用于识别电弧的设备和方法技术

提出一种用于识别电弧的方法和设备。在此，对在节点(502)上连接的每组件(504

Equipment and methods for arc identification

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于识别电弧的设备和方法
本专利技术涉及一种用于识别电弧的方法以及一种用于识别电弧的相应的设备。
技术介绍
在现代车辆中的用电器的数目以及其功率消耗越来越增大。因此，车辆装备有48V的车载电网，该车载电网能够对车辆中的不同用电器(负载)供给在保持相同的电流强度情况下的更高的功率。然而48V的应用导致如下问题：在具有短路的损害情况下可能形成稳定的电弧，因为48V位于电弧点燃电压之上。然而，稳定电弧的形成却并不仅仅在机动车中的48V车载电网情况下出现，而是一般而言在以超过电弧点燃电压的电压来运行的车载电网中、诸如在电动交通领域和在此所使用的高压车载电网的领域中、以及在飞机、船舶或轨道车辆中也出现。通常，通过保险丝来确保在车载电网中的电线路的安全。然而，因为电弧作为在线路中的附加电阻而出现，短路电流这样被限制，使得保险装置不会触发。不仅串行的电弧而且并联的电弧也会生成非常高的温度，从而使得稳定的电弧可能造成对车辆的大的损害。因此值得期望的是，及早地识别电弧的形成。然而非常困难的是，将通过串行的电弧所引起的电流限制与通过负载引起的电流耗用的波动进行区别。尤其是，不能够经由保险丝来进行确保在48V车载电网中的线路的安全，因为由于电弧作用而使得通过保险装置的电流这样减小，以使得该保险装置不会触发。对就像是例如在电迁移和/或线路的缓慢消耗中所出现的那样的干扰(例如高欧姆的短路)的识别带来了特殊的问题。短路电弧电流在此是难以识别的，因为其可能处于负载范围内。另一方面，电弧功率并不是过高的，从而使得所述识别可能需要更多时间。<br>作为其他影响参量，应考虑功能上的安全性，所述功能上的安全性要求了所连接的安全性相关的用电器的更高可用性。针对未来的车载电网因此得出对能量供给装置中的错误的识别的经提高的要求。尝试通过提高质量的措施来确保电能量供给装置的100％可用性会导致显著的额外成本并最终不会导致功能上的安全性。当今在能量供给装置中出现错误并且原则上在未来还将会出现。提出的任务在于：识别错误并且借助待实施的安全性方案来克制所述错误。
技术实现思路
本专利技术的任务因此是：在使用在构造上尽可能简单的装置的情况下，尤其是也在增大的系统负载情况下，识别出电网中、诸如车辆车载电网中的电弧。所述任务通过独立权利要求的主题得以解决。本专利技术的有利的扩展方案在从属权利要求、说明书和附图中说明。尤其是，一个权利要求类别的独立权利要求也可以以类似于另一权利要求类别的从属权利要求的方式来被扩展。在用于识别电弧的方法中，针对节点上所连接的每个组件来读入电流值并且然后在使用所读入的电流值的情况下不仅确定节点电流也确定系统电流。此外，对于每个读入的电流值而言在使用节点电流和相应的电流值的情况下确定相关性因子。为此，由节点电流和相应的电流值构成商数。针对每个电流值的各个商数被过滤，以便针对每个电流值来确定修正因子。接下来，列出经修正的节点电流方程，其中每个电流值与所分配的修正因子相关联，以便确定节点分析的经修正的值。通过经修正的节点电流方程来限定针对该节点的误差空间(Fehlerraum)，从而在使用经修正的节点电流方程的情况下能够设置用于识别电弧的触发阈值。如果经修正的节点电流方程的结果处于所设置的触发阈值之上，则识别出电弧。读入的电流值是针对连接到节点上的每组件而言的随着时间的离散值。因此，所述节点可以是配电器。针对连接到节点上的组件的示例是电池组、电动机、控制设备、起动器发电机或其他配电器。通常，所连接的组件在其输入端上的电流消耗被监控。这样检测的电流值可以因此被提供给上级的分析装置。因此，由于功率损失或错误引起地，在组件上所检测的电流值可能与在节点输出端上所提供的电流不同。因此，连接上的组件可能是电源或用电器，也称为负载或阱(Senke)。在理想情况下，对于每组件而言的所读入的电流值被同时地检测。节点电流被定义为在一时间点时的所有电流值的总和。在没有测量误差或系统中的其他错误的情况下或者没有待识别的电弧的情况下，节点电流为零。偏离于零的节点电流相应于所读入的电流值的所有测量误差的总和或者所有测量误差加上系统中的电弧的总和。系统电流作为电流值的所有绝对值的总和来被确定。有利地，连续地随着时间读入电流值来分别确定节点电流和系统电流，以便然后确定相关性因子。对表示相关性因子的商数的过滤可以借助数值的低通滤波器通过一阶的时间上的低通滤波来进行。在此，例如在时间上来看可以将最后1秒或最后10秒或者也将更长的时间段纳入到低通滤波中。以一般表达的方式，可以借助数值的相关滤波器来过滤之前确定的相关性因子。在列出经修正的节点电流方程的情况下，可以分别由一减去该修正因子并且将该结果与相应的电流值相乘。节点分析的结果于是相应地是利用该修正因子所算出的电流值的总和。借助于经修正的节点电流方程，可以确定误差空间。该误差空间通过系统电流示出节点电流的基于测量误差的偏差。基于测量误差的偏差现在处于利用经修正的节点电流方程所确定的误差空间的极限之内。用于识别电弧的触发阈值现在可以与经修正的误差空间的极限间隔预先限定的百分比地设置。可选地可以存储误差空间的极限，并且补充性地或替代性地存储触发阈值，从而其改变能够被追溯并且能够被分析。因此，如果误差空间的极限或触发阈值与最后所存储的误差空间的极限或触发阈值有区别，则可以存储所述误差空间的极限或触发阈值。有利地，可以因此识别出慢慢加剧的错误。如果尽管有低通滤波该极限还是偏移并且因此使得触发阈值被适配，则这指出错误，而无关于在节点上的、所连接的组件上的或者将其连接的线路上的电弧。因此可以附加地识别出慢慢加剧的错误，这种错误例如由于老化或侵蚀而引起。如果经修正的节点电流方程的结果处于触发阈值之上，则识别出电弧。通过缩小误差空间，可以将触发阈值设置得低得多并且使得尽管系统电流非常高也能够可靠地识别出按比例来说小的电弧。所述创造性思想也能够很好地在设备中实现，其中该设备具有适合于实施所提出的用于识别电弧的方法的步骤的装置。相应的设备可以具有微处理器、FPGA、ASIC、DSP等以及具有存储器，以便实施所提出的方法的变型方案。在一种实施方式中，该设备包括：用于读入电流值的装置，其中对于连接在节点上的每个组件来读入每时间单位的电流值；在使用所读入的电流值的情况下用于确定节点电流和系统电流的装置；用于确定被分配给组件的各电流值或被分配给组件的各电流值变化过程的相关性因子的装置；用于过滤相关性因子的滤波装置以及用于确定基于经修正的节点电流方程的节点分析的经修正的值的装置。在设置触发阈值的另一装置中，在使用基于经修正的节点电流方程的节点分析的经修正的值的情况下设置用于识别出电弧的触发阈值。附图说明接下来参照附图来阐述本专利技术的有利实施例。其中：图1示出按照本专利技术的一种实施例的随着时间的分配器节点的所测量的电流；图2示出按照本专利技术的一种实施例的随着时间的节点电流，也即，在图1中所示出的所测量的电流的总和；图3示出关于在图1中所示的分配器节点的电流的误差-状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于识别电弧的方法，所述方法具有以下步骤：/na)针对在节点(502)上连接的每个组件(504

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170717 DE 102017116009.41.一种用于识别电弧的方法，所述方法具有以下步骤：
a)针对在节点(502)上连接的每个组件(5041，5042，5043，5044，5045，…504n)读入电流值(I1,I2,I3,I4,I5,…In)；
b)在使用所述电流值(I1,I2,I3,I4,I5,…In)的情况下确定节点电流(Idc)和系统电流(Is)；
c)作为由节点电流(Idc)和相应的所述电流值(I1,I2,I3,I4,I5,…In)构成的商数(MFc1,MFc2,MFc3,MFc4,MFc5,…MFcn)来确定每个电流值(I1,I2,I3,I4,I5,…In)与所述节点电流(Idc)的相关性因子；
d)过滤各个商数(MFc1,MFc2,MFc3,MFc4,MFc5,…MFcn)以便针对每个电流值(I1,I2,I3,I4,I5,…In)来确定修正因子(c1,c2,c3,c4,c5,…cn)；
e)列出经修正的节点电流方程，其中将每个电流值(I1,I2,I3,I4,I5,…In)与在步骤d)中所确定的修正因子(c1,c2,c3,c4,c5,…cn)相关联，以便确定节点分析的经修正的值(Idi)；以及
f)在使用经修正的节点电流方程的情况下设置触发阈值(304)。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述节点电流(Idc)作为所有电流值(I1,I2,I3,I4,I5,…In)的总和来被确定，并且所述系统电流(Is)作为所述电流值(I1,I2,I3,I4,I5,…In)的所有绝对值的总和来被确定。


3.根据上述权利要求其中任意一项所述的方法，其中在所述过滤的步骤d)中，进行一阶的时间上的低通滤波，以便针对每个电流值(I1,I2,I3,I4,I5,…In)来确定所述修正因子(c1,c2,c3,c4,c5,…cn)。


4.根据上述权利要求其中任意一项所述的方法，其中在列出经修正的节点电流方程的步骤e)中，分别由值一减去相应的修正因子(c1,c2,c3,c4,c5,…cn)并且然后与所分配的电流值(I1,I2,I3,I4,I5,…In)相乘，其中所述节点分析的经修正的值(Idi)是这些项的总和。


5.根据上述权利要求其中任意一项所述的方法，其中在使用经修正的节点电流方程的情况下设置所述触发阈值(...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·沃特博格，
申请(专利权)人：利萨·德雷克塞迈尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE