此，如果相关系数超过预定声阈值，则认为声信号指示电弧的发生。
[0043]有利地，声比较器113应用以下分析，该分析涉及声信号的向量处理，或适于学习电弧信号的滤波处理。在实践中，为了适于由电弧产生的声签名的类型的可变性，可以使用ARMA类型(自回归移动平均)的鲁棒且充分通用的模型。ARMA模型是使用移动平均的自回归模型，其可应用于通过施加滑动时间窗口而测得的声信号。ARMA模型允许评估基准签名相对于结合电弧测量的实际信号的平均二次误差。
[0044]此外，电比较器115连接至电获取通道9，并且被配置用于将电信号与电基准签名22进行比较，以确定电信号是否指示电弧的发生。具体地，当过电流超过相线13a至13c之间的约为额定电流两倍的电检测阈值的情况下，认为电信号指示在这些相线之间发生电弧。同样，在电流强度位于几十毫安(mA)和几安培(A)之间时，认为电信号指示在带电部与连接元件5的结构和/或地面之间发生电弧。
[0045]截止脱扣装置117耦接至声比较器113和电比较器115，并且被配置用于在声信号指示电弧并且电信号也指示电弧的情况下使截止信号15脱扣。
[0046]检测系统I还包括:控制放大器31和连接至所述控制放大器31的电开关装置33。
[0047]控制放大器31被配置用于放大截止信号15，以使受电弧影响的隔室57有关的电路17中断。
[0048]电开关装置33(例如包括继电器、电子开关或机电开关)被配置用于在从控制放大器31接收到截止信号15时，中断连接元件5的电路17。
[0049]图3示出了根据图2所示的检测系统的用于检测在电装置上的电弧的方法的示意图。
[0050]步骤EI至E5与步骤E11至E15同时执行。
[0051 ]在步骤EI中，连接元件5的隔室57中的声传感器71检测可能与电弧的发生关联的噪声或声信号。
[0052]在步骤E2中，声放大器73对声信号进行放大，然后在步骤E3中通过第一调节器75对声信号进行调节，并且在步骤E4中通过第一滤波器77对声信号进行滤波。
[0053]在步骤E5中，声比较器113对于从第一滤波器77连续接收的声信号的可移动平均(根据ARMA模型)施加滑动时间窗口，从而产生连续的平均声信号。
[0054]然后，声比较器113将每个平均声信号与选自一系列声基准签名21a至21c的至少一个预定声签名21a进行比较，所述一系列声基准签名21a至21c中的每个与电弧的根据飞行器的压力或高度的代表签名对应。
[0055]换言之，飞行器的高度被应用为选择参数以选择与飞行器的当前位置对应的声签名。然后，声比较器113将每个平均声信号与选择的声签名21a进行比较。
[0056]有利地，声比较器113通过计算与连接元件5有关的平均声信号和选择的声签名21a之间的标准卷积乘积(standardized convolut1n product)来执行该比较。然后，标准卷积乘积得分指示在平均声信号(其表示由连接元件发出的噪声)和表示电弧的所选择的声签名21a之间是否存在相关性。具体地，声比较器113将标准得分中的每个得分与预定声阈值进行比较，以在至少一个得分超过所述声阈值的情况下确认检测到电弧。将注意到，可以通过试验和/或基于操作反馈来设定声阈值，以防止任何误警报。
[0057]同时，在步骤Ell中，电传感器91a至91c测量向连接元件5供给的电流的强度。从传感器91a至91c接收的电信号在步骤E13中通过第二调节器95进行调节，然后，在步骤E14中通过第二滤波器97进行滤波。
[0058]在步骤E15中，电比较器115将电信号与电基准签名22进行比较，以确认所述电信号是否指示电弧的发生。具体地，在与连接元件5有关的电信号示出过电流(S卩，超过电检测阈值)的情况下，认为所述信号指示电弧的发生。
[0059]在步骤E16中，如果同一连接元件5示出指示电弧的声信号和也指示电弧的电信号，则截止脱扣装置117产生截止信号15。
[0060]在步骤E17中，控制放大器31对截止信号进行放大，以及在步骤E18中，电开关装置33中断受电弧影响的连接元件5的上行线路的电路17。
[0061]因此，根据本发明的检测方法和系统使得能够例如在飞行器的核心电子系统和配电箱中快速并且可靠地检测和灭绝电弧。在实践中，两个不同物理变量(即，参照电弧的签名而考虑的电流和声波)的相关性使得能够可靠并且实时地识别电弧的开始，而不需要确认时间。
[0062]由于对受电弧影响的区域的快速隔离，可以将对在设计配电箱时安装和绝缘的限制最小化，从而使得能够大大节省成本和重量二者。
[0063]此外，区域保护提供的优点在于:仅有缺陷的元件被隔离，从而提高了分配系统以及相应地供电的设备的可用性和灵活性二者。
【主权项】
1.一种用于对在电装置(3)的至少一个连接元件(5)上的电弧进行检测和钝化的系统，其特征在于，所述系统包括: 声获取通道(7)，其被配置用于获取由所述连接元件(5)发出的声信号， 电获取通道(9)，其被配置用于获取电信号，所述电信号表示供给所述连接元件(5)的电流强度，以及耦接至所述声获取通道(7)和所述电获取通道(9)的相关器(11)，其被配置用于评估所述声信号与所述电信号之间的相关性，并且被配置用于使适当的截止信号(15)脱扣以中断与所述连接元件(5)有关的电路(17)，其中，所述相关性表示电弧的开始，所述相关器包括:存储器(111)，用于存储电弧的至少一个声签名(21a至21c)和电弧的至少一个电签名(22)， 连接至所述声获取通道(7)的声比较器(113)，其被配置用于将声信号与所述至少一个声签名进行比较，以确认所述声信号是否指示电弧的发生， 连接至所述电获取通道(9)的电比较器(115)，其被配置用于将电信号与所述至少一个电签名进行比较，以确认所述电信号是否指示电弧的发生，以及 耦接至所述声比较器(113)和所述电比较器(115)的截止脱扣装置(117)，其被配置用于在所述声信号指示电弧并且所述电信号也指示电弧的情况下使所述截止信号脱扣。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述存储器(111)被设计用于存储一系列声签名(21a至21c)，所述声签名中的每个声签名根据所述连接元件的环境上下文来限定。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，每个声签名根据所述连接元件的高度来限定。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述声比较器(113)被配置用于在与所述至少一个声基准签名进行比较之前，根据移动平均模型对声信号取平均。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述声获取通道(7)包括: 安装在分配给所述连接元件(5)的区域中的声传感器(71)，其被配置用于捕获由所述连接元件发出的声信号， 声信号放大器(73)，其被配置用于对从所述至少一个声传感器接收的声信号进行放大， 第一调节器(75)，其被配置用于对声信号进行格式化，以及 第一滤波器(77)，其被配置用于对在所述第一调节器的输出处的声信号进行滤波。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电获取通道包括: 安装在所述连接元件的供给线(13)中的至少一个电流强度传感器(91)，其被配置用于捕获表示供给所述连接元件的电流强度的电信号， 第二调节器(95)，其被配置用于对电信号进行格式化，以及 第二滤波器(97)，其被配置用于对在所述第二调节器的输出处的电信号进行滤波。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 控制放大器(31)，其被配置用于对所述截止信号(15)进行放大，以致动对与所述连接元件有关的所述电路的中断，以及 电开关装置(33)，其被配置用于在从所述控制放大器接收到所述截止信号时，中断所述连接元件的所述电路(17)。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电装置(3)是机载配电箱，所述机载配电箱包括布置在对应的隔室中的一系列连接元件，其中，每个连接元件通过包括相线(13a至13c)的组合的供给线(13)来供电。9.一种飞行器，所述飞行器包括配电箱(3)和根据权利要求1所述的用于所述配电箱中的电弧的检测系统(I)。10.—种用于对在电装置的至少一个连接元件上的电弧进行检测和钝化的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 获取由所述连接元件发出的声信号， 获取表示供给所述连接元件的电流的强度的电信号， 将所述声信号与至少一个声签名进行比较，以确认所述声信号是否指示电弧的发生， 将所述电信号与至少一个电签名进行比较，以确认所述电信号是否指示电弧的发生，以及 在所述声信号指示电弧并且所述电信号也指示电弧的情况下，使适当的截止信号脱扣以中断与所述连接元件有关的电路。
【专利摘要】本发明涉及一种用于电弧的检测和钝化的方法和系统。该电弧在电装置(3)的至少一个连接元件(5)上，该方法和系统的特征在于，该系统包括：声获取通道(7)，其被配置用于获取由所述连接元件(5)发出的声信号；电获取通道(9)，其被配置用于获取电信号，该电信号表示向所述连接元件(5)供给的电流强度；以及耦接至所述声获取通道(7)和所述电获取通道(9)的相关器(11)，其被配置用于评估声信号与电信号之间的相关性，并且被配置用于使适当的截止信号(15)脱扣以中断与所述连接元件(5)有关的电路(17)，其中，所述相关性表示电弧的开始。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN105588994
【申请号】CN201510753174
【发明人】菲利普·塔特里, 克里斯蒂安·多纳迪耶
【申请人】空中客车简化股份公司, 空中客车运营简化股份公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年11月6日
【公告号】EP3018781A1, US20160134097