存在至少一个过电流信号和故障电弧识别信号时，发出输出侧的故障电弧识别信号。

技术领域

本发明涉及一种故障电弧识别单元、断路器、短路器和用于识别故障电弧的方法。

本专利申请要求以下申请的优先权：

PCT/EP2016/062274

PCT/EP2016/062273

PCT/EP2016/062272

PCT/EP2016/062271

(欧洲专利局)

以及：

102016209444.0

102016209443.2

102016209445.9

(德国专利局)。

上述7个申请的内容在此通过引用包含在本申请中。

背景技术

在低压电路或低压设备或者低压电网、即电压直至1000伏交流电压或者1500伏直流电压的电路中，短路通常与出现的故障电弧、例如并联或者串联故障电弧相关联。低压特别地是指比具有25伏或者50伏交流电压以及60伏或者120伏直流电压的值的小电压大的电压。

特别是在大功率的分配和开关设备中，这些故障电弧在关断不够快的情况下可能导致运行部件、设备部分或者整个开关设备的毁灭性的损坏。为了避免长持续时间并且大面积的能量供应停止并且减少人员以及一般的伤害，需要在几毫秒内识别出并且熄灭这些故障电弧、特别是大电流故障电弧或并联故障电弧。传统的能量供应设备保护系统(例如保险装置和断路器)无法在所需要的时间要求下提供可靠的保护。

不是指在特别是在触点处进行电气开关时出现的开关电弧。

故障电弧是指在电路中或者在设备中出现电气故障时出现的电弧。例如，故障电弧可能由于短路或不良连接引起。

如果电流在“几乎中断”的相导体中流动，则在中断位置处形成所谓的串联故障电弧。

当出现与另一个相导体的(几乎)短路时，将其称为并联故障电弧。

并联故障电弧例如可能由于绝缘材料的老化或者在相导体之间导电的污染的存在而引起。并联故障电弧可能出现在两个不同的相导体之间、相导体(L)和接地导体(PE)之间或者相导体和中性导体(N)之间。

如果电弧呈现并联故障电弧和串联故障电弧的特性，则将其称为组合故障电弧。如果提到相导体、接地导体或者中性导体，则这不仅涉及导体，而且涉及具有与相导体、接地导体或者中性导体相同的电位的所有设备部分。

通常，故障电弧会在不同电位的导体或者设备部分之间产生错误的连接。