本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)電弧的方法和裝置，還涉及一種這樣類型的包括至少一個(gè)開關(guān)裝置和與之連接的裝置的開關(guān)柜。

背景技術(shù)：

這種方法和裝置在本領(lǐng)域是公知的，并且例如用于電氣系統(tǒng)以保護(hù)人和/或系統(tǒng)本身免受例如由于短路引起的電弧的破壞性影響或至少減輕其影響。例如，動(dòng)物乃至掉落的工具和(潮濕的)污物會(huì)減少具有不同電勢(shì)的兩個(gè)導(dǎo)體之間的絕緣或火花隙，從而形成電弧。在某些情況下產(chǎn)生的非常高的電流可能由于空氣在非常短的時(shí)間內(nèi)加熱而導(dǎo)致強(qiáng)烈的爆炸。

因此，通常監(jiān)測(cè)電氣系統(tǒng)以防止這種電弧發(fā)生，并且在許多情況下，這通過測(cè)量流過電導(dǎo)體的電流并檢測(cè)由電弧產(chǎn)生的極強(qiáng)的光來實(shí)現(xiàn)。如果這兩個(gè)條件都滿足，則發(fā)出警報(bào)信號(hào)或開關(guān)信號(hào)以閉合所述具有不同電勢(shì)的導(dǎo)體之間的開關(guān)。一方面，這使得電弧快速熄滅；另一方面，它也導(dǎo)致在供電線中產(chǎn)生非常高的電流，這使得較高級(jí)別的斷路器跳閘，最終將危險(xiǎn)區(qū)域與網(wǎng)絡(luò)隔離。當(dāng)然，所述開關(guān)信號(hào)還可以用于直接斷開導(dǎo)致電弧的供電線中的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)。

原則上，在現(xiàn)有技術(shù)中有許多關(guān)于這個(gè)主題的出版物。例如，us6229680b1公開了一種用于光電弧檢測(cè)的系統(tǒng)，其中，由測(cè)量點(diǎn)接收的光被分割并且通過兩個(gè)不同的帶通濾波器。如果由接收的光產(chǎn)生的電信號(hào)與由背景光產(chǎn)生的電信號(hào)之間的差超過閾值，就發(fā)出電弧檢測(cè)信號(hào)。

ep1538722a2也公開了一種用于電弧檢測(cè)的系統(tǒng)，其中，由測(cè)量點(diǎn)接收的光與調(diào)制的參考光源組合，然后被分割并通過兩個(gè)帶通濾波器。如果表示第一波長(zhǎng)的光的第一電信號(hào)超過表示除了調(diào)制的參考光之外的第二波長(zhǎng)的光的第二電信號(hào)，就發(fā)出警報(bào)。

ch676174a還公開了使用帶通濾波器將由測(cè)量點(diǎn)接收的光限制在電弧波長(zhǎng)范圍內(nèi)。

此外，de102010016036a1公開了一種包括紅色濾波器、綠色濾波器和藍(lán)色濾波器的用于檢測(cè)電弧的顏色傳感器。

最后，gb2477970a公開了一種具有熒光材料的光纖，其將具有表征電弧的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光轉(zhuǎn)換成具有不同波長(zhǎng)的光。然后使轉(zhuǎn)換的光傳遞至光學(xué)傳感器。

一般來說，難以使用現(xiàn)有技術(shù)中的方法以任何程度的確定性檢測(cè)危險(xiǎn)的短路電弧。這是因?yàn)樵陔姎庀到y(tǒng)中，即使在正常操作期間也可能發(fā)生電弧，例如在斷開帶電開關(guān)觸點(diǎn)時(shí)以開關(guān)電弧的形式。開關(guān)裝置本身中的電弧確實(shí)是不可直接看到的，但是開關(guān)裝置會(huì)發(fā)出發(fā)光氣體，所述氣體至少包含源自開關(guān)裝置中燃燒的開關(guān)觸點(diǎn)、或電弧偏轉(zhuǎn)器或電弧分離器的金屬蒸氣。此外，該氣體也可能包含其他成分，例如來自開關(guān)裝置的外殼的蒸發(fā)塑料。

這種發(fā)光氣體可能被錯(cuò)誤地認(rèn)為是危險(xiǎn)電弧，導(dǎo)致實(shí)際上正常工作的電氣系統(tǒng)被不必要地關(guān)閉。在現(xiàn)有技術(shù)中，如果相接地短路(沒有電弧或電弧在開關(guān)柜外部)在供電線中引起非常高的電流，并且還導(dǎo)致相關(guān)聯(lián)的斷路器跳閘，則尤其可以觀察到這種故障。由斷路器發(fā)出的發(fā)光氣體似乎滿足在開始時(shí)提到的針對(duì)危險(xiǎn)電弧的兩個(gè)條件(高電流和亮光)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于檢測(cè)電弧的改進(jìn)的方法和改進(jìn)的裝置。特別地，應(yīng)該可以確定地檢測(cè)危險(xiǎn)的電弧，并且避免不必要地關(guān)閉電氣系統(tǒng)。

該目的通過一種用于區(qū)分電弧與至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體的方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括如下步驟：

-感測(cè)監(jiān)測(cè)區(qū)域中的光，

-測(cè)量第一波長(zhǎng)λ1的所感測(cè)光的第一強(qiáng)度iλ1，

-測(cè)量較大的第二波長(zhǎng)λ2的所感測(cè)光的第二強(qiáng)度iλ2，

-確定第一強(qiáng)度iλ1和第二強(qiáng)度iλ2之間的比值iλ1/iλ2，以及

-如果所述比值iλ1/iλ2大于能夠指定的第一閾值，則所感測(cè)光與電弧相關(guān)聯(lián)，和/或如果所述比值iλ1/iλ2小于能夠指定的第二閾值，則所感測(cè)光與至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)。

本發(fā)明的目的也通過一種用于區(qū)分電弧和至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體的裝置來實(shí)現(xiàn)，所述裝置包括：

-用于感測(cè)監(jiān)測(cè)區(qū)域中的光的至少一個(gè)光敏元件，

-測(cè)量裝置，用于測(cè)量第一波長(zhǎng)λ1的所感測(cè)光的第一強(qiáng)度iλ1，并且用于測(cè)量較大的第二波長(zhǎng)λ2的所感測(cè)光的第二強(qiáng)度iλ2，

-評(píng)估單元，用于確定第一強(qiáng)度iλ1和第二強(qiáng)度iλ2之間的比值iλ1/iλ2，以及，如果所述比值iλ1/iλ2大于能夠指定的第一閾值，就將所感測(cè)光與電弧關(guān)聯(lián)，和/或如果所述比值iλ1/iλ2小于能夠指定的第二閾值，就將所感測(cè)光與至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體關(guān)聯(lián)。

最后，本發(fā)明的目的還通過一種包括至少一個(gè)開關(guān)裝置的開關(guān)柜來實(shí)現(xiàn)，所述開關(guān)柜包括上述類型的裝置，其具有連接至所述至少一個(gè)開關(guān)裝置的開關(guān)輸入端的輸出端。

最后，本發(fā)明的目的通過使用上述類型的方法或上述類型的裝置來監(jiān)測(cè)位于開關(guān)柜內(nèi)的監(jiān)測(cè)區(qū)域來實(shí)現(xiàn)。

所提出的措施可以以高度確定性區(qū)分危險(xiǎn)電弧與由開關(guān)裝置發(fā)出的(潛在無害的)氣體。該方法利用了發(fā)光氣體的光譜與電弧的光譜不同的事實(shí)。發(fā)光(燃燒)氣體的溫度范圍從大約2500°k至4500°k，而電弧的溫度大約在10000°k和20000°k之間。因此，電弧發(fā)出的光具有較高比例的短波輻射。

有利地，不必使用復(fù)雜的光譜分析來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。取而代之的是，確定兩個(gè)特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光強(qiáng)度的兩個(gè)值，并且以上述方式使用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算和比較來區(qū)分電弧與至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體。因此，所描述的方法不容易出現(xiàn)問題，并且在實(shí)踐中可以以最小的技術(shù)支出實(shí)現(xiàn)。

在這一點(diǎn)上應(yīng)當(dāng)注意，發(fā)光氣體特別地還可以包含塑料的氣體分解產(chǎn)物，例如除了金屬蒸氣之外的氫、碳、烴和類似產(chǎn)物。盡管發(fā)光氣體的成分存在這種變化，但所述方法或所述裝置可以安全地檢測(cè)電弧或發(fā)光氣體，或安全地區(qū)分兩者。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，如果所述比值iλ1/iλ2在第一范圍內(nèi)，則所感測(cè)光可以與電弧相關(guān)聯(lián)，和/或如果所述比值iλ1/iλ2在第二范圍內(nèi)，則所感測(cè)光可以與至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)。換句話說，除了第一下閾值之外還提供相關(guān)聯(lián)的上閾值，并且除了第二上閾值之外還提供相關(guān)聯(lián)的下閾值。

結(jié)合附圖在從屬權(quán)利要求和說明書中描述了本發(fā)明的其他有利的實(shí)施例和改進(jìn)方案。

有利地，在300nm和400nm之間的范圍內(nèi)選擇所述第一波長(zhǎng)λ1和/或在650nm和750nm之間的范圍內(nèi)選擇所述第二波長(zhǎng)λ2。特別有利地，第一波長(zhǎng)被選擇為λ1＝350nm和/或第二波長(zhǎng)被選擇為λ2＝700nm。這些波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍被證明特別適合于區(qū)分電弧和發(fā)光氣體。

特別有利地是，在0.0125至5的范圍內(nèi)選擇第一閾值和/或第二閾值。在這種情況下，第二閾值優(yōu)選地小于或等于第一閾值，但是原則上，第二閾值也可以大于第一閾值。在該范圍，可以清楚地區(qū)分電弧和發(fā)光氣體。

為所述第一閾值和/或所述第二閾值選擇數(shù)值2.5也是有利的。第一閾值的更優(yōu)選的值是3.5和4.5，而第二閾值的更優(yōu)選的值是1.5和0.5。這是有效地區(qū)分電弧和發(fā)光氣體的特別好的方法。

同樣有利的是，用于區(qū)分電弧和發(fā)光氣體的裝置包括被設(shè)計(jì)為當(dāng)在監(jiān)測(cè)區(qū)域檢測(cè)出電弧的情況下發(fā)出第一警報(bào)或第一開關(guān)信號(hào)的輸出端。因此，如果在監(jiān)控區(qū)域中檢測(cè)到電弧就發(fā)出第一警報(bào)或第一開關(guān)信號(hào)是有利的。因此電氣系統(tǒng)中的故障會(huì)被通知給更高級(jí)控制系統(tǒng)或監(jiān)測(cè)人員。可替代地或附加地，第一開關(guān)信號(hào)可以直接發(fā)送到開關(guān)裝置，該開關(guān)裝置在故障情況下自動(dòng)地將電氣系統(tǒng)與為電氣系統(tǒng)供電的電力網(wǎng)絡(luò)隔離。還可以構(gòu)想將第一開關(guān)信號(hào)發(fā)送到開關(guān)裝置以使電弧短路并因此熄滅所述電弧。所產(chǎn)生的高短路電流導(dǎo)致斷路器在相應(yīng)的供電線上跳閘。因此，第一開關(guān)信號(hào)可以使開關(guān)觸點(diǎn)閉合，也可以使開關(guān)觸點(diǎn)斷開。

特別有利的是，如果在監(jiān)測(cè)區(qū)域中檢測(cè)到電弧以及如果在通向監(jiān)測(cè)區(qū)域的供電線中檢測(cè)到超過第三閾值的電流，就發(fā)出第一警報(bào)或第一開關(guān)信號(hào)。通過結(jié)合另一標(biāo)準(zhǔn)可以特別有效地識(shí)別監(jiān)測(cè)區(qū)域中的危險(xiǎn)情況。

同樣有利地，用于區(qū)分電弧和發(fā)光氣體的裝置包括被設(shè)計(jì)為如下的輸出端：如果在監(jiān)測(cè)區(qū)域中檢測(cè)到至少包含金屬蒸汽的發(fā)光氣體，就發(fā)出第二警報(bào)/第二開關(guān)信號(hào)，和/或如果在監(jiān)測(cè)區(qū)域中感測(cè)的光既不與電弧相關(guān)聯(lián)也不與至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)，就發(fā)出第三警報(bào)/第三開關(guān)信號(hào)。因此有利的是，如果在監(jiān)測(cè)區(qū)域中檢測(cè)到至少包含金屬蒸汽的發(fā)光氣體，就發(fā)出第二警報(bào)或第二開關(guān)信號(hào)，和/或如果在監(jiān)測(cè)區(qū)域中感測(cè)的光既不與電弧相關(guān)聯(lián)也不與至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)，就發(fā)出第三警報(bào)或第三開關(guān)信號(hào)。在特定條件下，如果比值iλ1/iλ2在第一閾值和第二閾值之間，就發(fā)出第三警報(bào)/第三開關(guān)信號(hào)。如果值的范圍將所感測(cè)光與電弧或至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)，當(dāng)比值iλ1/iλ2位于針對(duì)電弧或發(fā)光氣體所提出的值的范圍之外時(shí)，就發(fā)出第三警報(bào)/第三開關(guān)信號(hào)。

所提出的措施意味著可以給監(jiān)測(cè)人員或更高級(jí)控制系統(tǒng)提供不一定指示開關(guān)柜中的危險(xiǎn)情況的附加信息。在特定情況下，信號(hào)不僅指示開關(guān)柜中的電弧，還指示由開關(guān)裝置和另一光源發(fā)出的發(fā)光氣體，例如當(dāng)打開開關(guān)柜時(shí)進(jìn)入所述柜的日光乃至閃光燈。第二和/或第三開關(guān)信號(hào)繼而可以被傳遞到開關(guān)裝置并且能夠隔離或閉合電源電路。

用于區(qū)分電弧與發(fā)光氣體的裝置有利地包括兩個(gè)光敏元件和布置在光敏元件前面的光學(xué)濾波器，布置在第一光敏元件前面的光學(xué)濾波器主要允許第一波長(zhǎng)的光通過，以及布置在第二光敏元件前面的光學(xué)濾波器主要允許第二波長(zhǎng)的光通過。特別地，第一和/或第二光學(xué)濾波器可以被設(shè)計(jì)為帶通濾波器。以這種方式，具有相同設(shè)計(jì)的兩個(gè)光敏元件可以用于感測(cè)來自監(jiān)測(cè)區(qū)域的光。然而，原則上也可以構(gòu)想使用高通濾波器和低通濾波器。

特別有利的是，當(dāng)使用帶通濾波器時(shí)，第一光學(xué)濾波器允許在300nm和400nm之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光通過，和/或第二光學(xué)濾波器允許在650nm和750nm之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光通過，或者第一光學(xué)濾波器的最大透明度位于該波長(zhǎng)范圍內(nèi)，特別是在350nm，以及第二光學(xué)濾波器的最大透明度位于上述波長(zhǎng)范圍內(nèi)，特別是在700nm。如已經(jīng)提到的，已經(jīng)證明這些波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍特別適用于區(qū)分電弧與發(fā)光氣體。

監(jiān)測(cè)區(qū)域位于開關(guān)柜內(nèi)部也是特別有利的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在這種情況下特別明顯，因?yàn)榘踩貐^(qū)分電弧與發(fā)光氣體的問題通常出現(xiàn)在開關(guān)柜內(nèi)部。

在這一點(diǎn)上，應(yīng)當(dāng)注意，所述方法的所公開的變化和所產(chǎn)生的優(yōu)勢(shì)等同地涉及用于將電弧與發(fā)光氣體區(qū)分開的裝置、所述開關(guān)柜以及這種方法或這種裝置的所述用途，反之亦然。

附圖說明

以下參照附圖借助于具體實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明，其中：

圖1示出絕對(duì)光譜輻照度[μw·cm^-2·nm^-1]與波長(zhǎng)λ的函數(shù)圖的示例；

圖2示出用于區(qū)分電弧和發(fā)光氣體的裝置的示例；

圖3示出包括用于區(qū)分電弧和發(fā)光氣體的裝置的開關(guān)柜的示例；以及

圖4與圖3類似，但是具有用于熄滅電弧的裝置。

具體實(shí)施方式

圖1示出用于區(qū)分電弧的裝置的示意圖中詳細(xì)列舉的絕對(duì)輻照度i與波長(zhǎng)λ的函數(shù)圖。

在用于區(qū)分電弧和至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體的方法中，

-感測(cè)監(jiān)測(cè)區(qū)域中的光，

-測(cè)量發(fā)光氣體的第一波長(zhǎng)的所感測(cè)光的第一強(qiáng)度iλ1

-測(cè)量較大的第二波長(zhǎng)λ2的所感測(cè)光的第二強(qiáng)度iλ2，

-確定第一強(qiáng)度iλ1和第二強(qiáng)度iλ2之間的比值iλ1/iλ2，以及

-如果所述比值iλ1/iλ2大于可指定的第一閾值，則所感測(cè)光與電弧相關(guān)聯(lián)，和/或如果所述比值iλ1/iλ2小于可指定的第二閾值，則所感測(cè)光與至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)。

第一波長(zhǎng)λ1優(yōu)選在300nm和400nm之間的范圍內(nèi)選擇，和/或第二波長(zhǎng)λ2在650nm和750nm之間的范圍內(nèi)選擇。在圖1所示的具體示例中，第一波長(zhǎng)的值為λ1＝350nm，和/或第二波長(zhǎng)的值為λ2＝700nm。在圖1所示的示例中，比值iλ1/iλ2針對(duì)電弧(曲線a)為5，而針對(duì)發(fā)光氣體(曲線b)為0.0125。如果第一和第二閾值選擇值2.5，那么測(cè)量的比值iλ1/iλ2明顯與電弧或至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)。針對(duì)第一閾值，其他更優(yōu)選的值為3.5和4.5，以及針對(duì)第二閾值，其他更優(yōu)選的值為1.5和0.5。一般地，第一和第二閾值應(yīng)當(dāng)在0.0125和5之間的范圍內(nèi)，第二閾值優(yōu)選地小于或等于第一閾值。

在所示的示例中，所述方法由此包括如下具體步驟：

-感測(cè)監(jiān)測(cè)區(qū)域中的光，

-測(cè)量波長(zhǎng)λ1＝350nm的所感測(cè)光的第一強(qiáng)度iλ1。

-測(cè)量較大的第二波長(zhǎng)λ2＝700nm的所感測(cè)光的第二強(qiáng)度iλ2，

-確定第一強(qiáng)度iλ1和第二強(qiáng)度iλ2之間的比值iλ1/iλ2，以及

-如果所述比值iλ1/iλ2大于2.5，則所感測(cè)光與電弧相關(guān)聯(lián)，和/或如果所述比值iλ1/iλ2小于2.5，則所感測(cè)光與至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)。

有利地，為了將光與電弧或發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)，測(cè)量?jī)蓚€(gè)特定波長(zhǎng)λ1、λ2范圍內(nèi)的光的強(qiáng)度iλ1/iλ2的兩個(gè)值并進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算和比較就足夠了。另一方面，不需要復(fù)雜的光譜分析。因此，所描述的方法不容易出現(xiàn)問題，并且在實(shí)踐中可以以最小的技術(shù)支出實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。

圖2示出用于區(qū)分電弧和至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體的裝置1的示例。所述裝置1包括：

-用于感測(cè)監(jiān)測(cè)區(qū)域(3)中的光的兩個(gè)光敏元件2a、2b，

-測(cè)量裝置4，用于測(cè)量第一波長(zhǎng)λ1的所感測(cè)光的第一強(qiáng)度iλ1，并且用于測(cè)量較大的第二波長(zhǎng)λ2的所感測(cè)光的第二強(qiáng)度iλ2，以及

-評(píng)估單元5，用于確定第一強(qiáng)度iλ1和第二強(qiáng)度iλ2之間的比值iλ1/iλ2，以及，如果所述比值iλ1/iλ2大于可指定的第一閾值，就將所感測(cè)光與電弧關(guān)聯(lián)，和/或如果所述比值iλ1/iλ2小于可指定的第二閾值，就將感測(cè)光與至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體關(guān)聯(lián)。

在該示例中，兩個(gè)光學(xué)濾波器6a、6b被布置在兩個(gè)光敏元件2a、2b的前面，布置在第一光敏元件2a前面的濾波器6a主要允許第一波長(zhǎng)λ1的光通過，而布置在第二光敏元件2b前面的濾波器6b主要允許第二波長(zhǎng)λ2的光通過。具體而言，兩個(gè)光學(xué)濾波器6a、6b有利地被設(shè)計(jì)為帶通濾波器。參考圖1所示的示例，一種特別的可能性是第一濾波器6a可以主要允許波長(zhǎng)λ1＝350nm的光通過，而第二濾波器6b可以主要允許波長(zhǎng)λ2＝700nm的光通過。

此外，裝置1連接至可選的光導(dǎo)體7，光導(dǎo)體7將光從監(jiān)測(cè)區(qū)域3引導(dǎo)至濾波器6a、6b或光敏元件2a、2b。最后，裝置1還包括可選的警報(bào)輸出或開關(guān)輸出8。

圖2所示的布置如下操作：

經(jīng)由光導(dǎo)體7和濾波器6a、6b將光從監(jiān)測(cè)區(qū)域3引導(dǎo)至光敏元件2a、2b，光敏元件2a、2b將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。該電信號(hào)由測(cè)量裝置4評(píng)估并且轉(zhuǎn)換為所感測(cè)光的強(qiáng)度值iλ1、iλ2。評(píng)估單元5確定第一強(qiáng)度iλ1和第二強(qiáng)度iλ2之間的比值iλ1/iλ2，并且如果所述比值iλ1/iλ2大于可指定的第一閾值，則將所感測(cè)光與電弧相關(guān)聯(lián)，和/或如果所述比值iλ1/iλ2小于可指定的第二閾值，則將所感測(cè)光與至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)。參考圖1，特別地為第一閾值和第二閾值選擇值2.5。然而，當(dāng)然可以構(gòu)想結(jié)合圖1所提及的任何其它閾值。如果在監(jiān)測(cè)區(qū)域3檢測(cè)到電弧，則優(yōu)選地發(fā)出第一警報(bào)信號(hào)或第一開關(guān)信號(hào)。當(dāng)然，如果檢測(cè)到電弧或發(fā)光氣體，這也可以以不同的方式傳輸。特別地，還可以報(bào)告，除了電弧或者作為電弧的替代，檢測(cè)到發(fā)光氣體或者既不與電弧相關(guān)聯(lián)也不與發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)的光的出現(xiàn)。

一般地，測(cè)量裝置4可以被設(shè)計(jì)為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其將來自光敏元件2a、2b的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并且評(píng)估單元5可以被設(shè)計(jì)為微處理器，在該微處理器中執(zhí)行軟件算法以確定比值iλ1/iλ2并將接收的光與電弧或發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)。

然而，也可以構(gòu)想使用模擬模塊來確定比值iλ1/iλ2并將接收的光與電弧或發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)。在這種情況下，測(cè)量裝置4主要用于放大信號(hào)，但原則上也可以省略。

還可以構(gòu)想由光敏元件2a、2b和測(cè)量裝置4創(chuàng)建結(jié)構(gòu)單元。例如，該結(jié)構(gòu)元件可以發(fā)出(放大的)模擬信號(hào)或者也可以直接發(fā)出數(shù)字值。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，光敏元件2a、2b和光學(xué)濾波器6a、6b可以形成結(jié)構(gòu)單元。例如，光敏元件2a、2b的殼體可以相應(yīng)地著色。還可以構(gòu)想將光敏元件2a、2b，測(cè)量裝置4和光學(xué)濾波器6a、6b結(jié)合在結(jié)構(gòu)單元中。

最后，也可以只使用一個(gè)光敏元件2a，其前面的光學(xué)濾波器6a、6b可以一個(gè)接一個(gè)地連續(xù)移動(dòng)。例如，濾波器6a、6b可以位于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)盤上。

圖3示出了以純符號(hào)形式示出的開關(guān)柜9的示例，該開關(guān)柜9包括三個(gè)斷路器10a..10c、更高級(jí)的斷路器11和裝置1，每個(gè)斷路器與三相系統(tǒng)的一個(gè)相相關(guān)聯(lián)，裝置1用于區(qū)分電弧與至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體并且連接至光敏元件2和電流測(cè)量回路12。此外，所述裝置1包括警報(bào)輸出或開關(guān)輸出8。最后，三個(gè)負(fù)載13a..13c也連接至開關(guān)柜9。

與圖2所示的示例相比，本示例中的裝置1具有擴(kuò)展的功能范圍，因?yàn)槭聦?shí)上其除了監(jiān)測(cè)區(qū)域3的光學(xué)監(jiān)測(cè)之外還評(píng)估來自電流測(cè)量回路12的信號(hào)。在該示例中，如果使用上述方法檢測(cè)到電弧，并且如果由電流測(cè)量回路12測(cè)量的電流超過閾值，就由輸出8發(fā)出第一警報(bào)信號(hào)和/或第一開關(guān)信號(hào)。

在圖3所示的示例中，負(fù)載13b的短路導(dǎo)致更高的電流流過斷路器10b、高級(jí)斷路器11和電流測(cè)量回路12。短路電流使斷路器10b跳閘，從而以本質(zhì)上已知的方式經(jīng)由斷開的觸點(diǎn)產(chǎn)生電弧。

在斷路器10b本身中的電弧通常對(duì)光敏元件2確實(shí)不直接可見，但是發(fā)光氣體會(huì)由斷路器10b發(fā)出，所述氣體至少包含源自斷路器10b中燃燒的開關(guān)觸點(diǎn)、或電弧偏轉(zhuǎn)器或電弧分離器的金屬蒸氣。此外，該氣體也可以包含其他成分，例如來自斷路器10b的外殼的蒸發(fā)塑料。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電弧檢測(cè)裝置在這種情況下發(fā)出錯(cuò)誤的警報(bào)信號(hào)或開關(guān)信號(hào)，因?yàn)椴粌H在開關(guān)柜9中檢測(cè)到明亮的光，還通過電流測(cè)量回路12識(shí)別出過高的電流。

然而，根據(jù)本發(fā)明的裝置1能夠安全地區(qū)分開關(guān)柜9中的可見電弧燃燒和發(fā)光氣體，并且在這種情況下不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的警報(bào)信號(hào)或開關(guān)信號(hào)。所述信號(hào)僅在電弧在開關(guān)柜9中明顯地燃燒時(shí)才發(fā)出，例如因?yàn)閯?dòng)物已經(jīng)進(jìn)入開關(guān)柜或工具已經(jīng)掉落，導(dǎo)致具有不同電勢(shì)的兩個(gè)導(dǎo)體之間的絕緣或火花隙減小到這樣的電弧產(chǎn)生的程度。

圖4示出了與圖3所示的布置非常相似的布置。然而，該布置還包括開關(guān)裝置14a..14c，其能夠使各個(gè)相相對(duì)于彼此短路。在這種情況下，例如，第一開關(guān)信號(hào)8可以被發(fā)送至開關(guān)裝置14a..14c的輸入端。如果發(fā)生故障，開關(guān)裝置14a..14c就閉合，從而熄滅相之間的電弧燃燒。由短路引起的過電流導(dǎo)致斷路器10a..10c或斷路器11跳閘，因此系統(tǒng)最終從電力網(wǎng)絡(luò)斷開。當(dāng)然，第一開關(guān)信號(hào)8也可以由開關(guān)柜9發(fā)出，例如產(chǎn)生警報(bào)。還可以構(gòu)想開關(guān)裝置14a..14c接地，在這種情況下，相可以使用開關(guān)裝置14a..14c相對(duì)于地(以及相對(duì)于彼此)短路。

在這一點(diǎn)上應(yīng)當(dāng)注意，不僅可以報(bào)告電弧的形成(第一警報(bào)/第一開關(guān)信號(hào))，還可以報(bào)告至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體的形成(第二警報(bào)/第二開關(guān)信號(hào))以及既不與電弧相關(guān)聯(lián)也不與至少包含金屬蒸氣的發(fā)光氣體相關(guān)聯(lián)的光的出現(xiàn)(第三警報(bào)/第三開關(guān)信號(hào))。所公開的關(guān)于第一警報(bào)/第一開關(guān)信號(hào)的原理也可以以相同的方式應(yīng)用于第二警報(bào)/第二開關(guān)信號(hào)和第三警報(bào)/第三開關(guān)信號(hào)。例如，第二和/或第三開關(guān)信號(hào)可以傳遞到開關(guān)裝置，并且能夠隔離或閉合電源電路。特別地，可以以這種方式給監(jiān)測(cè)人員或更高級(jí)控制系統(tǒng)提供附加信息，該附加信息不一定指示開關(guān)柜9中的危險(xiǎn)情況。在特定情況下，例如，當(dāng)打開開關(guān)柜9時(shí)進(jìn)入所述柜的日光乃至閃光燈可以被識(shí)別和報(bào)告。

最后，應(yīng)當(dāng)注意，裝置1和開關(guān)柜9或其部件不一定按規(guī)定比例示出，因此也可以采用不同的比例。此外，用于區(qū)分電弧與發(fā)光氣體的裝置1或開關(guān)柜9還可以包括比所示更多或更少的部件。參考位置(例如，上、下、左、右等)基于所描述的附圖，并且如果所述位置改變，則應(yīng)當(dāng)相應(yīng)地適應(yīng)新位置。最后，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的上述實(shí)施例和改進(jìn)方案可以以任意方式組合。