标准。
[0058]如果电弧指示值位于预先给定的比如为250000VAJT2的比较值之上，那么故 障比较值就快速地上升，并且如果电弧指示值位于该预先给定的比较值之下，那么故障比 较值就非常缓慢地下降。如果故障参照高于比如为400000VAJT2的另一比较值持续比如 0. 3s的最短时间，那么就认为满足该第二标准。
[0059] 附加地，根据本发明设置第三标准的检查，即检查如下，电弧指示值是否具有 周期性。在比如超过500000VAJT2的比较值的每个明显的尖峰之间的时间间隔可以被测量， 并且该方差不应小于另一比较值。替代地或补充地，也可以频率范围在频率范围中、尤其在 直至几kHz的频率范围中进行分析。对于串联电弧的肯定的探测，应该在频谱中不能找到 明显的尖峰。电弧指示值的非周期性构成该第三标准，因为假定，基于串联电弧的阻抗变化 在长时间上随机地进行。
[0060] 如果全部三个标准都满足，那么就可靠地识别到串联电弧，并借助输出单元22来 输出以下信号，该信号控制继电器开关16以便断开其接触。
[0061] 比较值或者最小的持续时间以及对此的比较值可以是电压变化或电流变化的函 数。在大的电压变化和/或电流变化的情况下，可以以大的电弧功率为出发点，并且电弧探 测器的反应时间应该快速地进行。
[0062]根据本发明，串联电弧的探测基于对电压变化和电流变化的分析，其根据直流电 压源12的电压/电流特性曲线而被分类为"符合"或"不符合"。不符合的事件可以通过直 流电压源12、在此为光伏模块的比如由于光伏模块12被遮挡而带来的功率波动来产生，或 者正是通过由于电弧而导致的损失来产生。在遮挡或外部干扰之间的区分借助对快速变化 的分析来实现。由此本发明允许，能够相对于干扰实现串联电弧以及其强度的可靠的探测。 [0063] 前述的实施例仅仅用于解释本发明，且并不局限于此。当然也可以以所需的方式 来匹配比较值以及时间间隔，以便尤其在考虑到电气设备的设备专有特征的情况下能够实 现所期望的电弧探测。
[0064] 最后，权利要求以及说明书的特征当然也可以以近似任意的方式来相互组合，以 便获得本发明意义上的其他的设计方案。尤其是，装置特征也可以通过相应的方法步骤来 实现，反之亦然。
[0065] 附图标记列表 10 电气设备 12 直流电压源 14 逆变器 16 继电器开关 18 电流传感器 20 电压传感器 22 输出单元 26 探测单元 28 比较单元 30 分析单元 32 监控单元 34 检查单元 36 装置 40 图形 42 电弧报警区域 44 图形 46, 48, 50 区域 52,54 图形
【主权项】
1. 用于探测电气设备（10)中的串联电弧的装置（36)，所述电气设备包括直流电压源 (12)以及连接到所述直流电压源（12)上的逆变器（14)，其中所述装置（36)具有监控单元 (32)以及分析单元（30)，所述监控单元被设置用于在所述电气设备（10)中关于电压变化 来监控电压，和/或关于电流变化来监控电流，所述分析单元被设置用于分析所确定的电 压变化和电流变化以探测串联电弧，并根据分析结果来产生信号， 其特征在于， 确定单元（26)，其用于确定是否存在当前的常规运行状态（Mpp)的自发变化，在所述自 发变化中不仅所述电压、而且所述电流都下降；比较单元（28)，其用于将电压变化的数值 和与所述电压变化在时间上相对应的电流变化的数值与相应的比较值进行比较，以及基于 所述电压变化和电流变化在相应的数值超过所述比较值的至少一个时来确定电弧指示值； 检查单元（34)，其用于检查所述电弧指示值的周期性；以及输出单元（22)，其用于在检查 结果为否定时输出所述信号。2. 用于探测包括直流电压源（12)以及连接到所述直流电压源（12)上的逆变器（14) 的电气设备（10)中的串联电弧的方法，为此在所述电气设备（10)中关于电压变化监控电 压，并关于电流变化监控电流，分析所确定的电压变化和电流变化以探测串联电弧，并根据 分析结果来产生信号， 其特征在于， 所述分析至少包括以下的步骤： _确定是否存在当前的常规运行状态（Mpp)的自发变化，在所述自发变化中不仅所述电 压、而且所述电流都下降， -将电压变化的数值和与所述电压变化在时间上相对应的电流变化的数值与相应的比 较值进行比较，以及基于所述电压变化和电流变化在相应的数值超过所述比较值的至少一 个时来确定电弧指示值， -检查所述电弧指示值的周期性，以及在检查结果为否定时输出所述信号。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电弧指示值通过相应的电压变化与 在时间上相对应的电流变化的乘积来确定。4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述当前的常规运行状态（Mpp)的自 发变化导致在时间上至少暂时的运行状态，所述运行状态被分配给电弧报警区域（42)。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电弧报警区域（42)包括电压上限， 所述电压上限相对于当前的常规运行状态（Mpp)的电压降低可预先给定的残余电压。6. 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述电弧报警区域（42)包括电流下 限，所述电流下限相对于当前的常规运行状态（Mpp)的电流按照以下因数降低，所述因数由 当前的常规运行状态（Mpp)的降低电弧电压后的电压与当前的常规运行状态（Mpp)的电压之 比来构成。7. 根据权利要求4至6之一所述的方法，其特征在于，所述电弧报警区域（42)包括电 流下限和电压下限，所述电流下限和电压下限由当前的常规运行状态（Mpp)的阻抗来形成。8. 根据权利要求2至7之一所述的方法，其特征在于，所监控的电压和/或电流的测 量值被滤波。9. 根据权利要求2至8之一所述的方法，其特征在于，仅当所述比较值的超过长于预 先给定的时间段时，所述比较值的超过才被检测到。
【专利摘要】本发明涉及用于探测电气设备中的串联电弧的装置，其中该装置具有监控单元以及分析单元，该监控单元用于监控电压变化和/或电流变化，该分析单元用于分析所确定的电压变化和电流变化以探测串联电弧，并根据分析结果来产生信号。根据本发明，该装置包括：确定单元，其用于确定是否存在当前的常规运行状态的自发变化，在所述自发变化中不仅电压、而且电流都下降；比较单元，其用于将电压变化的数值和与电压变化在时间上相对应的电流变化的数值与相应的比较值相比较，以及基于电压变化和电流变化在相应的数值超过比较值的至少一个时来确定电弧指示值；检查单元，其用于检查电弧指示值的周期性；和输出单元，其用于在检查结果为否定时输出该信号。
【IPC分类】G01R31/02, H02S50/10
【公开号】CN104898008
【申请号】CN201510099334
【发明人】F.埃哈德, F.费斯特尔, J-M.马特尔
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月6日
【公告号】DE102014204253A1, EP2916455A1