Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока

Авторы патента:


Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока
Защитный выключатель с обнаружением апериодического изменения тока

 


Владельцы патента RU 2525082:

ИТОН ГМБХ (AT)

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Защитный выключатель (11) имеет размыкающие контакты для заданного отключения электрической сети, которые управляются по меньшей мере одним пусковым блоком (10), для снижения опасности пожаров из-за неисправностей в электрических сетях. Дополнительно защитный выключатель содержит детектор (1) для обнаружения апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра в электрической сети. Пусковой блок (10) функционально связан с детектором (1). 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 20 ил.

 

Изобретение относится к защитному выключателю согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения.

Известны защитные выключатели, которые при возникновении протекания повышенного тока в электрической сети или электрическом проводнике отключают сеть, часть сети или электрический проводник за счет автоматического размыкания размыкающих контактов. Также известны защитные выключатели, которые при возникновении тока повреждения отключают сеть, часть сети или электрический проводник за счет автоматического размыкания размыкающих контактов.

Недостаток подобных известных защитных выключателей заключается в том, что, наряду с описанными источниками неисправностей, в электрических сетях или проводниках могут возникать еще другие источники неисправности, которые могут представлять потенциальную опасность для сооружений и живых существ, в частности являться причиной возникновения пожаров, и которые не обнаруживаются надежным образом вышеописанными обычно применяемыми защитными выключателями, так как не приводят к протеканию повышенного тока или к токам повреждения.

Задачей изобретения является создание защитного выключателя вышеописанного типа, с помощью которого можно устранить названные недостатки и с помощью которого может быть снижена опасность пожаров из-за неисправностей в электрических сетях.

В соответствии с изобретением это достигается признаками пункта 1 формулы изобретения.

За счет этого может быть снижена опасность пожаров из-за неисправностей в электрических сетях. За счет этого в электрической сети могут распознаваться так называемые последовательные и/или параллельные неисправности, которые могут приводить к возникновению электрических дуг, и соответствующая сеть может отключаться. Благодаря этому могут надежным образом предотвращаться пожары, которые могут возникать из-за электрических дуг. За счет этого могут дополнительно защищаться живые существа и установки от опасностей, связанных с электрическим током, или вызванного этим пожара.

Изобретение также относится к детектору согласно родовому понятию пункта 2 формулы изобретения.

Вышеописанные известные защитные выключатели не в состоянии распознать неисправности, которые не приводят к протеканию повышенного тока в проводнике или к току утечки, но которые, несмотря на это, могут привести к пожару внутри или на участке электрической сети.

Задачей изобретения является создание детектора вышеупомянутого типа, с помощью которого названные недостатки могут быть устранены и с помощью которого может быть снижена опасность пожаров из-за неисправностей в электрических сетях.

В соответствии с изобретением это достигается признаками пункта 2 формулы изобретения.

За счет этого может быть снижена опасность пожаров из-за неисправностей в электрических сетях. За счет этого в электрической сети могут распознаваться так называемые последовательные и/или параллельные неисправности, которые могут приводить к возникновению электрических дуг, и соответствующая сеть может отключаться. Благодаря этому могут надежным образом предотвращаться пожары, которые могут возникать из-за электрических дуг. За счет этого могут дополнительно защищаться живые существа и установки от опасностей, связанных с электрическим током, или вызванного этим пожара.

Зависимые пункты, которые, как и пункты 1 и 2, одновременно образуют часть описания, относятся к предпочтительным вариантам осуществления детектора для соответствующего изобретению защитного выключателя.

Изобретение также относится к способу обнаружения апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра в электрической сети, согласно родовому понятию пункта 7 формулы изобретения.

Вышеописанные известные защитные выключатели не в состоянии распознать неисправности, которые не приводят к протеканию повышенного тока в проводнике или к току повреждения, но которые, несмотря на это, могут привести к пожару внутри или на участке электрической сети.

Задачей изобретения является создание способа вышеупомянутого типа, с помощью которого названные недостатки могут быть устранены и с помощью которого может быть снижена опасность пожаров из-за неисправностей в электрических сетях.

В соответствии с изобретением это достигается признаками пункта 1 формулы изобретения.

За счет этого может быть снижена опасность пожаров из-за неисправностей в электрических сетях. За счет этого в электрической сети могут распознаваться так называемые последовательные и/или параллельные неисправности, которые могут привести к возникновению электрических дуг, и соответствующая сеть может отключаться. Благодаря этому могут надежным образом предотвращаться пожары, которые могут возникать из-за электрических дуг. За счет этого могут дополнительно защищаться живые существа и установки от опасностей, связанных с электрическим током, или вызванного этим пожара.

Зависимые пункты, которые, как и пункт 7, одновременно образуют часть описания, относятся к предпочтительным вариантам осуществления изобретения.

Изобретение более подробно описывается со ссылками на приложенные чертежи, на которых в качестве примера представлены предпочтительные формы выполнения и на которых показано следующее:

фиг.1 - две принципиальные электрические схемы для иллюстрации последовательного и параллельного повреждения в электрической сети;

фиг.2 - принципиальная электрическая схема для иллюстрации комбинированного последовательного и параллельного повреждения в 3-кратном распределителе;

фиг.3 - первый пример первого параметрического сигнала (сигнала тока) с периодическими скачкообразными изменениями амплитуды электрического параметра вследствие последовательной неисправности во временной области;

фиг.4 - параметрический сигнал по фиг.3 после первого этапа соответствующего изобретению способа во временной области;

фиг.5 - параметрический сигнал по фиг.4 после второго этапа соответствующего изобретению способа во временной области;

фиг.6 - сигнал по фиг.5 в частотной области;

фиг.7 - второй пример первого параметрического сигнала (сигнала тока) с апериодическими скачкообразными изменениями амплитуды электрического параметра вследствие последовательной неисправности во временной области;

фиг.8 - параметрический сигнал по фиг.7 после первого этапа соответствующего изобретению способа во временной области;

фиг.9 - параметрический сигнал по фиг.8 после второго этапа соответствующего изобретению способа во временной области;

фиг.10 - сигнал по фиг.9 в частотной области;

фиг.11 - третий пример первого параметрического сигнала (сигнала тока) с апериодическими скачкообразными изменениями амплитуды электрического параметра вследствие параллельной неисправности во временной области;

фиг.12 - параметрический сигнал по фиг.11 согласно особенно предпочтительному выполнению первого этапа соответствующего изобретению способа во временной области;

фиг.13 - параметрический сигнал по фиг.12 после второго этапа соответствующего изобретению способа во временной области;

фиг.14 - четвертый пример первого параметрического сигнала (сигнала тока) с периодическими скачкообразными изменениями амплитуды электрического параметра вследствие параллельной неисправности во временной области;

фиг.15 - параметрический сигнал по фиг.14 согласно особенно предпочтительному выполнению первого этапа соответствующего изобретению способа во временной области;

фиг.16 - параметрический сигнал по фиг.15 после второго этапа соответствующего изобретению способа во временной области;

фиг.17 - блок-схема предпочтительного варианта осуществления защитного выключателя с первым предпочтительным выполнением соответствующего изобретению детектора;

фиг.18 - блок-схема второго предпочтительного варианта осуществления соответствующего изобретению детектора;

фиг.19 - блок-схема третьего предпочтительного варианта осуществления соответствующего изобретению детектора;

фиг.20 - блок-схема четвертого предпочтительного варианта осуществления соответствующего изобретению детектора.

фиг.17 показывает блок-схему защитного выключателя 11, который имеет размыкающие контакты для заданного отключения электрической сети, причем размыкающие контакты управляются по меньшей мере одним пусковым блоком 10, причем защитный выключатель содержит детектор 1 для обнаружения апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра в электрической сети, и пусковой блок 10 функционально связан с детектором 1.

За счет этого может быть снижена опасность пожаров вследствие неисправностей в электрических сетях. Благодаря этому так называемые последовательные и/или параллельные неисправности 18, 19, которые могут привести к возникновению электрических дуг, могут распознаваться, и соответствующая сеть может отключаться. За счет этого могут надежным образом предотвращаться пожары, которые могут быть вызваны электрическими дугами. Благодаря этому могут дополнительно защищаться живые существа и установки от опасности, связанной с электрическим током, или от вызванного им пожара.

Соответствующие защитные выключатели 11 предназначены для защиты от действия любого рода неисправностей, которые при их возникновении вызывают апериодические, по существу скачкообразные изменения амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра внутри электрической сети. Предпочтительным образом при этом предусмотрено, что по меньшей мере один электрический параметр может представлять собой электрическое напряжение или электрический ток. Однако также может быть предусмотрено, что он может быть также электрической мощностью. Электрическая сеть предпочтительно представляет собой любой тип электрической схемы для распределения электрической энергии, особенно в области жилищного или коммунального распределения энергии.

Известны две часто встречающиеся неисправности, которые обуславливают подобные апериодические, по существу скачкообразные изменения амплитуды электрического тока или электрического напряжения, причем эти две неисправности известны как последовательная неисправность 18 или параллельная неисправность 19, которые наглядно представлены на фиг.1 и 2. Последовательная неисправность 18 может возникать, например, ввиду проблемы с контактами, например, из-за холодного спая или из-за усталости материала. При этом с апериодическими промежутками происходит прерывание электрической линии. За счет этого протекание тока прерывается, и при каждом прерывании, а также при каждом возобновлении протекания тока создается электрическая дуга, которая представляет собой потенциальный источник возгорания. При параллельной неисправности 19 - ввиду усталости изоляции между двумя проводниками - возникает протекание тока между двумя параллельными проводниками, причем, в зависимости от переходного сопротивления, могут возникать более высокие или более низкие токи дополнительно к уже протекающим токам. Фиг.3 иллюстрирует возникновение комбинированной, параллельной и последовательной, неисправности 18, 19 в приборе, в данном случае в тройном распределителе тока.

За счет вышеописанных неисправностей в электрической сети могут возникать по существу скачкообразные изменения в особенности тока или напряжения. В особенности это приводит к по существу скачкообразным изменениям, помехам или нарастаниям тока или напряжения. При этом под по существу скачкообразными изменениями амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра в электрической сети следует понимать сильное или быстрое нарастание или сильный или быстрый спад амплитуды в течение короткого времени. Нарастание или спад электрического параметра за единицу времени обычно задается через скорость нарастания выходного напряжения (Slew-Rate). Предпочтительным образом согласно настоящему изобретению под по существу скачкообразными изменениями амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра в электрической сети следует понимать изменение напряжения со скоростью нарастания выходного напряжения (Slew-Rate) более 1500 В/мкс или изменение тока со скоростью изменения более 100 А/нс.

Соответствующий изобретению защитный выключатель 11 может содержать любой тип детектора 1 для обнаружения апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра в электрической сети, причем детектор 1 функционально связан с пусковым блоком 10. Подобный детектор 1 может быть как составной частью защитного выключателя 11, так и может устанавливаться съемным образом в защитном выключателе 11 или присоединяться к нему.

Предпочтительным образом предусмотрено, что защитный выключатель 11 содержит детектор 1 согласно далее описанным соответствующим изобретению выполнениям детектора 1 для обнаружения апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра в электрической сети или соединен с таковым. Подобный соответствующий изобретению детектор 1 может также быть выполнен как конструктивно отдельный блок и может размещаться в электрической сети или в области электрической сети.

На фиг.17-20 показана соответственно функциональная блок-схема предпочтительной формы выполнения детектора 1, в частности, для защитного выключателя 11 с датчиком 2 для по существу точно соответствующего сигналу восприятия временной характеристики по меньшей мере одного электрического параметра, причем детектор 1 выполнен для обнаружения апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра, в частности тока и/или напряжения, в электрической сети, предпочтительно согласно далее описанному способу.

Подобный детектор 1 имеет преимущества и характеризуется действиями, описанными выше при описании соответствующего изобретению защитного выключателя 11.

При этом соответствующие изобретению детекторы 1 содержат датчик 2 для по существу точно соответствующего сигналу восприятия временной характеристики по меньшей мере одного электрического параметра. Подобный сенсор 2 предпочтительным образом выполнен или включает себя, например, преобразователь суммарного тока, преобразователь тока, зонд Ферстера, генератор Холла, шунтирующий ризистор, вольтметр или подобное, причем, в частности, также может предусматриваться комбинация двух или более датчиков 2. При этом предпочтительным образом предусматривается, что каждому проводнику соответствует отдельный датчик 2, который воспринимает или обнаруживает изменения электрического параметра.

Согласно особенно предпочтительным формам выполнения соответствующих изобретению детекторов 1, как они представлены на фиг.17-20, предусмотрено, что выход по меньшей мере одного датчика 2 приложен к входу первого блока 3, предназначенного для формирования сигнум-функции, что выход первого блока 3 приложен к входу детектора 4 фронтов, что выход детектора 4 фронтов приложен к входу второго блока 5, предназначенного для определения скважности прямоугольной функции, и что выход второго блока 5 приложен к входу блока 6 вывода.

Первый блок 3, предназначенный для формирования сигнум-функции, предпочтительно выполнен как операционный усилитель в режиме насыщения. Детекторы 4 фронтов известны, например, из радиотехники, например, для декодирования кода «Манчестер», и могут в каждом выполнении предусматриваться для реализации соответствующего изобретению детектора 1.

Второй блок 5, предназначенный для определения скважности прямоугольной функции, предпочтительно выполнен как устройство 7 фильтрации, в частности, как полосовой фильтр, и/или как гребенчатый фильтр, и/или как блок 8 трансформации. Применение или способ работы выполненных таким образом вторых блоков 5 и их индивидуальные преимущества детально изложены при описании соответствующего изобретению способа. Блок 6 вывода предпочтительным образом выполнен с возможностью управления пусковым блоком 10 коммутационного аппарата, в особенности защитного выключателя 11, и поэтому имеет соответствующие электрические и/или механические выходы, чтобы управлять пусковым блоком 10 коммутационного аппарата. Многие коммутационные аппараты имеют, например, отверстие в своем корпусе, через которое посредством контактных штырьков можно воздействовать на пусковой блок 10 коммутационного аппарата. Поэтому блок 6 вывода может иметь подобный контактный штырек. Однако блок 6 вывода может также быть выполнен, например, с возможностью зарядки схемы накопителя энергии обычного защитного выключателя тока утечки. Дополнительно может быть предусмотрено, как показано на фиг.17-20, что соответствующий изобретению детектор 1 содержит блок 9 подготовки данных, с помощью которого генерированный датчиком 2 первый параметрический сигнал 15 подготавливается для последующей обработки. При этом предпочтительным образом предусмотрено усиление первого параметрического сигнала 15 или преобразование сигнала тока в сигнал напряжения.

Может быть предусмотрено, что отдельные или все компоненты соответствующего изобретению детектора 1 конструируются или реализуются в дискретных аппаратных средствах. Также может быть предусмотрено, что отдельные или все компоненты соответствующего изобретению детектора 1 реализуются с помощью аппаратных средств или программного обеспечения в интегральной схеме, например, в цифровом процессоре сигналов (DSP), микроконтроллере (µC), микропроцессоре (µP), программируемой логической интегральной схеме (PLD) и/или программируемой пользователем вентильной матрице (FPGA).

Изобретение также относится к способу обнаружения апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра, в особенности тока и/или напряжения, в электрической сети, причем воспринимается временная характеристика по меньшей мере одного электрического параметра по существу в точном соответствии с сигналом и, тем самым, формируется первый параметрический сигнал 15, причем

- на первом этапе каждой положительной составляющей первого параметрического сигнала 15 заданное постоянное положительное первое значение и/или каждой отрицательной составляющей первого параметрического сигнала 15 заданное постоянное отрицательное второе значение соответственно назначаются для их продолжительности, и таким образом формируется первый прямоугольный сигнал 16, причем предпочтительным образом предусмотрено, что первое значение и второе значение имеют идентичные величины,

- на последующем втором этапе обнаруживают нарастающие или спадающие фронты первого прямоугольного сигнала 16, областям между двумя следующими друг за другом нарастающими или спадающими фронтами присваивается заданное постоянное третье значение, не равное нулю, а лежащим между ними областям - значение, равное нулю, и таким образом формируется второй прямоугольный сигнал 17,

- на последующем третьем этапе определяется первая скважность второго прямоугольного сигнала 17,

- на последующем четвертом этапе первая скважность сравнивается со скважностью 1:1, и при отклонении первой скважности от скважности 1:1 выдается результат об обнаружении апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра.

Подобный способ имеет преимущества и характеризуется действиями, изложенными выше при описании соответствующего изобретению защитного выключателя.

На фиг.3-6 наглядно проиллюстрировано применение соответствующего изобретению способа в отношении первого параметрического сигнала 15, который возникает вследствие периодического, по существу скачкообразного изменения амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра, как оно формируются, например, посредством системы импульсно-фазового управления. При этом фиг.3 показывает принимаемый первый параметрический сигнал 15. Фиг.4 показывает как первый параметрический сигнал 15, так и образованный согласно первому этапу способа первый прямоугольный сигнал 16. На первом этапе к первому параметрическому сигналу 15 применяется так называемая функция «сигнум» или соответственно функция знака. При этом первый этап способа может применяться как к положительной, так и к отрицательной или к обеим составляющим первого параметрического сигнала 15.

На втором этапе способа, как показано на фиг.5, обнаруживают фронты первого прямоугольного сигнала 16, и из нарастающих фронтов формируется второй прямоугольный сигнал 17 с заданной амплитудой. За нарастающими фронтами первого прямоугольного сигнала 16 следует, при втором прямоугольном сигнале 17, попеременно нарастающий и спадающий фронт. Второй этап способа выполняется при этом для положительной или отрицательной составляющей первого прямоугольного сигнала 16.

Затем на третьем этапе способа определяется скважность второго прямоугольного сигнала 17. Скважность также обозначается как коэффициент скважности и представляется или выражается разными способами. Указанная здесь скважность 1:1 в технической литературе иногда выражается как 0,5 или 50% и обозначает так называемый симметричный прямоугольный сигнал, как он показан на фиг.5, в котором время выключения равно времени включения.

Для определения скважности в соответствующем изобретению способе предлагаются три различных способа, которые обеспечивают преимущества в зависимости от типа предусмотренной реализации способа.

Согласно первому и второму предпочтительным выполнениям третьего этапа способа предусмотрено, что для определения скважности второго прямоугольного сигнала 17 последний проверяется на наличие заданной составляющей четных высших гармоник основного колебания. Если в случае второго прямоугольного сигнала 17 речь идет о симметричном прямоугольном сигнале, то он имеет исключительно высшие гармоники с частотами, которые представляют нечетные кратные основного колебания. Поэтому подобный второй прямоугольный сигнал 17 является последовательностью периодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды, которые обусловлены намеренным, а не обусловленным неисправностью изменением электрических параметров. Фиг.6 показывает пример такого второго прямоугольного сигнала 17 в частотной области. Апериодические, по существу скачкообразные изменения амплитуды, напротив, возникают как следствие нерегулярно возникающих неисправностей и выражаются через составляющую высших гармоник, частота которых является четными кратными основного колебания.

Согласно первому предпочтительному выполнению третьего этапа способа предусмотрено, что второй прямоугольный сигнал 17 из временной области преобразуется в область изображения, предпочтительно в частотную область, и затем могут определяться четные высшие гармоники основного колебания. За счет этого возможно, в особенности путем реализации быстрого преобразования Фурье (FFT), быстро и точно определять основное колебание и его высшие гармоники, а также определять составляющую четных высших гармоник. Это особенно предпочтительно при применении процессора в детекторе 1. Подобное выполнение предусмотрено, например, в детекторе 1 согласно фиг.19 или 20.

Согласно первому предпочтительному выполнению третьего этапа способа предусмотрено, что второй прямоугольный сигнал 17 фильтруется посредством устройства 7 фильтрации, в особенности посредством полосового фильтра или гребенчатого фильтра, и затем определяются четные высшие гармоники основного колебания. Тем самым, возможна дискретная конструкция подобного детектора 1, однако также возможна реализация в интегральной схеме. Детектор 1 с подобным выполнением представлен на фиг.17. Так как устройство 7 фильтрации, предназначенное для определения высших гармоник должно быть согласовано с основным колебанием, в усовершенствованном варианте этой формы выполнения предусмотрено, что фильтровые коэффициенты устройства 7 фильтрации согласуются с определенной частотой основного колебания. Для этого может быть предусмотрен третий блок 12, предназначенный для согласования фильтровых коэффициентов, как, например, при выполнении согласно фиг.18. Частота основного колебания может определяться, например, в области детектора 4 фронтов, например, путем подсчета фронтов первого прямоугольного сигнала 16.

Кроме того, предусмотрено третье предпочтительное выполнение третьего этапа способа, при котором к второму прямоугольному сигналу 17 добавляется или из него вычитается сигнал с половинной величиной третьего значения, и таким образом формируется третий прямоугольный сигнал, причем затем третий прямоугольный сигнал проверяется на отсутствие смещения. При этом пытаются выполнить симметрирование второго прямоугольного сигнала 17 относительно его положительной и отрицательной составляющих сигнала, что может удаваться только для второго прямоугольного сигнала с симметричной скважностью или коэффициентом скважности. Второй прямоугольный сигнал 17 с отклоняющейся от этого скважностью вынужденным образом имеет смещение и, следовательно, составляющую постоянного напряжения. Если обнаруживается такое смещение или составляющая постоянного напряжения, то можно вынужденным образом сделать вывод об обнаружении апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра.

На четвертом этапе способа, наряду с уже описанным сравнением первой скважности со скважностью 1:1, при отклонении первой скважности от скважности 1:1 выдается результат об обнаружении апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра. То есть осуществляется либо выдача сообщения на систему контроля или пользователю, либо осуществляется управление пусковым блоком 10 защитного выключателя.

На фиг.7-10 наглядно представлены отдельные описанные выше этапы способа при первом параметрическом сигнале 15, который имеет апериодическое по существу скачкообразное изменение электрического параметра вследствие последовательной неисправности 18. На фиг.10 можно хорошо видеть различные слабо выраженные высшие гармоники, которые имеют соответственно примерно одинаковые величины. При этом наряду с нечетными высшими гармониками также представлены четные высшие гармоники.

При так называемых параллельных неисправностях 19 существует особый случай, когда дополнительный сигнал, например ток, накладывается на не подверженный помехам параметрический сигнал. Фиг.11-13 наглядно иллюстрируют первый параметрический сигнал, а также первый и второй прямоугольный сигнал апериодически подвергаемого воздействию помех первого параметрического сигнала 15, причем четко видны по существу скачкообразные изменения амплитуды первого параметрического сигнала 15. Фиг.14-16 иллюстрируют первый параметрический сигнал 15, а также первый и второй прямоугольный сигнал 16, 17 периодически подвергаемого воздействию помех параметрического сигнала 15, причем явно различимы по существу скачкообразные изменения первого параметрического сигнала 15.

При этом на первом этапе способа, дополнительно к применению чистой функции «сигнум», также предусмотрено обнаружение фронтов. Поэтому функция «сигнум» применяется не ко всем составляющим первого параметрического сигнала 15, а только к областям, которые имеют повышенную амплитуду. Поэтому предусмотрено, что на первом этапе первое значение назначается положительным составляющим первого параметрического сигнала 15, и второе значение назначается отрицательным составляющим первого параметрического сигнала 15 между двумя следующими во времени друг за другом, по существу скачкообразными изменениями, которые имеют - по сравнению с первым параметрическим сигналом 15 перед по существу скачкообразным изменением - более высокую амплитуду. Таким образом, сформированный первый прямоугольный сигнал 16 затем дополнительно обрабатывается и оценивается, как описано выше.

При этом предпочтительным образом предусмотрено, что оба вышеописанных выполнения первого этапа способа выполняются параллельно.

Для распознавания процессов включения предпочтительным образом предусмотрено, что, в частности, непериодический по времени первый параметрический сигнал 15 записывают на заданный период времени промежуточным образом.

Кроме того, дополнительно может быть предусмотрено, что различные формы выполнения описанного способа или различные выполнения описанного детектора 1 могут параллельно использоваться в одной конструкции, например, чтобы оценивать более сложные первые параметрические сигналы 15, которые состоят из множества отдельных сигналов с различными амплитудами. Фиг.20 показывает блок-схему подобной конструкции, причем предусмотрены четвертый блок, предназначенный для разделения уровней, и пятый блок, предназначенный для соотнесения фронтов с различными амплитудами. Представленная форма выполнения имеет различным образом выполненные вторые блоки, предназначенные для определения скважности, однако также может предусматриваться, что они сконструированы идентичным образом.

Другие соответствующие изобретению формы выполнения имеют только часть описанных признаков, причем может предусматриваться любая комбинация признаков, в частности, из различных описанных форм выполнения.

1. Способ обнаружения апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра, в особенности тока и/или напряжения, в электрической сети, причем временную характеристику по меньшей мере одного электрического параметра воспринимают по существу в точном соответствии с сигналом, и таким образом формируют первый параметрический сигнал (15), отличающийся тем, что
- на первом этапе каждой положительной составляющей первого параметрического сигнала (15) назначают заданное постоянное положительное первое значение и/или каждой отрицательной составляющей первого параметрического сигнала (15) назначают заданное постоянное отрицательное второе значение для их продолжительности и таким образом формируют первый прямоугольный сигнал (16),
- на последующем втором этапе обнаруживают нарастающие или спадающие фронты первого прямоугольного сигнала (16), областям между двумя следующими друг за другом нарастающими или спадающими фронтами назначают заданное постоянное третье значение, не равное нулю, а лежащим между ними областям - значение, равное нулю, и таким образом формируют второй прямоугольный сигнал (17),
- на последующем третьем этапе определяют первую скважность второго прямоугольного сигнала (17),
на последующем четвертом этапе первую скважность сравнивают со скважностью 1:1, и при отклонении первой скважности от скважности 1:1 выдают результат обнаружения апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первом этапе первое значение назначают положительным составляющим первого параметрического сигнала (15) и второе значение назначают отрицательным составляющим первого параметрического сигнала (15) между двумя следующими по времени друг за другом, по существу скачкообразными изменениями, которые имеют - по отношению к первому параметрическому сигналу (15) перед по существу скачкообразным изменением - большую амплитуду.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что первое значение и второе значение имеют идентичные величины.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для определения скважности второго прямоугольного сигнала (17) последний проверяют на наличие заданной составляющей четных высших гармоник основного колебания.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что второй прямоугольный сигнал (17) преобразуют из временной области в область изображения и затем определяют четные высшие гармоники основного колебания.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что второй прямоугольный сигнал (17) преобразуют из временной области в частотную область и затем определяют четные высшие гармоники основного колебания.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что второй прямоугольный сигнал (17) фильтруют с помощью устройства (7) фильтрации, в особенности посредством полосового фильтра или гребенчатого фильтра, и затем определяют четные высшие гармоники основного колебания.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что фильтровые коэффициенты устройства (7) фильтрации согласуют с определенной частотой основного колебания.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что ко второму прямоугольному сигналу (17) добавляют или из второго прямоугольного сигнала (17) вычитают половинную величину третьего значения и таким образом формируют третий прямоугольный сигнал и затем третий сигнал проверяют на отсутствие смещения.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что, в особенности непериодический во времени, первый параметрический сигнал промежуточным образом записывают на заданный период времени.

11. Детектор (1) с датчиком (2), предназначенным для по существу точно соответствующего сигналу восприятия временной характеристики по меньшей мере одного электрического параметра, отличающийся тем, что детектор (1) выполнен для обнаружения апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра, в частности тока и/или напряжения, в электрической сети согласно способу по любому из пп.1-10.

12. Детектор (1) по п.11, отличающийся тем, что выход датчика (2) приложен к входу первого блока (3) для формирования сигнум-функции, что выход первого блока (3) приложен к входу детектора (4) фронтов, что выход детектора (4) фронтов приложен ко входу второго блока (5) для определения скважности прямоугольной функции и что выход второго блока (5) приложен ко входу блока (6) вывода.

13. Детектор (1) по п.12, отличающийся тем, что второй блок (5) выполнен как устройство (7) фильтрации, в особенности как полосовой фильтр и/или как гребенчатый фильтр.

14. Детектор (1) по п.12, отличающийся тем, что второй блок (5) выполнен как блок (8) трансформации.

15. Детектор (1) по любому из пп.12-14, отличающийся тем, что блок (6) вывода выполнен с возможностью управления пусковым блоком (10) коммутационного аппарата, в особенности защитного выключателя (11).

16. Защитный выключатель (11), который имеет размыкающие контакты для заданного отключения электрической сети, причем размыкающие контакты выполнены с возможностью управления по меньшей мере одним пусковым блоком (10), отличающийся тем, что защитный выключатель содержит детектор (1) по любому из пп.11-15 для обнаружения апериодических, по существу скачкообразных изменений амплитуды по меньшей мере одного электрического параметра в электрической сети и пусковой блок (10) функционально связан с детектором (1).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области промышленной электроники и может быть использовано для защиты потребителей электроэнергии постоянного тока от воздействия импульсных перенапряжений, возникающих в питающей сети при коммутации ее нагрузок в эксплуатационных и аварийных режимах, наведенных грозовыми разрядами, а также для ограничения тока заряда сглаживающих и накопительных конденсаторов различного назначения, преимущественно в полупроводниковых источниках вторичного электропитания.

Изобретение относится к противоаварийной автоматике энергосистем, а именно к способам определения динамической устойчивости при параллельной работе эквивалентного генератора с энергосистемой и предотвращения асинхронного режима.

Изобретение относится к противоаварийной автоматике энергосистем, а именно к способам автоматического предотвращения асинхронного режима путем воздействия на генераторы электростанции.

Изобретение относится к защите электродвигателя от перегрева и увлажнения. .

Изобретение относится к области электротехники- - релейной защите электроустановки и может быть использовано для дифференциальной защиты участков сети постоянного тока.
Наверх