配电系统和操作包括电弧闪光检测的配电系统的方法
【专利摘要】本发明实施例描述了用在配电系统中的电弧闪光继电系统，所述配电系统包括电弧闪光传感器、第一电路保护装置和第二电路保护装置。所述电弧闪光继电系统包括第一输入，所述第一输入被配置成从所述电弧闪光传感器接收检测信号；第二输入，所述第二输入被配置成从所述第一电路保护装置接收闭锁信号；以及控制器。所述控制器被配置成：至少部分基于所述检测信号，确定已经发生电弧闪光。当所述控制器不在接收所述闭锁信号时，响应于已经发生电弧闪光的确定，所述控制器激活所述第二电路保护装置；以及当所述控制器正在接收所述闭锁信号时，响应于已经发生电弧闪光的确定，延迟所述第二电路保护装置的激活。
【专利说明】配电系统和操作包括电弧闪光检测的配电系统的方法
【技术领域】
[0001]本申请一般涉及电力系统，并且更具体地涉及配电系统和操作配电系统的方法。【背景技术】
[0002]一些已知的电力配电系统包括具有断路器的开关柜，断路器分别耦连到一个或多个负荷。断路器通常包括基于感测的流过断路器的电流控制断路器的跳闸单元。更具体地，如果电流超出可接受的条件，跳闸单元引起流过断路器的电流中断。空气断流器断路器操作于空气中，当中断流过断路器的电流时在两个触点之间产生电弧。
[0003]电源电路和开关柜通常包括由绝缘(诸如空气或气体或固态介质)隔开的导体。在特定条件下，诸如当导体位置太接近时或导体之间的电压超过绝缘的绝缘性质时，可能产生电弧。电弧闪光是由于两相导体之间、相导体和中性导体之间或者相导体和接地点之间的故障产生的快速能量释放引起的。电弧闪光的温度可以达到或超过20，000°C，这可以使导体和相邻的设备汽化。此外，电弧闪光可能以热、强光、压力波和/或声波形式释放的大量的足以损坏导体和相邻设备的能量。而且，释放的能量可能对电弧故障事故周围的人造成重大伤害。
[0004]一些已知的配电系统包括电弧闪光检测和/或缓解系统，以便于检测和/或缓解电弧闪光事故。已知系统中的一些依靠光、声音和/或压力传感器来检测由电弧闪光事故产生的光、声音和/或压力。在包括空气断流器断路器的配电系统中，在断路器跳闸时产生的电弧引起一些检测系统指示电弧故障正在发生。错误的检测可能导致另外的保护或缓解装置的激活，附加断路器的跳闸以及其它不必要动作。
【发明内容】
[0005]在一方面，提供了一种配电系统。所述配电系统包括:第一配电母线，所述第一配电母线设置于由外壳限定的容积中；电弧闪光传感器，所述电弧闪光传感器被配置成检测所述容积内的电弧并生成检测信号；电弧闪光继电系统，所述电弧闪光继电系统通信地耦连到所述电弧闪光传感器。所述电弧闪光继电系统包括控制器，所述控制器被配置成至少部分基于所述检测信号确定已经发生电弧闪光。所述配电系统包括第一电路保护装置，所述第一电路保护装置操作地设置于所述容积中。所述第一电路保护装置包括:跳闸机构，所述跳闸机构被配置成中断流过所述第一配电母线的电流；以及跳闸单元，所述跳闸单元操作地耦连到所述跳闸机构。所述跳闸单元被配置成:确定所述第一配电母线上的电流何时超过保护阈值；以及在确定所述第一配电母线上的电流超过所述保护阈值时，给所述电弧闪光继电系统输出闭锁信号，并给所述跳闸机构输出跳闸信号。
[0006]在另一方面，公开了 一种用在配电系统中的电弧闪光继电系统，所述配电系统包括电弧闪光传感器、第一电路保护装置和第二电路保护装置。所述电弧闪光继电系统包括:第一输入，所述第一输入被配置成从所述电弧闪光传感器接收检测信号；第二输入，所述第二输入被配置成从所述第一电路保护装置接收闭锁信号；以及控制器。所述控制器被配置成:至少部分基于所述检测信号，确定已经发生电弧闪光；当所述控制器不接收所述闭锁信号时，响应于已经发生电弧闪光的确定，激活所述第二电路保护装置；以及当所述控制器正在接收所述闭锁信号时，响应于已经发生电弧闪光的确定，延迟所述第二电路保护装置的激活。
[0007]在又一方面，公开了一种由配电系统中的电弧闪光继电系统使用的方法，所述配电系统包括被配置成输出闭锁信号的第一电路保护装置和被配置成提供电弧闪光保护的第二电路保护装置。所述方法包括:确定在由所述配电系统占据的容积内已经发生电弧闪光。当所述电弧闪光继电系统不在从所述第一电路保护装置接收所述闭锁信号时，响应于已经发生电弧闪光的确定，激活所述第二电路保护装置。当所述电弧闪光继电系统正在从所述第一电路保护装置接收所述闭锁信号时，响应于已经发生电弧闪光的确定，延迟所述第二电路保护装置的激活。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是示例性配电系统的示意框图。
[0009]图2A和2B是用于操作图1中所示的配电系统的逻辑流程图。
[0010]图3是在图1所示的配电系统中使用的示例性电弧闪光继电系统的简化框图。
[0011]图4是在图1所示的配电系统中使用的另一示例性电弧闪光继电系统的简化框图。
[0012]图5是在图1所示的配电系统中使用的另一示例性电弧闪光继电系统的简化框图。
[0013]图6是用于操作图5中所示的电弧闪光继电系统的示例性逻辑流程图。
[0014]图7是用于操作图5中所示的电弧闪光继电系统的另一逻辑流程图。
【具体实施方式】
[0015]本文中描述了配电系统和操作包括电弧闪光检测的配电系统的方法的示例性实施例。示例性配电系统将电弧闪光检测和保护集成到配电系统中，同时限制在由跳闸断路器引起的电弧被检测为电弧闪光并触发系统的电弧闪光保护时可能发生的令人讨厌的跳闸。
[0016]图1是示例性配电系统100的一部分的示意框图。配电系统100包括多个电路保护装置102，104和106。在其它实施例中，配电系统100包括更多或更少的电路保护装置102，104和106。在示例性实施例中，电路保护装置102，104和106位于一个或多个开关柜单元(未显示)中。在其它实施例中，电路保护装置102，104和106位于其它任何适当位置和/或外壳中。图1中图不的配电系统100的一部分被设置于空间的容积107内，所述空间可以是由例如配电系统位于的外壳限定的空腔。
[0017]每个电路保护装置102，104和106被配置成编程控制电力从一个或多个电源108到一个或多个负荷110和112的传输。电源108可以包括例如给负荷110和112提供电流(和产生的电力)的一个或多个发电机或其它装置。电流从源108通过分别耦连到电路保护装置102，104和106的配电线或母线114，116和118传输到负荷110和112。负荷110和112可包括但不限于仅包括机器、电机、照明和/或制造或发电或配电设施的其它机电设备。
[0018]在示例性实施例中，电路保护装置102，104和106是断路器。替代性地，电路保护装置102，104和106可以是使配电系统100以本文中描述的起作用的其它任何装置。每个电路保护装置102，104和106包括操作地耦连到传感器122和跳闸机构124的跳闸单元120。在示例性实施例中，跳闸单元120是电子跳闸单元(ETU)，其中的每一个包括耦连到存储器130和显示装置132的处理器128。在其它实施例中，跳闸单元120可以是其它任何适当类型的跳闸单元。在一些实施例中，一个或多个电路保护装置102，104和106包括不同类型的跳闸单元120和/或是与电路保护装置102，104和106的至少其它电路保护装置不同类型的电路保护装置。在另外的实施例中，一个或多个电路保护装置102，104和106不包括ETU，实际上由中央控制器(未显示)控制，中央控制器被配置成如本文中描述的操作其控制的电路保护装置102，104和/或106。
[0019]在示例性实施例中，传感器122是电流传感器，诸如电流互感器、罗夫斯基线圈、霍尔效应传感器和/或测量流过跳闸机构124和/或电路保护装置102，104和106的电流的分流器。替代性地，传感器122可包括能够使配电系统100以本文中描述的起作用的其它任何传感器。每个传感器122生成指示流过关联的跳闸机构124和/或电路保护装置102，104和106的测量或检测电流(后面称作“电流信号”)的信号。此外，每个传感器122将电流信号传输到与跳闸机构124关联或耦连的处理器128。每个处理器128编程为激活跳闸机构124，以在电流信号和/或由电流信号代表的电流超过电流阈值时，中断提供给负荷110或112的电流。
[0020]跳闸机构124包括例如一个或多个断路器装置。示例性断路器装置包括例如中断流过电路保护装置流到与电路保护装置耦连的负荷(诸如负荷110或112)的电流的电路开关、接触臂和/或电路断流器。在示例性实施例中，电路保护装置102，104和106中的至少一个是空气断流器。当空气断流器电路保护装置102，104或106中断电流时，在其触点之间产生电弧。
[0021]每个处理器128控制一个电路保护装置102，104或106的操作，并从与耦连到处理器128的跳闸机构124关联的传感器122收集所测量的操作状态数据，诸如代表电流测量(也称作“电流数据”)的数据。处理器128在存储器中存储电流数据。至少部分基于电流数据，处理器128确定其关联的配电母线上的电流何时超过保护阈值，并在确定电流超过保护阈值时，向跳闸机构124输出跳闸信号。应当理解的是，词语“处理器”一般指任何可编程系统，包括系统和微控制器，精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路和能够执行本文中描述的功能的其它任何电路或处理器。上述的例子只是示例性的，因此不旨在以任何方式限制词语“处理器”的定义和/或含义。
[0022]存储器130存储可由处理器128执行的程序代码和指令，以控制其关联的电路保护装置102，104或106。存储器130可包括但不限于只包括非易失性RAM(NVRAM)、磁RAM(MRAM)、铁电RAM(FeRAM)、只读存储器(ROM)、闪速存储器和/或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。其它任何适当的磁、光和/或半导体存储器自身或与其它形式的存储器的结合可以包括于存储器130中。存储器130还可以是或者可以包括可拆除或可移动存储器，包括但不限于适当的磁片盒、磁盘、⑶ROM，DVD或USB存储器。
[0023]在示例性实施例中，显示装置132包括指示其电路保护装置102，104或106和/或跳闸机构124的状态的一个或多个发光二极管(LED)。例如，处理器128可以激活显示装置132的一个或多个组件(例如LED)，以指示关联的电路保护装置102，104或106和/或跳闸机构124是活动的和/或正常操作的，故障或失效已经发生和/或指示跳闸机构124和/或电路保护装置102，104和106的其它任何状态。在其它实施例中，一个或多个电路保护装置102，104和106不包括显示装置132。
[0024]在示例性实施例中，电路保护装置102，104和106排列成层级，以提供对配电系统100的不同程度的保护和监控。第一电路保护装置102耦连到第一配电母线114 (也称作源或线路母线)，以从电源108接收电流。电力从母线114供应到第二配电母线115，第二配电母线115有时也称作主母线，在第一电路保护装置102的下游。第三配电母线116和第四配电母线118 (有时也称作负荷母线)从主母线115接收电力，以分别传送到负荷110和112。第二电路保护装置104耦连到母线116，第三电路保护装置106耦连到母线118。如本文中使用的，词语“下游”指电流流动的方向，例如从负荷110和112朝电源108流动。词语“上游”指电流流动的方向，例如从负荷110和112朝电源108流动。每个电路保护装置102，104和106为每个下游母线114，115，116和/或118提供保护。因此，例如，电路保护装置102为母线114，115，116和118提供保护，而电路保护装置104为母线116提供保护。
[0025]尽管图1图示了排列成两排的三个电路保护装置102，104和106和四条母线114，115，116和118，应当认识到任何适当数量的电路保护装置102，104和106可以与任何适当数量的母线114，115，116和118以任何适当数量的层数排列，以能够使配电系统100以本文中描述的起作用。例如，应当认识到一个或多个附加的层、母线114，115，116和118和/或电路保护装置102，104和106可以设置于电源108和电路保护装置102之间。另外或替代性地，在一些实施例中，一个或多个附加的层、母线114，115，116和118和/或电路保护装置102，104和106可以被设置于负荷110、112和电路保护装置104和/或106之间。
[0026]每个跳闸单元120包括被配置成例如从其它跳闸单元120接收信号或向其它跳闸单元120传输信号的一个或多个端口 134。端口 134可包括分立的输入端口、分立的输出端口和/或双向输入/输出端口。在示例性实施例中，限制和/或闭锁信号在电路保护装置102，104和106之间通过端口 134传送，以协调电路保护装置102，104和106的操作，作为区域选择性互锁(ZSI)机制的一部分。ZSI机制可以是任何适当的ZSI机制。在示例性ZSI机制中，电路保护装置向上游电路保护装置(即位于发出限制信号的电路保护装置上面的层中)输出限制信号，以便防止上游装置在装置发出限制信号之前跳闸。例如，当保护装置104检测到比保护性阈值大的电流时，其跳闸单元120向上游保护装置102输出限制信号。保护装置102被配置成在接收限制信号时操作于受限模式，例如其响应时间增加。如果保护装置104检测到大于瞬时阈值时，瞬时阈值大于保护阈值，其跳闸单元120向其跳闸机构124发出跳闸信号。
[0027]在示例性实施例中，系统100包括ZSI模块135，模块135接收闭锁信号并将该闭锁信号分配给闭锁信号的适当接收者。电路保护装置104和106向ZSI模块135发送其闭锁信号，ZSI模块135向电路保护装置102提供闭锁信号。在示例性实施例中，ZSI模块135也向电弧故障继电系统(AFRS) 136输出闭锁信号，电弧故障继电系统将在下文描述。在其它实施例中，可以使用其它任何适当的信号分配机制。例如，一些实施例不包括ZSI模块135，闭锁信号直接从电路保护装置104和106传送到电路保护装置102和/或AFRS136。在其它实施例中，系统100包括不只一个ZSI模块136。
[0028]AFRS136被配置成确定何时在容积107中出现电弧闪光，并便于缓解电弧闪光。AFRS可通信地耦连到电弧闪光传感器138。尽管图1示出了三个电弧闪光传感器138，但在其它实施例中，系统100包括更多或更少电弧闪光传感器138。每个电弧闪光传感器138被配置成检测容积107内的电弧，并生成检测信号。在示例性实施例中，电弧闪光传感器138是能够检测由电弧产生的光的光传感器。在其它实施例中，电弧闪光传感器138可以包括检测由电弧产生的声音的声音传感器，检测由电弧产生的压力波的压力传感器或适于检测电弧的其它任何传感器。而且，在一些实施例中，传感器138包括能够检测电弧闪光的各类型传感器的组合。在示例性实施例中，当电弧闪光传感器138检测超过阈值的光时，它向AFRS136提供检测信号。电流传感器140生成代表流过配电母线114的测量或检测电流(后面称作“电流信号”)的信号，电流信号被提供给AFRS136。在示例性实施例中，AFRS136基于来自电流信号的带有证实的检测信号确定在容积107中已经发生电弧闪光。当电弧闪光发生时，过电流状态条件会存在于系统中，电弧闪光会产生光、声音和压力。因此，当来自一个或多个电弧闪光传感器138的检测信号指示已经出现电弧时(例如，检测光超过阈值)，来自传感器140的电流信号指示通过母线114的电流超过预定阈值，AFRS136确定已经/正在发生电弧闪光。在一些实施例中，基于电流信号证实电弧闪光确定是省略的/或任意的。另外或替代性地，一些实施例包括基于来自声音和/或压力传感器的声音和/或压力信号的电弧闪光确定的证实。在一些实施例中，AFRS136只基于来自电弧闪光传感器138的检测信号确定已经出现电弧闪光。而且，如下文更加详细描述的，AFRS136可选择性地操作于超过一种操作模式，用于确定和/或证实已经出现电弧闪光的基础可以根据所选的操作模式而改变。
[0029]在确定已经出现电弧闪光时，AFRS136动作以缓解可疑电弧闪光。在示例性实施例中，AFRS136向电路保护装置142输出跳闸信号。在示例性实施例中，电路保护装置142是电弧闪光缓解装置，诸如电弧抑制装置，撬棍(crowbar)等。电弧抑制装置包括例如抑制组件，多个电极，等离子枪和触发器电路，触发器电路引起等离子枪将消融等离子体发射到电极之间的间隙，以便将能量从电弧或从电路上检测的电气故障转移到抑制组件中。跳闸信号激活(也称为跳开或触发)电路保护装置142，电路保护装置142操作以将能量转移，从而缓解电弧闪光。在示例性实施例中，电路保护装置142与AFRS136分离。在其它实施例中，如下文更详细描述的，AFRS136包括电路保护装置142。在一些实施例中，电路保护装置142是断路器(未显示)或在容积107内系统100的一部分上游的其它适当的电路断流器。
[0030]在示例性实施例中，AFRS136还向电路保护装置102输出跳闸信号，电路保护装置102中断流过母线114的电流。在一些实施例中，跳闸信号只被提供给电路保护装置102，而在其它实施例中，跳闸信号只被提供给电路保护装置142。在另外的其它实施例中，替代性地或另外，AFRS136向容积107外部的断路器(未显示)发送跳闸信号。因此，如果可疑电弧闪光在容积107内的具体位置不知道，或者电弧闪光的位置在主母线114上，AFRS136可以向容积107外部、电路保护装置102上游的断路器(未显示)发送跳闸信号。在AFRS136向断路器输出跳闸信号的实施例中，除了向电路保护装置142发送信号之外或作为其替代，AFRS向位于可疑电弧闪光位置上游的断路器输出跳闸信号。[0031]当电路保护装置102，104或106之一检测到过流条件并决定跳开其跳闸机构124时，其跳闸单元120通过ZSI模块135向AFRS136输出闭锁信号。在示例性实施例中，跳闸单元120在检测到过流条件时输出闭锁信号。在其它实施例中，跳闸单元120在向跳闸机构124发出跳闸命令的同时输出闭锁信号。闭锁信号通知AFRS136电路保护装置102，104或106将要跳开其跳闸机构124。当跳闸机构124的触点(未显示)分离，产生电弧时，电弧闪光传感器138会检测到电弧。因为存在过流条件，电流传感器140也向AFRS136提供指示存在过流条件的电流信号。因此，AFRS136确定已经出现电弧闪光。因为AFRS136已经从电路保护装置102，104或106接收到闭锁信号，AFRS136知道电弧闪光很可能是由跳闸机构124的触点分离引起的。AFRS136被配置成响应于所接收的闭锁信号操作于受限操作模式。在示例性实施例中，AFRS136在预定的时间段内延迟跳闸信号的输出。确定的时间段是比电路保护装置102，104或106的跳闸机构124发出闭锁信号以完成其电流中断所需的时间更长的时间段。如果AFRS136在确定的时间段已经过去之后仍检测到电弧闪光，AFRS136动作以缓解电弧闪光。在示例性实施例中，确定的时间段是至少部分基于每个具体的电路保护装置102，104和106的机械特性的预定时间段。在其它实施例中，确定的时间段是由输出闭锁信号的电路保护装置102，104或106定义的。在这种实施例中，AFRS136只要接收闭锁信号就延迟对可疑电弧闪光进行响应。
[0032]在示例性实施例中，AFRS136选择性操作于常规模式和维修模式。在常规操作模式，AFRS136基于来自电弧闪光传感器138的跳闸信号和来自电流传感器140的电流信号，确定已经出现电弧闪光。在维修模式，AFRS136只基于来自电弧闪光传感器138的跳闸信号确定已经出现电弧闪光。当人员在系统100附近时通常选择维修模式，电路保护装置102，104，106的令人讨厌的跳闸优于延迟的但更加准确的保护。AFRS136上的闭锁信号的效果还根据AFRS136操作的模式而变化。当AFRS136处于常规操作模式时，AFRS136如上文描述的操作。AFRS136被配置成当操作于维修模式时忽略所有的闭锁信号。因此，当AFRS136处于维修模式时，AFRS输出跳闸信号，以不考虑闭锁信号激活电路保护装置142。
[0033]图2A和2B是系统100的示例性逻辑流程。逻辑判断按照系统100的哪个元件执行此判断而分组。部分200由AFRS136执行。部分202，204和206分别由电路保护装置102，104和106执行。部分208由ZSI模块135执行。
[0034]图3是一个实施例的AFRS136的简化框图。在此实施例中，AFRS136包括电弧闪光继电器300。电弧闪光继电器300通过输入302从电流传感器140接收电流信号，通过输入304从电弧闪光传感器接收检测信号，通过输入306从电路保护装置102，104和106接收闭锁信号。在不例性实施例中，电弧闪光继电器300被配置成执行如上文描述的AFRS136的所有功能。更具体地，电弧闪光继电器300包括控制器308，控制器被配置成基于检测信号确定已经出现电弧闪光。控制器308被配置成当控制器308不在接收闭锁信号时，响应于可疑电弧闪光激活电路保护装置142，当控制器308正在接收闭锁信号时，延迟电路保护装置142的激活。而且，如果AFRS136正操作于维修模式，则电路保护装置142的激活不被闭锁信号延迟。控制器308通过经由输出310向电路保护装置142输出跳闸信号来激活电路保护装置142。在示例性实施例中，控制器308包括处理器312和耦连到处理器的存储器装置314。在其它实施例中，控制器308是模拟控制器，模拟和数字控制器的组合或其它任何适当类型的控制器。在其它实施例中，电弧闪光继电器300可以是能够如本文中描述操作的其它任何适当的电弧闪光继电器。而且，在一些实施例中，在本文中描述为由AFRS136和/或电弧闪光300执行的动作可以在多个组件之间划分。
[0035]图4是AFRS136的另一实施例的简化框图。在此实施例中，AFRS136包括耦连到外部闭锁逻辑402的电弧闪光继电器400。电弧闪光继电器400通过输入404从电流传感器140接收电流信号，通过输入406从电弧闪光传感器138接收检测信号。在此实施例中，电弧闪光继电器400输出两个信号。第一输出信号指示所接收的检测信号是否指示电弧闪光，第二输出信号指示所接收的电流信号是否超过阈值。在此实施例中，电弧闪光继电器400不接收也不考虑任何闭锁信号。闭锁逻辑402从电弧闪光继电器400接收两个输出信号，从电路保护装置102，104和106接收任何闭锁信号。闭锁逻辑402被配置成响应于指示检测到电弧闪光的第一输出，指示电流超过阈值的第二输出信号和没有接收到任何闭锁信号，激活电路保护装置142。除了当AFRS136处于维修模式时，闭锁逻辑402被配置成当第一输出指示检测到电弧闪光，第二输出信号指示电流超过阈值，并且它正在接收闭锁信号时，延迟电路保护装置142的激活。闭锁逻辑402通过向电路保护装置142输出跳闸信号，激活电路保护装置142。闭锁逻辑402可以是分立的逻辑门，可以在与电弧闪光继电器400分开的控制器中实现，或者可以以其它任何适当装置实现。
[0036]图5是第三实施例的AFRS136的简化框图。在此实施例中，AFRS136包括电弧闪光继电器500和用于电路保护装置142的控制器502。电弧闪光继电器500通过输入504从电流传感器140接收电流信号，通过输入506从电弧闪光传感器138接收检测信号。如上文参照AFRS136描述的，电弧闪光继电器500被配置成至少部分基于检测信号确定已经出现电弧闪光。在此实施例中，电弧闪光继电器500既不接收也不考虑任何闭锁信号。在确定已经出现电弧闪光时，电弧闪光继电器500输出跳闸信号。在示例性实施例中，电弧闪光继电器被配置成输出两个不同的跳闸信号之一。第一跳闸信号指不可疑电弧闪光，第二跳闸信号指示当AFRS136处于维修模式时的可疑电弧闪光。控制器502从电弧闪光继电器500接收跳闸信号，从电路保护装置102，104和106接收任何闭锁信号。控制器502被配置成当控制器502不接收闭锁信号时，响应于跳闸信号激活电路保护装置142 (例如激活电弧抑制装置，跳开跳闸机构124，触发撬棍等)，并在控制器502正在接收闭锁信号时，延迟电路保护装置142的激活。控制器502可以是任何适当的模拟控制器、数字控制器或模拟和数字控制的组合。
[0037]图6是对于图5所示的AFRS136的一些实施例的示例性逻辑流程图。其它实施例可包括不同的逻辑输入、输出和/或操作。在示例性实施例中，部分600是由电弧闪光继电器500执行的，部分602是由控制器502执行的，部分604是由ZSI控制器135执行的。控制器502确定当电弧闪光继电器500检测到电弧闪光时是否激活电路保护装置142，或者因为存在闭锁信号延迟电路保护装置142的激活。在此实施例中，所述确定还基于输入母线电压(例如主母线114上的电压)是否超过用于激活电路保护装置142的阈值。在此实施例中，电弧闪光继电器500在确定已经出现电弧闪光时，操作电路保护装置，诸如电路保护装置102。
[0038]图7是对于图5所示的一些实施例的AFRS136的另一示例性逻辑流程图。部分700由电弧闪光继电器500执行，部分702由控制器502执行，部分704由ZSI控制器135执行。在此实施例中，控制器502不接收闭锁信号。实际上，电弧闪光继电器500接收闭锁信号。在此实施例中，电弧闪光继电器500还在确定已经出现电弧闪光时，操作电路保护装置，诸如电路保护装置102。如果还没有接收到闭锁信号，电弧闪光继电器500根据不受限模式操作电路保护装置102，如果已经接收到闭锁信号则根据受限模式操作电路保护装置102。
[0039]本文中描述的方法和系统的技术效果可以包括以下的一个或多个:(a)确定在由配电系统占据的容积中已经出现电弧闪光；(b)当不从第一电路保护装置接收闭锁信号时，激活被配置成提供电弧闪光保护的第二电路保护装置以响应于已经出现电弧闪光的确定；(C)当从第一电路保护装置接收到闭锁信号时，延迟被配置成提供电弧闪光保护的第二电路保护装置的激活以响应于已经出现电弧闪光的确定。
[0040]在上文详细地描述了配电系统和操作配电系统的方法的示例性实施例。所述系统和方法不限于本文中描述的特定实施例，而是，所述系统组件和/或方法的操作可以独立地并与本文中描述的其它组件和/或操作分离地使用。而且，所描述的组件和/或操作还可以在其它系统、方法和/或装置中定义或与它们结合使用，不限于只用本文中描述的电力系统来实施。
[0041]图示并在本文中描述的实施例中操作的执行顺序或性能不是必需的，除非另外指出的之外。即，操作可以任何顺序执行，除非另外指出，否则实施例可包括比本文中公开的更多或更少的操作。例如，在另一操作之前，与其同时或在其之后执行或实现特定的操作也认为在此公开的各方面的范围内。
[0042]尽管各实施例的特定特征在一些附图中示出，在其它附图中没有示出，但这只是为了方便。根据本发明的原则，附图的任何特征可以结合任何其它图的任何特征被引用和/或要求保护。
[0043]本书面说明书使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，还使得任意本领域技术人员可实践本发明(包括制造和使用任意装置或系统和执行任意结合的方法)。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求书的文字语言并非不同的结构元件、或者如果这样的其他示例包括与权利要求书的文字语言具有非实质性区别的等同结构元件，则这样的其他示例意欲落入权利要求书的范围内。
【权利要求】
1.一种配电系统，所述配电系统包括: 第一配电母线，所述第一配电母线可操作地设置于由外壳限定的空腔中； 电弧闪光传感器，所述电弧闪光传感器被配置成检测所述空腔内的电弧并生成检测信号; 电弧闪光继电系统，所述电弧闪光继电系统可通信地耦连到所述电弧闪光传感器，所述电弧闪光继电系统包括控制器，所述控制器被配置成至少部分基于所述检测信号确定已经发生电弧闪光；以及 第一电路保护装置，所述第一电路保护装置设置于所述空腔中，所述第一电路保护装置包括: 跳闸机构，所述跳闸机构被配置成中断流过所述第一配电母线的电流；以及 跳闸单元，所述跳闸单元可操作地耦连到所述跳闸机构，所述跳闸单元被配置成: 确定所述第一配电母线上的电流何时超过保护阈值；以及 在确定所述第一配电母线上的电流超过所述保护阈值时，输出闭锁信号给所述电弧闪光继电系统，并输出跳闸信号给所述跳闸机构。
2.根据权利要求1所述的配电系统，其特征在于，所述配电系统进一步包括第二电路保护装置，并且其中所述电弧闪光继电系统被配置成响应于所述确定已经发生电弧闪光，输出跳闸信号以激活所述第二电路保护装置。
3.根据权利要求2所述的配电系统，其特征在于，所述第二电路保护装置包括电弧闪光缓解装置。
4.根据权利要求2所述的配电系统，其特征在于，所述配电系统进一步包括第二配电母线，所述第二配电母线被配置成给至少所述第一电路保护装置提供电源，并且其中所述第二电路保护装置包括断路器，所述断路器被配置成响应于来自所述电弧闪光继电系统的跳闸信号中断流过所述第二配电母线的电流。
5.根据权利要求2所述的配电系统，其特征在于，所述电弧闪光系统进一步被配置成操作于受限模式以响应于来自所述第一电路保护装置的跳闸单元的所述闭锁信号。
6.根据权利要求5所述的配电系统，其特征在于，其中操作于所述受限模式包括在确定已经发生电弧闪光之后，在预定的时间段内延迟所述跳闸信号的输出，以激活所述第二电路保护装置。
7.根据权利要求6所述的配电系统，其特征在于，所述预定的时间段大于所述第一电路保护装置的跳闸机构响应于来自所述第一电路保护装置的跳闸单元的跳闸信号中断流过所述第一配电母线的所述电流所需的时间长度。
8.根据权利要求5所述的配电系统，其特征在于，所述电弧闪光继电器能够操作于常规模式和维修模式，并且其中，所述电弧闪光继电器被配置成当所述电弧闪光继电器操作于维修模式时忽略所述闭锁信号。
9.根据权利要求1所述的配电系统，其特征在于，所述电弧闪光传感器包括光传感器、声音传感器和压力传感器中的至少一个。
10.一种用于配电系统中的电弧闪光继电系统，所述配电系统包括电弧闪光传感器、第一电路保护装置和第二电路保护装置，所述电弧闪光继电系统包括: 第一输入，所述第一输入被配置成从所述电弧闪光传感器接收检测信号；第二输入，所述第二输入被配置成从所述第一电路保护装置接收闭锁信号；以及 控制器，所述控制器被配置成: 至少部分基于所述检测信号，确定已经发生电弧闪光； 当所述控制器不接收所述闭锁信号时，激活所述第二电路保护装置以响应于已经发生电弧闪光的确定；以及 当所述控制器正在接收所述闭锁信号时，延迟所述第二电路保护装置的激活以响应于已经发生电弧闪光的确定。
11.根据权利要求10所述的电弧闪光继电系统，其特征在于，所述控制器被配置成以预定时间延迟所述第二电路保护装置的激活，所述预定时间比所述第一电路保护装置动作以保护第一负荷的时间长度更长。
12.根据权利要求10所述的电弧闪光继电系统，其特征在于，所述电弧闪光继电系统进一步包括第三输入，所述第三输入被配置成从电流传感器接收电流信号，并且其中所述控制器被配置成基于所述检测信号和所述电流信号确定已经发生电弧闪光。
13.根据权利要求10所述的电弧闪光继电系统，其特征在于，所述控制器能够选择性地操作于常规模式 和维修模式，并且其中，所述控制器被配置成当所述控制器操作于所述常规模式并正在接收所述闭锁信号时，延迟所述第二电路保护装置的激活以响应于已经发生电弧闪光的确定，并且当所述控制器操作于所述维修模式时，不管所述闭锁信号为何，激活所述第二电路保护装置以响应于已经发生电弧闪光的确定。
14.根据权利要求10所述的电弧闪光继电系统，其特征在于，所述控制器被配置成只要所述控制器正在接收所述闭锁信号，则延迟所述第二电路保护装置的激活。
15.—种由配电系统中的电弧闪光继电系统使用的方法，所述配电系统包括被配置成输出闭锁信号的第一电路保护装置和被配置成提供电弧闪光保护的第二电路保护装置，所述方法包括: 确定在由所述配电系统占据的空腔内已经发生电弧闪光； 当所述电弧闪光继电系统不从所述第一电路保护装置接收所述闭锁信号时，激活所述第二电路保护装置以响应于已经发生电弧闪光的确定；以及 当所述电弧闪光继电系统正在从所述第一电路保护装置接收所述闭锁信号时，延迟所述第二电路保护装置的激活以响应于已经发生电弧闪光的确定。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，延迟所述第二电路保护装置的激活包括以预定时间延迟所述第二电路保护装置的激活，所述预定时间比所述第一电路保护装置动作以保护负荷的时间长度更长。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括从位于由所述配电系统占据的空腔中的电弧闪光传感器接收信号，并且其中，确定在由所述配电系统占据的空腔中已经发生电弧闪光包括至少部分基于来自所述电弧闪光传感器的接收信号确定在由所述配电系统占据的空腔中已经发生电弧闪光。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述电弧闪光继电系统能够选择性地操作于常规模式和维修模式，并且其中，延迟所述第二电路保护装置的激活包括当所述控制器正操作于所述常规模式并正在接收所述闭锁信号时，延迟所述第二电路保护装置的激活。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，激活第二电路保护装置进一步包括当所述电弧闪光继电系统正操作于所述维修模式时，不管所述闭锁信号为何，激活第二电路保护装置以响应于已经发生电弧闪光的确定，。
20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，延迟所述第二电路保护装置的激活包括只要所述电弧闪光继电系统正在接 收所述闭锁信号，则延迟所述第二电路保护装置的激活。
【文档编号】H02H7/22GK103915824SQ201410003407
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2013年1月4日
【发明者】M.E.瓦尔德斯 申请人:通用电气公司