[發(fā)明專利]電弧檢測

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410224545.0
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN104181412B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C.克魯姆霍爾茲;Z.拉達科維;N.格奧吉杰維;S.斯迪
• 申請（專利權(quán)）人: 泰達電子股份有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進;劉春元

在用于檢測在用于將DC輸入功率轉(zhuǎn)換成輸出功率的轉(zhuǎn)換器裝置（2）的電流路徑中的電弧的方法中，電弧通過下述步驟來檢測：借助于電流變壓器（11）感測電流路徑中的電流（4），用模擬帶通濾波器（14）對電流信號（4'）進行濾波，將模擬濾波的電流信號（4''）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號（4'''），確定數(shù)字電流信號（4'''）的諧波含量（19）并且然后如果諧波含量（19）超過閾值則判定電弧是否存在，其中閾值在開始被確定為在電流信號的特定時間段期間的平均諧波含量的倍數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于對將DC輸入功率轉(zhuǎn)換成輸出功率的轉(zhuǎn)換器裝置的電流路徑中電弧的檢測的方法，該方法包括通過感測電流路徑中的電流來產(chǎn)生電流信號的步驟。本發(fā)明進一步涉及用于對將DC輸入功率轉(zhuǎn)換成輸出功率的裝置的電流路徑中電弧的檢測的設(shè)備，該設(shè)備包括電流感測設(shè)備，該電流感測設(shè)備被適配為通過感測電流路徑中的電流來產(chǎn)生電流信號。

背景技術(shù)

替代能源的重要性在過去幾十年已經(jīng)增加。這些替代中的一個是太陽能，并且因此，PV（光伏）系統(tǒng)的裝置數(shù)目已經(jīng)大大增長。

近年來，PV系統(tǒng)（還稱為：PV裝置或PV組件）已經(jīng)進一步發(fā)展，以提高可靠性和安全性。例如，已經(jīng)進行了巨大的努力以避免PV系統(tǒng)中的電弧。然而，在電弧發(fā)生時如何處理電弧是仍然沒有得到滿意解決的問題。

當(dāng)兩個電極之間生成足夠高的電壓時，電弧可能發(fā)生。該電壓可能會引起電極之間的氣體（通常為空氣）的離子化，使得等離子體可以逐步形成，并且電流可以在電極之間流動。這樣的等離子體可能會加熱升高到幾千℃，從而使得代表性的明亮電弧出現(xiàn)。這樣的溫度可能引起系統(tǒng)損壞，并且在一些情況下甚至使系統(tǒng)或附近裝置著火。

在PV系統(tǒng)中存在兩種不同類型的電弧：并行電弧和串行電弧。并行電弧在PV系統(tǒng)的正極和負極之間或者在電極中的一個和地之間發(fā)生。相對地，串行電弧不在兩個不同的線路之間發(fā)生，而是在一個電流導(dǎo)通線路內(nèi)發(fā)生，即在同一線路的兩個部分之間發(fā)生。串行電弧通常在線路中的電流被中斷時（例如通過打開接觸開關(guān)或在破壞插頭/電纜等的情況下）發(fā)生。

為了減少電弧的影響，必須盡快啟動切斷電弧的對策。因此，電弧的存在被盡可能快和可靠地確定是非常重要的。

US 8,179,149 B2公開了一種用于管理在PV系統(tǒng)的DC電路中的串行和并行DC電弧故障的方法和裝置。這樣的PV系統(tǒng)包括具有并聯(lián)連接的若干分支的功率級，其中每個分支包括連接到功率轉(zhuǎn)換器（102）的PV模塊（104）。功率級被連接到負載中心（108），該負載中心（108）連接到AC電網(wǎng)。

通過分析功率轉(zhuǎn)換器的電流信號的標(biāo)記并且分析電壓信號的標(biāo)記以及基于該分析來確定電弧故障是否存在以及存在何種類型的電弧故障，來進行對電弧故障的檢測。具體地，通過分析電流信號是否有極性上的改變或信號斜率上的迅速改變來確定電弧。如果可能的電弧故障被識別，則電壓信號也被分析，并且然后與電流信號分析相比較。如果存在電弧故障匹配，則使用DC電流的極性來區(qū)分串行電弧還是并形電弧已經(jīng)發(fā)生。基于電弧的存在和類型的確定來啟動進一步措施。

用于電弧的檢測的已知方法和裝置是非常復(fù)雜的。因此，花費大量的努力、不同的元件和時間來分析不同的信號，比較分析的結(jié)果，并且確定電弧的存在和類型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種屬于最初提及的技術(shù)領(lǐng)域的、用于對轉(zhuǎn)換器裝置電流路徑中的電弧檢測的方法，該轉(zhuǎn)換器裝置用于將DC輸入功率轉(zhuǎn)換成輸出功率，該方法允許對電弧的更簡單和更快的檢測。本發(fā)明的另一目的是提供一種對應(yīng)的設(shè)備。

本發(fā)明的解決方案由各實施例的特征來指定。用于檢測用于將DC輸入功率轉(zhuǎn)換成輸出功率的轉(zhuǎn)換器裝置的電流路徑中的電弧的方法包括下述步驟：通過感測電流路徑中的電流來產(chǎn)生電流信號。根據(jù)本發(fā)明，確定電流信號的諧波含量，并且如果諧波含量超過閾值則判定電弧存在。