DE102015225442A1 - Lichtbogen-Erkennungsvorrichtung, entsprechendes Verfahren und elektronisches Bauteil - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Erkennungsvorrichtung (100) zum Erkennen eines zwischen einem ersten stromführenden Element (103a; 903a) und mindestens einem leitfähigen Element (103b, 108; 903b, 907) auftretenden Lichtbogens (104a–i; 909), mit mindestens einer Messeinrichtung (101; 901, 902), welche ausgebildet ist, einen durch das erste stromführende Element (103a; 903a) fließenden Strom (I) zu messen; und einer Auswerteeinrichtung (102), welche ausgebildet ist, ein Frequenzspektrum des gemessenen Stroms (I) zu bestimmen und basierend auf einem Hochfrequenzbereich des bestimmten Frequenzspektrums den zwischen dem ersten stromführenden Element (103a; 903a) und dem mindestens einen leitfähigen Element (103b, 108; 903b, 907) auftretenden Lichtbogen (104a–i; 909) zu erkennen.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erkennungsvorrichtung zum Erkennen eines zwischen einem ersten stromführenden Element und mindestens einem leitfähigen Element auftretenden Lichtbogens, ein elektronisches Bauteil und ein Verfahren zum Erkennen eines zwischen einem ersten stromführenden Element und einem leitfähigen Element auftretenden Lichtbogens.
- Stand der Technik
- Bei Hochspannungskomponenten, wie sie insbesondere in Elektro- oder Hybridfahrzeugen zum Einsatz kommen, müssen entstehende Lichtbögen schnell erkannt und geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, bevor ein Brand verursacht oder gefährliche Spannungen von außen zugänglich werden. Lichtbögen können insbesondere beim Schließen von Schaltern oder aufgrund von im Gehäuse der Hochspannungskomponente befindlichen Metallspänen oder auch zwischen Stromleitungen und dem Gehäuse auftreten.
- Aus der
DE 20 2005 011 504 U1 ist ein Lichtbogenmelder bekannt, welcher Hochfrequenzempfänger umfasst, welche anhand einer von der elektrischen Leitung ausgesendeten elektromagnetischen Welle den Lichtbogen erkennt und einen Alarm ausgibt. - Offenbarung der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung schafft eine Erkennungsvorrichtung zum Erkennen eines zwischen einem ersten stromführenden Element und mindestens einem leitfähigen Element auftretenden Lichtbogens, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein elektronisches Bauteil, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 und ein Verfahren zum Erkennen eines zwischen einem ersten stromführenden Element und einem leitfähigen Element auftretenden Lichtbogens, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.
- Die Erfindung schafft demnach eine Erkennungsvorrichtung zum Erkennen eines zwischen einem ersten stromführenden Element und mindestens einem leitfähigen Element auftretenden Lichtbogens, mit mindestens einer Messeinrichtung, welche ausgebildet ist, einen durch das erste stromführende Element fließenden Strom zu messen; und einer Auswerteeinrichtung, welche ausgebildet ist, ein Frequenzspektrum des von der Messeinrichtung gemessenen Stroms zu bestimmen und basierend auf einem Hochfrequenzbereich des bestimmten Frequenzspektrums den zwischen dem ersten stromführenden Element und dem mindestens einen leitfähigen Element auftretenden Lichtbogen zu erkennen.
- Die Erfindung schafft weiter ein elektronisches Bauteil, mit einem ersten stromführenden Element, mindestens einem leitfähigen Element, und einer Erkennungsvorrichtung zum Erkennen eines zwischen dem ersten stromführenden Element und dem mindestens einen leitfähigen Element auftretenden Lichtbogens.
- Schließlich schafft die Erfindung ein Verfahren zum Erkennen eines zwischen einem ersten stromführenden Element und einem leitfähigen Element auftretenden Lichtbogens, mit den Schritten: Messen eines durch das erste stromführende Element fließenden Stroms; Bestimmen eines Frequenzspektrums des gemessenen Stroms; und Erkennen eines zwischen dem ersten stromführenden Element und dem leitfähigen Element auftretenden Lichtbogens, basierend auf einem Hochfrequenzbereich des bestimmten Frequenzspektrums.
- Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
- Vorteile der Erfindung
- Die erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung hat den Vorteil, dass ein auftretender Lichtbogen sehr schnell anhand des ausgeprägten Hochfrequenzbereichs des Frequenzspektrums erkannt wird. Somit können sofort nach dem Auftreten des Lichtbogens entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden und beispielsweise die Stromversorgung zügig unterbrochen werden. Die Sicherheit wird somit erhöht, da eine Brandgefahr oder eine Gefahr eines Stromschlags reduziert wird.
- Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erkennungsvorrichtung umfasst die mindestens eine Messeinrichtung einen Hallsensor und/oder eine zu dem ersten stromführenden Element parallele Koppelleitung.
- Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erkennungsvorrichtung ist die Auswerteeinrichtung ausgebildet, einen Lichtbogen zu erkennen, wenn mindestens ein Spektralanteil im Hochfrequenzbereich des berstimmten Frequenzspektrums über einem vorgegebenen Wert liegt. Ein Lichtbogen lässt sich aufgrund seines ausgeprägten Hochfrequenzanteils im Frequenzspektrum des Stroms gut und präzise erkennen.
- Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des elektronischen Bauteils umfasst das mindestens eine leitfähige Element ein zweites stromführendes Element; wobei zwischen dem ersten stromführenden Element und dem zweiten stromführenden Element ein Strompfad mit einem Schalter eingebracht ist; und wobei die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, den Schalter zu schließen, sobald die Auswerteeinrichtung einen Lichtbogen erkannt hat.
- Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des elektronischen Bauteils umfasst der Schalter einen Leistungsschützen und/oder einen Elektromagnetschalter.
- Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des elektronischen Bauteils wird beim Schließen des Schalters eine Stromquelle, welche den Strom erzeugt, über eine Sicherung und den Strompfad kurzgeschlossen. Durch das Auslösen der Sicherung wird das stromführende Element von der Stromversorgung getrennt.
- Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des elektronischen Bauteils umfasst das mindestens eine leitfähige Element ein Gehäuse, welches das erste stromführenden Element und den Schalter zumindest teilweise einhaust; wobei das Gehäuse in einer Umgebung des Schalters zumindest abschnittsweise eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweist. Durch die elektrisch isolierende Beschichtung wird verhindert, dass ein Lichtbogen zwischen Schalter und Gehäuse beim Schalten des Schalters entstehen kann.
- Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des elektronischen Bauteils ist zwischen einer ersten Messeinrichtung und einer zweiten Messeinrichtung der mindestens einen Messeinrichtung ein Gleichtaktfilter zwischen dem ersten stromführenden Element und dem zweiten stromführenden Element geschaltet; wobei die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, anhand eines Vergleiches des Frequenzspektrums des von der ersten Messeinrichtung gemessenen Stroms mit dem Frequenzspektrum des von der zweiten Messeinrichtung gemessenen Stroms zu erkennen, ob der erkannte Lichtbogen zwischen dem ersten stromführenden Element und/oder zweiten stromführenden Element und dem zweiten stromführenden Element oder zwischen dem ersten stromführenden Element und dem Gehäuse aufgetreten ist.
- Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren weiter den Schritt: Schließen eines in einem Strompfad zwischen dem ersten stromführenden Element und dem leitfähigen Element eingebrachten Schalters, sobald die Auswerteeinrichtung einen Lichtbogen erkannt hat; wobei beim Schließen des Schalters eine Stromquelle, welche den Strom erzeugt, über eine Sicherung und den Strompfad kurzgeschlossen wird.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Es zeigen:
-
1 ein Blockschaltbild einer Erkennungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
2 –5 schematische Schaltbilder von elektronischen Bauteilen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; -
6 eine Zeitabhängigkeit eines gemessenen Stroms; -
7 Frequenzspektren eines gemessenen Stroms; -
8 eine Zeitabhängigkeit eines gemessenen Stroms; -
9 ein schematisches Schaltbild eines elektronischen Bauteils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und -
10 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Erkennen eines Lichtbogens. - In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen. Verschiedene Ausführungsformen können, soweit nichts anderes angegeben ist, beliebig miteinander kombiniert werden.
- Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
1 zeigt ein Blockschaltbild einer Erkennungsvorrichtung100 zum Erkennen eines zwischen einem ersten stromführenden Element und mindestens einem leitfähigen Element auftretenden Lichtbogens. Die Erkennungsvorrichtung100 umfasst eine Messeinrichtung101 und eine Auswerteeinrichtung102 . Die Funktionsweise der Erkennungsvorrichtung100 wird im Folgenden näher erörtert. - In
2 ist ein beispielhaftes elektronisches Bauteil200 mit einer Erkennungsvorrichtung100 abgebildet. Das elektronische Bauteil200 umfasst eine Stromquelle106 mit einer Sicherung105 in einem Stromquellengehäuse109 , welche über eine erste Stromleitung, welche ein erstes stromführendes Element103a bildet und eine zweite Stromleitung, welche ein elektrisch leitfähiges Element bzw. ein zweites stromführendes Element103b bildet, einen in einem Gehäuse108 befindlichen Schaltkreis mit Strom versorgt, welcher einen Elektromotor107 antreibt. Hierbei können an Positionen104a bis104i mögliche Lichtbogen auftreten. Die Messeinrichtung101 ist ausgebildet, einen durch das erste stromführende Element103a fließenden Strom I zu messen. Die Messeinrichtung101 kann einen Hall-Sensor und/oder eine zu dem ersten stromführenden Element103a parallele Koppelleitung umfassen. Die Messeinrichtung101 überträgt den gemessenen Strom I an die Auswerteeinrichtung102 . Die Auswerteeinrichtung102 ist dazu ausgebildet, ein Frequenzspektrum des gemessenen Stroms I zu bestimmen und basierend auf einem Hochfrequenzbereich des berstimmten Frequenzspektrums einen zwischen den stromführenden Elementen103a und103b auftretenden Lichtbogen, beispielsweise den Lichtbogen104i zu erkennen. Zwischen dem ersten und dem zweiten stromführenden Element103a und103b befindet sich ein zusätzlicher Strompfad107 , dessen Wirkungsweise in3 genauer erläutert ist. Wenn die Auswerteeinrichtung102 einen Lichtbogen erkennt, ist die Auswerteeinrichtung102 dazu ausgebildet, einen Schalter201 , welcher in den zusätzlichen Strompfad107 eingebracht ist, zu schließen. Der Schalter201 ist hierbei in einem normalen Betriebszustand des elektronischen Bauteils2 , das heißt, wenn die Auswerteeinheit keinen Lichtbogen erkannt hat, geöffnet. Der Schalter201 kann ein Leistungsschütze oder ein Elektromagnetschalter sein. Eine von der Stromquelle106 erzeugte Gesamtstromstärke Iges spaltet sich in eine Kurzschlussstromstärke Ip, welche durch den zusätzlichen Strompfad107 fließt und eine Lichtbogenstromstärke ILB, welche durch den Lichtbogen104i zwischen dem ersten stromführenden Element103a und dem zweiten stromführenden Element103b fließt. Eine noch den restlichen Stromkreis des elektronischen Bauteils200 fließende Stromstärke kann vernachlässigt werden, so dass gilt: Iges = Ip + ILB. - Weiter kann, wie in
4 illustriert, in einer Umgebung des Schalters201 an dem Gehäuse108 eine elektrisch isolierende Beschichtung302 ausgebildet sein. Die elektrisch isolierende Beschichtung302 verhindert, dass ein Überschlag von dem Schalter201 zu dem Gehäuse108 stattfindet. - In
5 ist ein Ersatzschaltbild des elektronischen Bauteils200 illustriert. Die Stromquelle106 ist durch eine Hochspannung UHV und einen Innenwiderstand Ri, das erste stromführende Element103a durch einen ersten Widerstand Rk vor dem zusätzlichen Strompfad107 und einen zweiten Widerstand Rl2 hinter dem zusätzlichen Strompfad107 charakterisiert. Die Messeinrichtung101 ist durch eine Induktivität L und einen Messeinrichtungswiderstand Rl1 und der zusätzliche Stromkreis107 durch einen dritten Widerstand Rp charakterisiert. - In
6 ist eine Zeitabhängigkeit der von der Messeinrichtung101 gemessenen Gesamtstromstärke Iges illustriert. Die Strommessung durch die Messeinrichtung101 ist hierbei in eine Vielzahl von Arbeitszyklen601 ,602 ,603 von einer Länge von vorzugsweise10 µs unterteilt. Vorzugsweise überlappen sich die Arbeitszyklen601 ,602 ,603 hierbei. Beispielsweise können sich zwei benachbarte Arbeitszyklen jeweils zur Hälfe überlappen. Die Auswerteeinrichtung102 ist ausgebildet, einen innerhalb eines Arbeitszyklus601 ,602 ,603 gemessenen Stromverlauf zu analysieren. Die Auswerteeinrichtung102 bestimmt hierbei ein Frequenzspektrum des gemessenen Stroms I innerhalb des Arbeitszyklus601 ,602 ,603 , beispielsweise durch Fast-Fourier-Transformation (FFT). In7 sind entsprechende Frequenzspektren dargestellt, welche durch Fast Fourier Transformation erhalten wurden. Zu einem ersten Zeitpunkt t1 tritt ein Lichtbogen auf. Im oberen Bereich der7 sind links ein Stromverlauf und rechts ein entsprechendes Frequenzspektrum des Stroms I für den dritten Arbeitszyklus603 illustriert, wobei ein Lichtbogen vorliegt. Im unteren Teil der7 ist links ein Stromverlauf und rechts ein entsprechendes Frequenzspektrum des Stroms I für den ersten Arbeitszyklus601 illustriert, wobei kein Lichtbogen vorliegt. - Die Auswerteeinrichtung
102 ist ausgebildet, einen Hochfrequenzbereich701 des bestimmten Frequenzspektrums, das heißt einen Bereich für Frequenzen f größer als eine Schwellenfrequenz f0, beispielsweise von 10 kHz, zu analysieren. Liegt mindestens ein Spektralanteil im Hochfrequenzbereich701 oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes S, so erkennt die Auswerteeinrichtung102 das Auftreten eines Lichtbogens. Liegen sämtliche Spektralanteile im Hochfrequenzbereich701 unterhalb des Schwellenwertes S, so kann die Auswerteeinrichtung102 ausgebildet sein, zu erkennen, dass kein Lichtbogen vorliegt. Die Auswerteeinrichtung102 erkennt somit im oberen Fall einen Lichtbogen, während sie im unteren Fall erkennt, dass kein Lichtbogen vorliegt. - Ein zu dem ersten Zeitpunkt t1 auftretender Lichtbogen wird am Ende des zweiten Arbeitszyklus
602 zu einem zweiten Zeitpunkt t2 erkannt, wofür eine Erkennungszeit TE benötigt wird. Die Erkennungszeit TE beträgt beispielsweise zwischen 20 und 50 ms. - In
8 ist ein Stromverlauf als Funktion der Zeit illustriert, wobei die Gesamtstromstärke Iges, die Kurzschlussstromstärke Ip über den zusätzlichen Strompfad107 und die Lichtbogenstromstärke ILB über den Lichtbogen als Funktionen der Zeit t eingezeichnet sind. Nach dem Erkennen des Lichtbogens zum zweiten Zeitpunkt t2 beginnt die Auswerteeinrichtung102 den Schalter201 zu schließen. Bis zum völligen Schließen des Schalters zu einem dritten Zeitpunkt t3, wobei auch der zusätzliche Strompfad107 geschlossen ist, vergeht eine Reaktionszeit TR. Bis zu dem dritten Zeitpunkt t3 ist die Gesamtstromstärke Iges mit der Lichtbogenstromstärke ILB identisch, da kein Strom über den zusätzlichen Strompfad107 fließt, da dieser geöffnet ist, und somit die Kurzschlussstromstärke Ip gleich Null ist. - Ab dem dritten Zeitpunkt t3 nimmt die Lichtbogenstromstärke ILB ab, während die Kurzschlussstromstärke Ip durch den zusätzlichen Strompfad
107 ansteigt. Die Stromquelle106 ist über die Sicherung105 und den zusätzlichen Strompfad107 kurzgeschlossen. Zu einem vierten Zeitpunkt t4 löst die Sicherung105 aus und die Gesamtstromstärke Iges sowie die Kurzschlussstromstärke Ip nehmen ab und fallen zu einem fünften Zeitpunkt t5 auf Null ab. Eine Zeitspanne TA zwischen dem dritten Zeitpunkt t3 und dem fünften Zeitpunkt t5 entspricht einer Aktionszeit TA. Die Aktionszeit TA teilt sich in eine Ansprechzeit bzw. Schmelzzeit Tprearc vom dritten Zeitpunkt t3 bis zum vierten Zeitpunkt t4 und in eine Lichtbogenzeit Tarc vom vierten Zeitpunkt t4 bis zum fünften Zeitpunkt t5. - Der zusätzliche Strompfad
107 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine gesamte Zeitperiode Tges zwischen dem Entstehen des Lichtbogens zum ersten Zeitpunkt t1 bis zum fünften Zeitpunkt t5, zu dem die Gesamtstromstärke Iges auf 0 absinkt, kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Der vorgegebene Schwellenwert entspricht hierbei einer Fehlerreaktionszeit TFRZ, welche typischerweise einer Zeit entspricht, welche ein Lichtbogen benötigt, um sich von einem Entstehungspunkt des Lichtbogens zu dem Gehäuse108 fortzupflanzen. Der Lichtbogen soll also gelöscht werden, bevor er das Gehäuse108 erreicht. Die Fehlerreaktionszeit TFRZ beträgt vorzugsweise 100 bis 150 ms. - Unter der Annahme, dass zum dritten Zeitpunkt t3 der Gesamtstrom Iges nur durch den zusätzlichen Strompfad
107 fließt, dass heißt die Lichtbogenstromstärke ILB sofort auf Null absinkt, verhält sich die Gesamtstromstärke Iges für die Ansprechzeit bzw. Schmelzzeit Iprearc bis zum Auslösen der Sicherung105 gemäß folgender Formel: wobei Rges = Ri + Rk + Rl1 + Rp der Gesamtwiderstand ist, und τ = L/Rges eine Zeitkonstante ist. Der Auslösezeitpunkt t4 ergibt sich durch Lösen folgender Gleichung nach t4:wobei Y den I2t-Wert der Sicherung105 für die Schmelzzeit Iprearc bezeichnet. Der Messeinrichtungswiderstand Rl1 und der dritte Widerstand Rp werden daher vorzugsweise klein gewählt. Der Messeinrichtungswiderstand Rl1, der dritte Widerstand Rp und die Induktivität L werden vorzugsweise so gewählt, dass folgende Bedingung erfüllt ist: wobei Z den I2t-Wert der Sicherung105 für die Lichtbogenzeit Iarc bezeichnet. -
9 zeigt ein Schaltbild eines elektronischen Bauteils900 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zwischen einem ersten stromführenden Element903a und einem zweiten stromführenden Element903b ist hierbei ein Gleichtaktfilter (common mode filter)910 angeordnet. Vor dem Gleichtaktfilter910 ist an dem ersten stromführenden Element903a eine erste Messeinrichtung901 und hinter dem Gleichtaktfilter910 eine zweite Messeinrichtung902 eingebracht, welche ausgebildet ist, den durch das erste stromführende Element903a fließenden Strom I zu messen. Die von der ersten Messeinrichtung901 und der zweiten Messeinrichtung902 gemessenen Ströme I werden an eine Auswerteeinrichtung102 übermittelt. Die Auswerteeinrichtung102 ist ausgebildet, durch Vergleichen des Frequenzspektrums des von der ersten Messeinrichtung901 gemessenen Stroms und des von der zweiten Messeinrichtung902 gemessenen Stroms zu erkennen, ob ein Lichtbogen909 vorliegt, und falls ein Lichtbogen909 vorliegt, ob der Lichtbogen909 zwischen dem ersten stromführenden Element903a und dem zweiten stromführenden Element903b oder zwischen dem ersten oder zweiten stromführenden Element903a und903b und einem Gehäuse907 des elektronischen Bauteils900 auftritt. Die Auswerteeinrichtung102 ist hierbei ausgerichtet, eine Vergleichsgröße zu bestimmen, welche eine Ähnlichkeit eines ersten Frequenzspektrums des von der ersten Messeinrichtung901 gemessenen Stroms I und eines zweiten Frequenzspektrums des von der zweiten Messeinrichtung902 gemessenen Stroms I ausdrückt. Je größer die Vergleichsgröße, desto unähnlicher sind die Frequenzspektren. - Bei einem Lichtbogen zwischen dem ersten stromführenden Element
903a und dem zweiten stromführenden Element903b wird der Hochfrequenzbereich des Stroms I durch den Gleichtaktfilter910 geschwächt, so dass sich der Spektralanteil des ersten Stroms im Hochfrequenzbereich deutlich von dem Spektralanteil des Hochfrequenzbereichs des zweiten Stroms unterscheidet. Liegt die Vergleichsgröße oberhalb eines vorgegebenen Wertes, so ist die Auswerteeinrichtung904 demnach ausgebildet, zu erkennen, dass ein Lichtbogen zwischen dem ersten stromführenden Element903a und dem zweiten stromführenden Element903b auftritt. - In
10 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Erkennen eines zwischen einem ersten stromführenden Element und mindestens einem elektrisch leitfähigen Element auftretenden Lichtbogens abgebildet. In einem ersten Schritt S1 wird hierbei ein durch das erste stromführende Element103a fließender Strom I gemessen. In einem zweiten Schritt S2 wird ein Frequenzspektrum des gemessenen Stroms I bestimmt und in einem dritten Verfahrensschritt S3 wird ein zwischen dem stromführenden Element103a und dem mindestens einen leitfähigen Element auftretender Lichtbogen basierend auf einem Hochfrequenzbereich des bestimmten Frequenzspektrums erkannt. In einem optionalen vierten Schritt S4 wird ein in einem zusätzlichen Strompfad zwischen dem stromführenden Element und dem leitfähigen Element eingebrachter Schalter geschlossen, sobald ein Lichtbogen erkannt wurde. Das Verfahren kann insbesondere mit einer Erkennungsvorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt werden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202005011504 U1 [0003]
Claims (11)
- Erkennungsvorrichtung (
100 ) zum Erkennen eines zwischen einem ersten stromführenden Element (103a ;903a ) und mindestens einem leitfähigen Element (103b ,108 ;903b ,907 ) auftretenden Lichtbogens (104a –i;909 ), mit mindestens einer Messeinrichtung (101 ;901 ,902 ), welche ausgebildet ist, einen durch das erste stromführende Element (103a ;903a ) fließenden Strom (I) zu messen; und einer Auswerteeinrichtung (102 ), welche ausgebildet ist, ein Frequenzspektrum des gemessenen Stroms (I) zu bestimmen und basierend auf einem Hochfrequenzbereich des bestimmten Frequenzspektrums den zwischen dem ersten stromführenden Element (103a ;903a ) und dem mindestens einen leitfähigen Element (103b ,108 ;903b ,907 ) auftretenden Lichtbogen (104a –i;909 ) zu erkennen. - Erkennungsvorrichtung (
100 ) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Messeinrichtung (101 ;901 ,902 ) einen Hallsensor und/oder eine zu dem ersten stromführenden Element (103a ;903a ) parallele Koppelleitung umfasst. - Erkennungsvorrichtung (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Auswerteeinrichtung (102 ) ausgebildet ist, einen Lichtbogen (104a –i;909 ) zu erkennen, wenn mindestens ein Spektralanteil im Hochfrequenzbereich des bestimmten Frequenzspektrums über einem vorgegebenen Wert liegt. - Elektronisches Bauteil (
200 ;900 ), mit einem ersten stromführenden Element (103a ;903a ); mindestens einem leitfähigen Element (103b ,108 ;903b ,907 ); und einer Erkennungsvorrichtung (100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Erkennen eines zwischen dem ersten stromführenden Element (103a ;903a ) und dem mindestens einen leitfähigen Element (103b ,108 ;903b ,907 ) auftretenden Lichtbogens (104a –i;909 ). - Elektronisches Bauteil (
200 ) nach Anspruch 4, wobei das mindestens eine leitfähige Element (103b ,108 ) ein zweites stromführendes Element (103b ) umfasst; wobei zwischen dem ersten stromführenden Element (103a ) und dem zweiten stromführenden Element (103b ) ein Strompfad (107 ) mit einem Schalter (201 ) eingebracht ist; und wobei die Auswerteeinrichtung (102 ) ausgebildet ist, den Schalter (201 ) zu schließen, sobald die Auswerteeinrichtung (102 ) einen Lichtbogen (104a –i) erkannt hat. - Elektronisches Bauteil (
200 ) nach Anspruch 5, wobei der Schalter (201 ) einen Leistungsschützen und/oder einen Elektromagnetschalter umfasst. - Elektronisches Bauteil (
200 ) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei beim Schließen des Schalters (201 ) eine Stromquelle (106 ), welche den Strom (I) erzeugt, über eine Sicherung (105 ) und den Strompfad (107 ) kurzgeschlossen wird. - Elektronisches Bauteil (
200 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das mindestens eine leitfähige Element (103b ,108 ) ein Gehäuse (108 ) umfasst, welches das erste stromführenden Element (103a ) und den Schalter (201 ) zumindest teilweise einhaust; und wobei das Gehäuse (108 ) in einer Umgebung des Schalters (201 ) zumindest abschnittsweise eine elektrisch isolierende Beschichtung (302 ) aufweist. - Elektronisches Bauteil (
900 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei zwischen einer ersten Messeinrichtung (901 ) und einer zweiten Messeinrichtung (902 ) der mindestens einen Messeinrichtung (901 ,902 ) ein Gleichtaktfilter (910 ) zwischen dem ersten stromführenden Element (903a ) und dem zweiten stromführenden Element (903b ) geschaltet ist; wobei die Auswerteeinrichtung (102 ) ausgebildet ist, anhand eines Vergleiches des Frequenzspektrums des von der ersten Messeinrichtung (901 ) gemessenen Stroms (I) mit dem Frequenzspektrum des von der zweiten Messeinrichtung (902 ) gemessenen Stroms (I) zu erkennen, ob der erkannte Lichtbogen (909 ) zwischen dem ersten stromführenden Element (903a ) und dem zweiten stromführenden Element (903b ) oder zwischen dem ersten stromführenden Element (903a ) und/oder zweiten stromführenden Element (903b ) und einem Gehäuse (907 ) des elektronischen Bauteils (900 ) aufgetreten ist. - Verfahren zum Erkennen eines zwischen einem ersten stromführenden Element (
103a ;903a ) und einem leitfähigen Element (103b ,108 ;903b ,907 ) auftretenden Lichtbogens (104a –i;909 ), mit den Schritten: Messen (S1) eines durch das erste stromführende Element (103a ;903a ) fließenden Stroms (I); Bestimmen (S2) eines Frequenzspektrums des gemessenen Stroms (I); und Erkennen (S3) eines zwischen dem ersten stromführenden Element (103a ;903a ) und dem leitfähigen Element (103b ,108 ;903b ,907 ) auftretenden Lichtbogens (104a –i;909 ), basierend auf einem Hochfrequenzbereich des bestimmten Frequenzspektrums. - Verfahren nach Anspruch 9, weiter mit dem Schritt Schließen (S4) eines in einem Strompfad (
107 ) zwischen dem ersten stromführenden Element (103a ) und dem leitfähigen Element (103b ,108 ) eingebrachten Schalters (201 ), sobald die Auswerteeinrichtung (102 ) einen Lichtbogen (104a –i) erkannt hat; wobei beim Schließen des Schalters (201 ) eine Stromquelle (106 ), welche den Strom (I) erzeugt, über eine Sicherung (105 ) und den Strompfad (107 ) kurzgeschlossen wird.
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