[发明专利]用于使用电流和电压检测电弧闪光事件的方法、系统和设备

说明书

技术领域

本文描述的实施例一般涉及电弧闪光检测和缓解，并且更具体地说，涉及在降低损害检测中使用的电弧闪光检测系统。

背景技术

熟知的电气电源电路和开关设备一般具有由诸如空气或气体或固体电介质的绝缘材料来分隔的导体。然而，如果导体定位时在一起靠得太近，或者如果导体之间的电压超过导体之间绝缘材料的绝缘性能，则可产生电弧。导体之间的绝缘材料可变得离子化，这使得绝缘材料变成传导的，并且能够形成电弧闪光。

由在两个相导体之间、在一相导体与一中性导体之间、或在一相导体与接地点之间的故障造成的能量快速释放引起了电弧闪光。电弧闪光温度能够到达或超过20000℃，这能够汽化导体和相邻设备。另外，电弧闪光能够以热、强光、压力波和/或声波的形式释放相当大的能量，足以损坏导体和相邻设备。然而，生成电弧闪光的故障的电流电平一般小于短路的电流电平，因此除非将断路器特别设计成处理电弧故障条件，否则断路器可能不跳闸或展现延迟跳闸。虽然存在通过要求使用个人防护服和设备来调节电弧闪光问题的机构和标准，但消除电弧闪光的规则并未建立装置。

诸如熔丝和断路器的标准电路保护装置一般反应不够快，无法缓解电弧闪光。展示足够快响应的一个熟知电路保护装置是电“短路器(crowbar)”，该装置通过有意形成电“短路”以将电能量从电弧闪光点转移而利用机械和/或机电过程。此类有意短路故障随后通过使熔丝或断路器跳闸而得以清除。然而，使用短路器生成的有意短路故障可允许相当大的电流电平流过相邻电设备，由此仍能够对设备造成损坏。

光传感器可用于检测在电弧闪光期间发射的光的存在。然而，此类传感器经常对低光级敏感，使得它们也检测非电弧闪光的光并触发电路保护装置的“损害跳闸”。例如，典型的电弧闪光事件能够在离电弧闪光事件的三到四英尺距离处产生光通量大约100000lux的光，而熟知的光传感器一般在700lus或更低处饱和。由跳闸期间断路器发射的光、由空间照明发射的光、或由直射阳光发射的光可引起光传感器错误地检测电弧闪光事件。因此，需要可靠检测电弧闪光事件并缓解电路保护装置的损害跳闸的电弧闪光检测系统。

发明内容

在一个方面中，提供了一种用于保护电路的方法。方法包括：测量通过电路的一部分的第一电流电平，测量在电路的该部分中的第一电压电平，以及基于电流电平和电压电平确定是否激活第一电路保护装置。

在另一个方面中，电源电路保护系统包括：配置成测量通过电路的导体的第一电流电平的电流传感器、配置成测量跨电路的多个导体的第一电压电平的电压传感器、及通信耦合到电流传感器和电压传感器的控制器。控制器配置成接收来自电流传感器的第一信号(其中，第一信号表示第一电流电平)，并且接收来自电压传感器的第二信号(其中，第二信号表示第一电压电平)。基于第一信号和第二信号，该处理器配置成确定是否激活第一电路保护装置或第二电路保护装置。

在另一个方面中，提供了和电源电路保护系统一起使用的控制器。控制器配置成通信耦合到电流传感器、电压传感器、断路器、及电弧抑制装置。控制器还配置成接收来自电流传感器的第一信号(其中，第一信号表示通过电路的导体的第一电流电平)，接收来自电压传感器的第二信号(其中，第二信号表示跨电路的多个导体的第一电压电平)，以及基于第一信号和第二信号来确定是否激活断路器和电弧抑制装置之一。

附图说明

图1是示范电源电路保护系统的示意框图。

图2是包含图1中示出的电源电路保护系统的关闭的箱体的示意图。

图3是图2中示出的箱体的内部的示意图。

图4是示出使用图1中示出的电源电路保护系统来检测电弧闪光事件的示范方法的流程图。

具体实施方式

本文中描述了在检测和缓解电弧闪光事件中使用的方法、系统和设备的示范实施例。这些实施例使用电流和电压及对应于设备的操作模式的第三输入，促进了在配电设备中更可靠地检测电弧闪光事件。使用电压及操作模式和电流使得系统能够在栓接故障(bolted fault)和由于在故障点之间电势差造成的电弧闪光事件之间进行区分。另外，现有配电设备能够通过本文中描述的系统进行改进，这使得能够继续使用现有设备并且能够节省短期生产、安装和服务的成本。