Детектор електричної дуги і пов’язаний з ним спосіб детектування небажаних електричних дуг

Номер патенту: 98054

Опубліковано: 10.04.2012

Автори: Хедберг Йонас, Хален Стефан, Ерікссон Томас

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Детектор електричної дуги для детектування небажаних електричних дуг, який містить:

антену (232) для прийому електромагнітного сигналу (230), що відображає електричну дугу; і

дискримінатор (248) для аналізу сигналу від антени (232), що містить спектроаналізатор, виконаний з можливістю детектування нормальної електричної дуги або небажаної електричної дуги,

який відрізняється тим, що

дискримінатор виконаний з можливістю порівняння рівнів сигналу на частотах спектра сигналу, що відповідає щонайменше одному частковому опорному спектру, вибраному при частотах, на яких існує різниця між нормальною і небажаною електричною дугою, і визначення електричної дуги як нормальної електричної дуги, якщо відхилення від опорного спектра, який містить щонайменше один частковий опорний спектр, менше, ніж заздалегідь визначене порогове відхилення від опорного спектра.

2. Детектор електричної дуги за п. 1, який виконаний з можливістю детектування електричної дуги, що виникає при роботі електричного пристрою.

3. Детектор електричної дуги за п. 1 або 2, виконаний з можливістю детектування електричної дуги, що виникає при роботі перемикача (102) відгалужень під навантаженням силового трансформатора, при цьому нормальна електрична дуга є електричною дугою всередині вакуумної камери (111) пристрою перемикача (102) відгалужень під навантаженням, а небажана електрична дуга є електричною дугою ззовні вакуумної камери (111).

4. Детектор електричної дуги за будь-яким з пп. 1-3, в якому як опорний спектр використаний адаптивний опорний спектр, обчислений як середнє значення із заздалегідь визначеної кількості множини останніх проаналізованих спектрів сигналу.

5. Детектор електричної дуги за будь-яким з пп. 1-4, який додатково містить смуговий фільтр (236), виконаний з можливістю прийому вхідного сигналу від антени (232) і забезпечення вихідного сигналу до дискримінатора (248).

6. Детектор електричної дуги за п. 5, який додатково містить:

змішувач (240), з'єднаний зі смуговим фільтром (236) і генератором (242), причому змішувач (240) виконаний з можливістю прийому вхідних сигналів від смугового фільтра (236) і від генератора (242); і

фільтр низьких частот (244), з'єднаний зі змішувачем (240) і дискримінатором (248) і виконаний з можливістю прийому вхідного сигналу від змішувача (240) і забезпечення вихідного сигналу до дискримінатора (248).

7. Детектор електричної дуги за п. 6, який додатково містить:

детектор (249) обвідної, що визначає обвідну сигналу, виконаний з можливістю прийому вхідного сигналу від фільтра низьких частот і забезпечення вихідного сигналу до дискримінатора (248).

8. Спосіб детектування небажаних дуг, який включає етапи, на яких:

приймають електромагнітний сигнал (230), що відображає електричну дугу, використовуючи антену (232), і забезпечують сигнал до дискримінатора (248); і

встановлюють в дискримінаторі (248) відмінність між нормальною електричною дугою і небажаною електричною дугою, використовуючи сигнал від антени (232) і використовуючи спектроаналізатор для встановлення відмінності між нормальною електричною дугою і небажаною електричною дугою,

який відрізняється тим, що

етап встановлення відмінності включає етапи, на яких порівнюють рівні сигналів на частотах спектра сигналу, що відповідає щонайменше одному частковому опорному спектру, і визначають електричну дугу як нормальну електричну дугу, якщо відхилення від опорного спектра менше, ніж порогове відхилення.

9. Спосіб за п. 8, в якому на етапі встановлення відмінності встановлюють відмінність між нормальною електричною дугою всередині вакуумної камери перемикача відгалужень під навантаженням для силового трансформатора і небажаною електричною дугою ззовні вакуумної камери.

10. Спосіб за п. 8 або 9, в якому на етапі визначення відхилення від опорного спектра визначають, використовуючи обчислення середньоквадратичного значення.

Текст

Реферат: Представлений детектор електричної дуги для детектування небажаних електричних дуг. Детектор електричної дуги містить антену для прийому електромагнітного сигналу, що відображає електричну дугу, і дискримінатор для аналізу сигналу від антени, що містить спектроаналізатор, виконаний з можливістю детектування нормальної електричної дуги або небажаної електричної дуги. Дискримінатор виконаний з можливістю порівняння рівнів сигналу на частотах спектра сигналу, що відповідає щонайменше одному частковому опорному спектру, вибраному при частотах, на яких існує різниця між нормальною і небажаною електричною дугою, і визначення електричної дуги як нормальної електричної дуги, якщо відхилення від опорного спектра, який містить щонайменше один частковий опорний спектр, менше, ніж заздалегідь визначене порогове відхилення від опорного спектра. Також представлений відповідний спосіб детектування небажаних електричних дуг. UA 98054 C2 (12) UA 98054 C2 UA 98054 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується головним чином детектування електричних дуг, а більш конкретно, встановлення відмінності між нормальними і небажаними електричними дугами. Утворення електричної дуги, тобто, електричний розряд, може відбуватися в багатьох електричних полях. Деякі утворення електричної дуги можуть бути звичайною частиною роботи пристрою, хоча деякі утворення електричної дуги є небажаними і можуть навіть бути небезпечними. Як перший приклад в силових трансформаторах перемикачі відгалужень під навантаженням (ПРПН) використовуються для зміни підключення відгалужень трансформаторних обмоток, доки трансформатор знаходиться під напругою. Виникає утворення деякої електричної дуги, і бажано втримувати таке утворення електричної дуги всередині вакуумної камери, замість того, щоб допустити утворення електричної дуги в маслі трансформатора. Утворення електричної дуги в маслі може призвести до зносу контактів і зниження якості масла. Тому бажано мати можливість встановлювати відмінність між нормальним утворенням електричної дуги всередині вакуумної камери і небажаним утворенням електричної дуги ззовні вакуумної камери. Виключення утворення електричної дуги в маслі дозволяє використовувати менш дорогий матеріал контактів і збільшити час між замінами масла, таким чином, допускаючи довші інтервали між експлуатаційним обслуговуванням. Як другий приклад як нормальне, так і небажане утворення електричної дуги можуть відбуватися в електричних двигунах, і бажано встановлювати відмінність між цими двома утвореннями електричної дуги. Отже, існує необхідність у визначенні і встановленні відмінності між нормальними електричними дугами і небажаними електричними дугами. З попереднього рівня техніки відомий датчик дуги для детектування небажаних дуг, який містить антену для прийому і передачі електромагнітного сигналу, який відображає дугу і дискримінатор, що аналізує сигнал від антени, причому дискримінатор містить аналізатор спектру, який призначений ля визначення сигналу, що представляє нормальну дугу або небажану дугу (DE 19523270 С1). Задачею даного винаходу є забезпечення детектора електричної дуги і способу детектування і встановлення відмінності між нормальними електричними дугами і небажаними електричними дугами. Згідно з винаходом, запропонований детектор електричної дуги для детектування небажаних електричних дуг. Детектор електричної дуги містить антену для прийому електромагнітного сигналу, що відображає електричну дугу, і дискримінатор для аналізу сигналу від антени, причому дискримінатор містить спектроаналізатор, виконаний з можливістю детектування, чи відображає сигнал нормальну електричну дугу або небажану електричну дугу. Дискримінатор виконаний з можливістю детектування, чи відображає сигнал нормальну електричну дугу або небажану електричну дугу за допомогою порівняння рівнів сигналу на частотах спектра сигналу відповідного щонайменше одному частковому опорному спектру, і визначення електричної дуги як нормальну електричну дугу, якщо відхилення від опорного спектра менше, ніж порогове відхилення. Спектроаналізатор допускає для мети встановлення відмінності між нормальною і небажаною електричними дугами використання тільки сигналу від антени. Більше того, використовуючи спектроаналізатор, встановлення відмінності є незалежним від часу, забезпечуючи детектування небажаної електричної дуги в будь-який момент. За допомогою використання шротового відхилення невеликі звичайні відхилення від ідеального сигналу інтерпретуються також коректно. Порогова величина може бути відрегульована як необхідно. Тільки за допомогою порівняння рівнів сигналів на частотах, що відповідають одному або більше частковим опорним спектрам, досягається більш вірне і надійне визначення, особливо, коли діапазони частот для часткових опорних спектрів вибирають там, де різниця між нормальною і небажаною електричною дугою визначена як відносно велика. Електрична дуга, може стосуватися роботи електричного пристрою. Іншими словами, будьякий електричний пристрій, де існують нормальна і небажана електричні дуги, буде мати перевагу від використання даного винаходу, наприклад, електричні машини, такі як трансформатори, електродвигуни, переривники ланцюга і т. д. Електрична дуга може стосуватися роботи перемикача відгалужень під навантаженням силового трансформатора, і нормальна дуга може бути дугою всередині вакуумної камери перемикача відгалужень під навантаженням, а небажана дуга може бути дугою ззовні вакуумної камери. У перемикачах відгалужень від навантаженням силових трансформаторів існують і нормальні електричні дуги, і небажані електричні дуги, тому даний винахід забезпечує технічний ефект. 1 UA 98054 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Детектор електричної дуги може додатково містити смуговий фільтр, виконаний з можливістю прийому вхідного сигналу від антени і забезпечення-вихідного сигналу до дискримінатора. Детектор електричної дуги може додатково містити змішувач, виконаний з можливістю прийому вхідного сигналу від смугового фільтра," причому змішувач додатково сполучений для прийому вхідного сигналу від генератора, і фільтр нижніх частот, виконаний з можливістю прийому вхідного сигналу від змішувача і забезпечення вихідного сигналу до дискримінатора. Це робить можливим здійснення додаткової обробки, що виконується на низьких частотах. Детектор електричної дуги може додатково містити: детектор огинальної, виконаний з можливістю прийому вхідного сигналу від фільтра низьких частот і забезпечення вихідного сигналу до дискримінатора. Другий аспект даного винаходу є способом детектування небажаних електричних дуг. Спосіб включає етапи, на яких одержують електромагнітний сигнал, що відображає електричну дугу, використовуючи антену і забезпечуючи сигнал до дискримінатора, і встановлюють відмінність в дискримінаторі між нормальною електричною дугою і небажаною електричною дугою, використовуючи сигнал від антени. Етап встановлення відмінності включає етапи, на яких використовують спектроаналізатор, для встановлення відмінності між нормальною електричною дугою і небажаною електричною дугою і порівнюють рівні сигналів на частотах спектра сигналу, що відповідає щонайменше одному частковому опорному спектру, визначають електричну дугу як нормальну, якщо відхилення від опорного спектра менше, ніж порогове відхилення. На етапі встановлення відмінності може встановлюватися відмінність між нормальною електричною дугою всередині вакуумної камери перемикача відгалужень під навантаженням для силового трансформатора і небажаною електричною дугою ззовні вакуумної камери. На етапі визначення відхилення може бути визначене, використовуючи обчислення середньоквадратичного значення. Потрібно зазначити, що будь-яка ознака першого аспекту може бути застосована для другого аспекту і навпаки. Загалом, всі терміни, використані в формулі винаходу, повинні інтерпретуватися згідно з їх звичайними значеннями в галузі техніки, якщо тільки явно не визначено інше. Всі посилання до елемента, пристрою, компонента, засобу, етапу повинні бути інтерпретовані відкрито, як такі, що належать щонайменше до однієї одиниці елемента, пристрою, компонента, засобу, етапу і т. д., якщо тільки явно не вказане інше. Етапи будь-якого способу, розкритого в матеріалах даної заявки, не повинні бути здійснені в точному розкритому порядку, якщо тільки явно не вказане інше. Надалі винахід пояснюється описом переважних варіантів втілення з посиланнями на супровідні креслення, на яких: фіг. 1 зображає схему перемикача 102 відгалужень під навантаженням трансформатора; фіг. 2 зображає схему детектора 231 електричної дуги, який може, наприклад, бути використаний з перемикачем відгалужень під навантаженням по фіг. 1; і фіг. 3 зображає блок-схему послідовності операцій способу детектування небажаних електричних дуг. Даний винахід тепер буде описаний більш повно нижче з посиланням на супровідні креслення, на яких показані конкретні варіанти здійснення винаходу. Цей винахід, однак, може бути втілений у множині різних форм і не повинен бути витлумачений як обмежений варіантами здійснення, наведеними в матеріалах даної заявки; точніше, ці варіанти здійснення надані як приклад, так, що це розкриття буде повним і закінченим і буде повністю передавати об'єм винаходу для фахівців в даній галузі техніки. Однакові посилальні номери вказують ідентичні елементи по всьому опису. На фіг. 1 показана схема перемикача 102 відгалужень під навантаженням трансформатора. Перемикач відгалужень під навантаженням (ПВПН) використовується для зміни з'єднання відгалужень обмоток трансформатора, коли трансформатор підключений до мережі. Спочатку будуть пояснені компоненти ПВПН 102, з подальшим сценарієм їх використання. Як показано на фіг. 1, передбачено декілька з'єднань 107a-d відгалужень для відповідності різним напругам. Деякі з цих з'єднань 107а-b відгалужень розташовані на одній стороні і деякі з цих з'єднань 107c-d відгалужень розташовані на іншій стороні. Існує два селектори 115а-b відгалужень на кожній стороні. Лівий селектор 115а відгалужень сполучений із з'єднанням 107а відгалуження і правий селектор 115b відгалужень тут сполучений із з'єднанням 107с відгалуження. Затискач 103 використовується для підключення навантаження. Затискач сполучений з двома вакуумними перемикачами 111а і 111b. Лівий вакуумний вимикач 111а сполучений з 2 UA 98054 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 першим перемикачем 109а селектора. Правий вакуумний перемикач 111b сполучений з опором 105. Потрібно зазначити, що опір 105 може бути простим резистором або реакторним опором. Опір 105 додатково сполучений з другим перемикачем 109b селектора. Як можна побачити, обидва перемикачі 109а-b селектора можуть сполучатися або з лівим селектором 115а відгалужень або з правим селектором 115b відгалужень. У ситуації, показаній на фіг. 1, обидва перемикачі селектора сполучені з лівим селектором 115а відгалужень. Хоча обидва вакуумних перемикача 111а-b замкнені, затискач 103 фактично сполучений з лівим селектором 115а відгалужень, який сполучений із з'єднанням 107а відгалуження. Тепер буде описаний приклад того, як затискач 103 забезпечується новою напругою без переривання джерела живлення. Іншими словами, навантаження може бути сполучене із затискачем 103 під час всієї цієї процедури. Спочатку селектор 115b відгалужень сполучений із з'єднанням відгалуження, що відповідає бажаній новій напрузі. У цьому прикладі під бажаним з'єднанням відгалуження мається на увазі з'єднання 107с відгалуження. Якщо потрібно, селектор 115b відгалужень, який в даний момент не знаходиться під навантаженням, здійснює будь-яке необхідне перемикання для з'єднання з бажаним з'єднанням відгалуження (що тут не потрібно). Потім лівий вакуумний вимикач 111а розмикається, тим самим перший перемикач 109а відгалужень може перемкнутися так, що він сполучиться з правим перемикачем 115b відгалужень. Перший перемикач 109а відгалужень знаходиться поза навантаженням під час перемикання, оскільки лівий вакуумний перемикач 111а розімкнутий. Лівий вакуумний перемикач 111а потім замикається, з'єднуючи затискач 103 через перший перемикач 109а відгалужень з правим перемикачем 115b відгалужень. Опір 105 виключає коротке замикання між з'єднаннями 107а і 107с відгалужень. Правий вакуумний перемикач 111b потім розмикається, тим самим, другий перемикач 109b відгалужень може перемкнутися так, що він сполучиться з правим селектором 115b відгалужень. Другий селектор 109b відгалужень знаходиться поза навантаженням під час перемикання, оскільки правий вакуумний перемикач 111b розімкнутий. На закінчення, правий вакуумний перемикач 111b замикається, тим самим затискач 103 сполучається з правим селектором 115b відгалужень і з'єднанням 107с відгалуження. Через опір 105 майже весь струм буде протікати через лівий вакуумний перемикач 111а і перший перемикач 109а відгалужень. Таким чином, було проілюстровано, як затискач 103 тепер сполучений з новим з'єднанням відгалуження, в той час як трансформатор весь час знаходиться в стані, що забезпечує його підключення до мережі. Хоча всі розмикання і замикання перемикачів під навантаженням здійснюються, використовуючи вакуумні перемикачі 111 а-b, електричні дуги в маслі не повинні виникати в умовах звичайної експлуатації. Електричні дуги повинні виникати у вакуумних перемикачах 111 а-b, але перемикачі розроблені так, що вони стійкі до великої кількості електричних дуг. Цей спосіб працює таким же чином для з'єднання будь-яких з'єднань 107а-b відгалуження на лівій стороні, з однією різницею в тому, що перемикачі селектора перемикають в іншому напрямку. Повинно бути відмічено, що кількість з'єднань відгалужень, показаних на фіг. 1, вибрана тільки для ілюстративних цілей; може бути надана будь-яка кількість відповідних з'єднань відгалужень. На фіг. 2 показана схема детектора 231 електричної дуги, який може, наприклад, бути використаний з перемикачем 102 відгалужень під навантаженням на фіг. 1. Детектор 231 електричної дуги містить антену 232, яка детектує електромагнітний сигнал 230 від електричної дуги. Електромагнітний сигнал 230 є, наприклад, випромінюванням, яке може бути детектоване, навіть, якщо електрична дуга утворилася всередині вакуумної камери і вимушена пройти крізь стінки вакуумної камери і будь-яке навколишнє масло. Також сигнал випромінювання від електричної дуги в маслі може бути детектований подібним способом. Отже, антені 232 не потрібно знаходитися в прямому контакті з джерелом електричної дуги. Сигнал від антени 232 проходить крізь коаксіальний кабель 234 до смугового фільтра 236. Смуговий фільтр посилює смугу частот, на якій сигнал електричної дуги більш значний. Після посилення підсилювачем 238 сигнал змішується в змішувачі 240 з сигналом від генератора 242 для зменшення частоти сигналу. Фільтр низьких частот 244 додатково зменшує ширину смуги. Після іншого посилення підсилювачем 246 детектор огинальної 249 необов'язково визначає огинальну сигналу, наданого від підсилювача 246. На закінчення, дискримінатор 248 3 UA 98054 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 встановлює відмінність між нормальною електричною дугою всередині або небажаною електричною дугою в будь-якому місці ззовні вакуумної камери 111а-b (фіг. 1). Дискримінатор 248 містить спектроаналізатор для встановлення відмінності між електричними дугами всередині вакуумної камери і електричними дугами ззовні вакуумної камери. Присутність електричної дуги може, наприклад, бути встановлена за допомогою детектування сигналу щонайменше конкретної амплітуди і/або сигналу щонайменше конкретній тривалості. Дискримінатор 248 працює за допомогою порівняння спектра сигналу, прийнятого від антени, з опорним спектром. Дискримінатор визначає електричну дугу як електричну дугу, що знаходиться всередині вакуумної камери, якщо відхилення від опорного спектра менше, ніж порогове відхилення. Альтернативно, може бути детектована небажана електрична дуга, якщо опорний спектр відображає небажану електричну дугу. Іншими словами, сигнал не повинен бути таким же точно, як опорний сигнал для визначення збігу. Відхилення може бути детектоване, наприклад, використовуючи середньоквадратичне відхилення, але може бути використаний будь-який інший відповідний механізм для визначення відхилення. Опорний спектр може складатися з одного або більше підспектрів або часткових опорних спектрів, вибраних при частотах, де було виявлено, що різниця між нормальною і небажаною електричною дугою є досить великою. Кожен з цих часткових опорних спектрів має найменшу і найбільшу частоту, створюючи смугу, і опорний рівень сигналу (або еквівалент) між найменшою і найбільшою частотою. Опорний спектр зберігається в пам'яті 250, такій як оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП, RAM), постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП, ROM), флеш-пам'ять, магнітна пам'ять, оптична пам'ять або будь-якій комбінації цих типів пам'яті. Порівняння дискримінатора 248 здійснюється за допомогою використання контролера, який може бути будь-яким доступним для комерційного придбання центральним процесором (ЦП, CPU), цифровим сигнальним процесором (ЦСП, DSP) або будь-яким іншим логічним електрично програмованим пристроєм. Не обов'язково дискримінатор може додатково включати в себе один або більше з попередніх компонентів 236, 238, 240, 242, 244, 246, 249 для простішого виконання. Опорний спектр, що зберігається в пам'яті 250, може бути спектром, що відображає електричну дугу всередині вакуумної камери, тим самим, збіг буде вказувати, що цей сигнал відображає електричну дугу всередині вакуумної камери. Альтернативно або додатково, опорний спектр, що зберігається в пам'яті 250, може бути спектром, що відображає електричну дугу ззовні вакуумної камери, тим самим збіг буде вказувати, що сигнал відображає електричну дугу ззовні вакуумної камери. Не обов'язково замість попередньо збереженого опорного спектра декілька попередніх спектрів зберігаються в пам'яті 250 як адаптивний опорний спектр. Коли аналізується новий сигнал електричної дуги, він може бути порівняний як описано вище, з опорним спектром,але потім опорний спектр обчислюється як середній з останніх збережених спектрів, тобто, як адаптивний опорний спектр. Середнє обчислюється для кожної частоти або смуги частот спектра. Небажана електрична дуга буде тоді відрізнятися і відхилятися від адаптивного опорного спектра. Якщо існує декілька небажаних електричних дуг з подібним спектром, це буде згодом зсувати адаптивний спектр з такою мірою, що нові небажані електричні дуги будуть так близько до адаптивного опорного спектра, що вони не будуть розглядатися як небажані. Тут, однак, при допущенні, що кількість спектрів для нормальних електричних дуг є досить великою, декілька небажаних електричних дуг вже були детектовані, тим самим, може бути згенерована аварійна або тривожна ситуація. Використання адаптивних опорних спектрів передбачає динамічне адаптивне регулювання, якщо існують тривалі тенденції, коли спектр нормальної електричної дуги міняється згодом. Не обов'язково може бути врахована кількість електричних дуг в серії електричних дуг. Серія електричних дуг - це кількість електричних дуг, пов'язаних з одним повним перемиканням від одного з'єднання відгалуження до іншого. Якщо кількість відхиляється від попередньо збереженого значення, це може вказувати на присутність небажаної електричної дуги. Використовуючи спектроаналізатор, дискримінатор може таким чином встановлювати відмінність між нормальною електричною дугою всередині вакуумної камери перемикача відгалужень під навантаженням і небажаною електричною дугою ззовні вакуумної камери. Вихідний сигнал цього аналізу надається на затискач 252. Крім варіанту здійснення детектування і встановлення відмінності між нормальними і небажаними електричними дугами перемикача відгалужень під навантаженням, як описано вище, варіанти здійснення винаходу можуть бути використані для інших застосувань. Наприклад, варіанти здійснення винаходу можуть бути використані для детектування і 4 UA 98054 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 встановлення відмінності між нормальним і небажаним утворенням електричних дуг електродвигунів, переривників ланцюга або інших електричних пристроїв з нормальним і небажаним утворенням електричних дуг. Фіг. 3 зображує блок-схему послідовності операцій, що ілюструє спосіб детектування електричних дуг перемикача відгалужень під навантаженням. На початковому етапі 360 прийому електромагнітного сигналу електромагнітний сигнал, що відображає електричну дугу, приймають з антени. На етапі 362 порівняння спектра сигналу з опорним спектром, сигнал електричної дуги порівнюють з опорним спектром. Опорний спектр може бути безперервним спектром, або він може бути однією або більшою кількістю підспектрів, де кожен підспектр представляє частину частоти сигналу. Наприклад, може існувати одна або більше конкретних характеристик частотних ділянок, які аналізуються, тоді як інші частоти ігноруються і не порівнюються. Це допускає більш вірне і надійне встановлення відмінності між нормальною і небажаною електричною дугою. Опорні спектри вибираються так, щоб бути на частотах, на яких різниця між нормальною і небажаною електричною дугою є відносно великою. Порівняння між прийнятим сигналом і опорним спектром може, наприклад, бути здійснене, використовуючи обчислення середньоквадратичного значення. На етапі 364 умови між нормальною або небажаною електричною дугою визначають, чи відображає сигнал, що відображає електричну дугу, нормальну, допустиму електричну дугу, або він відображає небажану електричну дугу. Якщо опорний спектр на попередньому етапі 362 відображає нормальну електричну дугу, то відхилення, менше, ніж порогове відхилення від нього, вказує, що сигнал відображає нормальну електричну дугу. У іншому випадку, сигнал визначається як вказуючий небажану електричну дугу. І навпаки, якщо опорний спектр на попередньому етапі 362 відображає небажану електричну дугу, то відхилення, менше, ніж порогове відхилення від нього, вказує, що сигнал відображає небажану електричну дугу. У іншому випадку, сигнал визначається як вказуючий небажану електричну дугу. Якщо сигнал визначається як сигнал нормальної електричної дуги, процес продовжується етапом 366 нормальної електричної дуги. У іншому випадку, процес продовжується етапом 368 небажаної електричної дуги. На етапі 366 нормальної електричної дуги може бути згенерований сигнал, який вказує, що детектована електрична дуга с нормальною електричною дугою. Не обов'язково для нормальної електричної дуги не генерується жодного сигналу. На етапі 368 небажаної електричної дуги може бути згенерований сигнал, який вказує, що детектована електрична дуга є небажаною електричною дугою. Інші пристрої можуть реагувати на цей сигнал, наприклад, надаючи попередження оператору, або в аварійній ситуації, відключаючи електричне живлення від машини, виробляючої небажану електричну дугу. Винахід головним чином був описаний вище з посиланням на деякі варіанти здійснення. Однак, як легко зрозуміло фахівцеві в даній галузі техніки, інші варіанти здійснення, відмінні від тих, які були розкриті вище, рівним чином можливі в межах об'єму винаходу, як визначено прикладеною формулою винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Детектор електричної дуги для детектування небажаних електричних дуг, який містить: антену (232) для прийому електромагнітного сигналу (230), що відображає електричну дугу; і дискримінатор (248) для аналізу сигналу від антени (232), що містить спектроаналізатор, виконаний з можливістю детектування нормальної електричної дуги або небажаної електричної дуги, який відрізняється тим, що дискримінатор виконаний з можливістю порівняння рівнів сигналу на частотах спектра сигналу, що відповідає щонайменше одному частковому опорному спектру, вибраному при частотах, на яких існує різниця між нормальною і небажаною електричною дугою, і визначення електричної дуги як нормальної електричної дуги, якщо відхилення від опорного спектра, який містить щонайменше один частковий опорний спектр, менше, ніж заздалегідь визначене порогове відхилення від опорного спектра. 2. Детектор електричної дуги за п. 1, який виконаний з можливістю детектування електричної дуги, що виникає при роботі електричного пристрою. 5 UA 98054 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 3. Детектор електричної дуги за п. 1 або 2, виконаний з можливістю детектування електричної дуги, що виникає при роботі перемикача (102) відгалужень під навантаженням силового трансформатора, при цьому нормальна електрична дуга є електричною дугою всередині вакуумної камери (111) пристрою перемикача (102) відгалужень під навантаженням, а небажана електрична дуга є електричною дугою ззовні вакуумної камери (111). 4. Детектор електричної дуги за будь-яким з пп. 1-3, в якому як опорний спектр використаний адаптивний опорний спектр, обчислений як середнє значення із заздалегідь визначеної кількості множини останніх проаналізованих спектрів сигналу. 5. Детектор електричної дуги за будь-яким з пп. 1-4, який додатково містить смуговий фільтр (236), виконаний з можливістю прийому вхідного сигналу від антени (232) і забезпечення вихідного сигналу до дискримінатора (248). 6. Детектор електричної дуги за п. 5, який додатково містить: змішувач (240), з'єднаний зі смуговим фільтром (236) і генератором (242), причому змішувач (240) виконаний з можливістю прийому вхідних сигналів від смугового фільтра (236) і від генератора (242); і фільтр низьких частот (244), з'єднаний зі змішувачем (240) і дискримінатором (248) і виконаний з можливістю прийому вхідного сигналу від змішувача (240) і забезпечення вихідного сигналу до дискримінатора (248). 7. Детектор електричної дуги за п. 6, який додатково містить: детектор (249) обвідної, що визначає обвідну сигналу, виконаний з можливістю прийому вхідного сигналу від фільтра низьких частот і забезпечення вихідного сигналу до дискримінатора (248). 8. Спосіб детектування небажаних дуг, який включає етапи, на яких: приймають електромагнітний сигнал (230), що відображає електричну дугу, використовуючи антену (232), і забезпечують сигнал до дискримінатора (248); і встановлюють в дискримінаторі (248) відмінність між нормальною електричною дугою і небажаною електричною дугою, використовуючи сигнал від антени (232) і використовуючи спектроаналізатор для встановлення відмінності між нормальною електричною дугою і небажаною електричною дугою, який відрізняється тим, що етап встановлення відмінності включає етапи, на яких порівнюють рівні сигналів на частотах спектра сигналу, що відповідає щонайменше одному частковому опорному спектру, і визначають електричну дугу як нормальну електричну дугу, якщо відхилення від опорного спектра менше, ніж порогове відхилення. 9. Спосіб за п. 8, в якому на етапі встановлення відмінності встановлюють відмінність між нормальною електричною дугою всередині вакуумної камери перемикача відгалужень під навантаженням для силового трансформатора і небажаною електричною дугою ззовні вакуумної камери. 10. Спосіб за п. 8 або 9, в якому на етапі визначення відхилення від опорного спектра визначають, використовуючи обчислення середньоквадратичного значення. 6 UA 98054 C2 7 UA 98054 C2 8 UA 98054 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Electric arc detector and associated method for detecting undesired electric arcs

Автори англійською

Eriksson, Thomas, Halen, Stefan, Hedberg, Jonas

Назва патенту російською

Детектор электрической дуги и связанный с ним способ детектирования нежелательных электрических дуг

Автори російською

Эрикссон Томас, Хален Стефан, Хедберг Йонас

МПК / Мітки

МПК: G05B 1/00, H01H 9/50, G08B 23/00, H02H 1/00, H01H 33/26, H02H 7/055

Мітки: спосіб, детектування, дуг, електричних, електричної, ним, дуги, детектор, пов'язаній, небажаних

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/11-98054-detektor-elektrichno-dugi-i-povyazanijj-z-nim-sposib-detektuvannya-nebazhanikh-elektrichnikh-dug.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Детектор електричної дуги і пов’язаний з ним спосіб детектування небажаних електричних дуг</a>

Подібні патенти