[发明专利]直流电弧故障检测器和电路断续器以及检测直流电力电路中的电弧的方法

权利要求书

1.一种直流电弧故障检测器(4)，其用于直流电力电路(6)，所述直流电力电路(6)具有在其中流动的电流(8)，所述直流电弧故障检测器包括：

第一电流传感器(10)，其被构造为感测在所述直流电力电路中流动的电流的交流成分；

第二电流传感器(12)，其被构造为感测在所述直流电力电路中流动的电流的直流成分；

带通滤波器(14)，其被构造为对在所述直流电力电路中流动的电流的所感测的交流成分进行滤波；

解调对数放大器(16)，其包括接收在所述直流电力电路中流动的电流的滤波后的交流成分(15)的输入端(18)，以及输出端(20)；

积分器或最小检测器电路(22)，其包括电连接到所述解调对数放大器的所述输出端的输入端(24)，以及输出端(26)；以及

处理器(28)，其被构造(38)为：重复地输入(64)并且然后重置(66)所述积分器或最小检测器电路的输出端的值，以及：

(a)当所述直流电力电路中流动的电流的所感测的直流成分大于第一预定值并且所述积分器或最小检测器电路的输出端的当前值与所述积分器或最小检测器电路的输出端的先前值相差第二预定值以上，并且在所述积分器或最小检测器电路的输出端的所述当前值与所述积分器或最小检测器电路的输出端的所述先前值之间是第一预定时间时，递增第一电弧故障累加器，否则递减所述第一电弧故障累加器；以及当所述第一电弧故障累加器大于第三预定值时确定在所述直流电力电路中存在电弧；或者

(b)当所述直流电力电路中流动的电流的所感测的直流成分大于第一预定值并且所述积分器或最小检测器电路的输出端的所述当前值比所述积分器或最小检测器电路的输出端的另一个先前值大第四预定值以上，并且在所述积分器或最小检测器电路的输出端的所述当前值与所述积分器或最小检测器电路的输出端的所述另一个先前值之间是长于所述第一预定时间的第二预定时间时，递增第二电弧故障累加器，否则递减所述第二电弧故障累加器；以及当所述第二电弧故障累加器大于第五预定值时确定在所述直流电力电路中存在所述电弧；

其中所述第一预定时间是至少20毫秒并且所述第二预定时间是至少1秒。

2.如权利要求1所述的直流电弧故障检测器(4)，其中所述递增所述第一电弧故障累加器对应于在所述直流电力电路中流动的电流的滤波后的交流成分在所述电弧期间具有显著波动。

3.如权利要求1所述的直流电弧故障检测器(4)，其中所述递增所述第二电弧故障累加器对应于在所述直流电力电路中流动的电流的滤波后的交流成分在所述电弧期间具有阶跃变化。

4.如权利要求1所述的直流电弧故障检测器(4)，其中所述直流电力电路对逆变器供电；并且其中由切换所述逆变器产生的噪声不显著增加所述积分器或最小检测器电路的输出端的电压。

5.如权利要求1所述的直流电弧故障检测器(4)，其中作为连续电弧的所述电弧导致所述积分器或最小检测器电路的输出端的电压显著增加。

6.如权利要求1所述的直流电弧故障检测器(4)，其中所述第二电流传感器是电阻器(12)，所述电阻器(12)与所述直流电力电路中的光伏阵列串联电连接。

7.一种直流电弧故障电路断续器(2)，其用于直流电力电路(6)，所述直流电力电路(6)具有在其中流动的电流(8)，所述直流电弧故障电路断续器包括：

可分离触点(32)，其与所述直流电力电路串联电连接；

操作机构(34)，其被构造为断开和闭合所述可分离触点；以及

权利要求1中的直流电弧故障检测器，

其中所述处理器被构造为响应于确定在所述直流电力电路中存在所述电弧而输出信号以导致所述操作机构跳闸断开所述可分离触点。

8.如权利要求7所述的直流电弧故障电路断续器(2)，其中所述处理器还被构造为在800毫秒内检测并中断所述电弧。

9.一种检测直流电力电路(6)中的电弧(30)的方法，所述直流电力电路(6)具有在其中流动的电流(8)，所述方法包括：

感测(10)在所述直流电力电路中流动的电流的交流成分；

感测(12)在所述直流电力电路中流动的电流的直流成分；

对在所述直流电力电路中流动的电流的所感测的交流成分进行带通滤波(14)；

提供与在所述直流电力电路中流动的电流的带通滤波后的交流成分(15)的包络的对数成比例的值(21)；

对所述值求积分(22)以提供积分值(45)；以及

重复地输入(64)并且然后重置(66)所述积分值；

执行电弧检测功能，包括：

(a)当所述直流电力电路中流动的电流的所感测的直流成分大于第一预定值并且所述积分器或最小检测器电路的输出端的当前值与所述积分器或最小检测器电路的输出端的先前值相差第二预定值以上，并且在所述积分器或最小检测器电路的输出端的所述当前值与所述积分器或最小检测器电路的输出端的所述先前值之间是第一预定时间时，递增第一电弧故障累加器，否则递减所述第一电弧故障累加器；以及当所述第一电弧故障累加器大于第三预定值时确定在所述直流电力电路中存在所述电弧；或者

(b)当所述直流电力电路中流动的电流的所感测的直流成分大于第一预定值并且所述积分器或最小检测器电路的输出端的所述当前值比所述积分器或最小检测器电路的输出端的另一个先前值大第四预定值以上，并且在所述积分器或最小检测器电路的输出端的所述当前值与所述积分器或最小检测器电路的输出端的所述另一个先前值之间是长于所述第一预定时间的第二预定时间时，递增第二电弧故障累加器，否则递减所述第二电弧故障累加器；以及当所述第二电弧故障累加器大于第五预定值时确定在所述直流电力电路中存在所述电弧；

其中，所述第一预定时间是至少20毫秒并且所述第二预定时间是至少1秒。