(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブル（１）における偶発性アークを識別するための方法において、
・交流電源によって給電されるケーブルから交流電流信号（Ｉ(ｔ)）が検出され、
・この交流電流信号（Ｉ(ｔ)）が時間離散的に走査されることにより複数の走査値（ｙ(ｋ)）を含む離散的な電流信号（Ｉ(ｋ)）が形成され、
・この複数の走査値（ｙ(ｋ)）の最大値を表す走査値（Ｐmax ）ならびに時間的に最大値の前に位置する走査値（Ｐl ）および時間的に最大値の後に位置する走査値（Ｐr ）のみを使用して、検出された実際の交流電流経過をシミュレートする角度関数が決定され、
・この角度関数から、検出された交流電流信号（Ｉ(ｔ)）の交流電流周波数（ω）が導出され、
・この交流電流周波数（ω）とアークによる擾乱のない交流電流信号の目標周波数（ω′）とが比較され、
・導出された交流電流周波数（ω）が目標周波数（ω′）からずれるときは偶発性アークが発生したものと推定される
ことを特徴とする偶発性アークの識別方法。
【請求項２】
時間的に最大値の前に位置する走査値（Ｐl ）および時間的に最大値の後に位置する走査値（Ｐr ）に等しいｙ値（Ａ）が対応付けられることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
しきい値（Ａ）が予め定められ、このしきい値がしきい値を上回る走査値（Ｐl ）およびしきい値を下回る走査値（Ｐr ）にｙ値として対応付けられることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
現在の交流電流周波数（ω）がアルゴリズム的に関係式
【数１】
0004097432.tif 000011
ここで、１／Ｔはクロック周波数、ｋl 、ｋmax 、ｋr は相応する振幅値ｙ（ｋl ）、ｙ（ｋmax ）またはｙ（ｋr ）に対応付けられる走査値（ｙ（ｋ））のタイムクロック信号（ｋ・Ｔ）
により求められることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項５】
検出された交流電流信号（Ｉ(ｔ)）から時間離散的な走査によって得られる離散的な電流信号（Ｉ(ｋ)）の絶対値が形成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
離散的な電流信号（Ｉ(ｋ)）が複数の走査値（Ｉ(ｋ)）に縮減され、次いで縮減された離散的な電流信号（ＩR（ｋ））の絶対値が形成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
絶対値形成により前処理された離散的な電流信号（Ｉ′(ｋ)）および複数の走査値（Ｉ(ｋ)）に縮減されかつ絶対値形成により前処理された離散的な電流信号（ＩR′(ｋ)）の少なくとも一方が、ディジタルフィルタリングにより畳み込み演算
【数２】
0004097432.tif 000012
Ｎはディジタルフィルタリングのウインドウ幅、ｈ（ｋ）はその結果としてのパルス応答、    ｋ＝０ないしＮ−１に対してはｈ（ｋ）＝１／Ｎ、さもなければｈ（ｋ）＝０
により更に処理されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
求められた実際の交流電流周波数とアークによる擾乱のない交流電流信号の目標周波数との比較の結果から導き出された状態信号（Ｓz ）と、縮減された離散的な電流信号（ＩR(ｋ)）から導き出された出力信号（ＩR″(ｋ)）とに基づいて、個々の擾乱信号（ＩSA）および擾乱信号群（ＩGA）が形成され、それぞれの解析によってアークの有無が評価されることを特徴とする請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
偶発性アークの検出の際に発生される報知信号（Ｓarc ）によって保護開閉器（７）が作動し、この保護開閉器の作動によって負荷（１３）がケーブル（１）から切り離されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
検出されたアーク信号群（ＩGA(ｋ)）と開閉事象の結果として生じた擾乱信号（ＩSE）とが、両者の信号経過の形状によって区別されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
ケーブル（１）における偶発性アークを識別するための装置において、
・ケーブル（１）を経て導かれる交流電流信号（Ｉ(ｔ)）を検出するための電流センサ（３）と、
・交流電流信号（Ｉ(ｔ)）から複数の時間離散的な走査値（ｙ(ｋ)）を発生するアナログ‐ディジタル変換器（４）と、
・関数モジュール（８）と
を含んでおり、この関数モジュールのアルゴリズムが、
・検出された交流電流信号（Ｉ(ｔ)）が時間離散的に走査されることにより複数の走査値（ｙ(ｋ)）を含む離散的な電流信号（Ｉ(ｋ)）を形成する手段と、
・複数の走査値（ｙ(ｋ)）の最大値を表す走査値（Ｐmax ）ならびに時間的に最大値の前に位置する走査値（Ｐl ）および時間的に最大値の後に位置する走査値（Ｐr ）のみを使用して、検出された実際の交流電流経過をシミュレートする角度関数を決定する手段と、
・決定された角度関数から、検出された交流電流信号（Ｉ(ｔ)）の交流電流周波数（ω）を導き出す手段と、
・求められた交流電流周波数（ω）とアークによる擾乱のない交流電流信号の目標周波数（ω′）とを比較する手段と、
・求められた交流電流周波数（ω）が目標周波数（ω′）からずれたことを検出して偶発性アークが発生したものと推定し報知信号（Ｓarc ）を発生する手段と
を含むことを特徴とする偶発性アークの識別装置。
【請求項１２】
関数モジュール（８）としてＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）が使用されていることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
電流センサ（３）およびアナログ‐ディジタル変換器（４）ならびに関数モジュール（８）が保護開閉器（７）に組み込まれ、その保護開閉器機能（１１）が報知信号（Ｓarc ）の受信の際にケーブル（１）の給電導線（２）に対する入力端子（ＡLn）と負荷（１３）に対する出力端子（Ａld）との間の接続を遮断することを特徴とする請求項１１または１２記載の装置。
【請求項１４】
入力側で入力端子（ＡLn）と接続されている供給電源部分（９）が出力側で関数モジュール（８）および電流センサ（３）と接続されていることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
ケーブル（１）に生ずる偶発性アークを識別しかつ遮断するための請求項１１または１２による装置を有する保護開閉器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明はケーブル、特に航空機の機内ケーブル、における偶発性アークを識別するための方法に関する。さらに本発明はこの方法を実施するための装置に関する。本発明において偶発性アークとは特にいわゆるアークトラッキングを指している。
【０００２】
いわゆる“ケーブルアークトラッキング”の問題は特に航空機の機内ケーブルでずっと以前から知られている。このアークトラッキングの際には２つの並び合って延びているケーブル間のケーブル束にたとえば前損傷および（または）汚れ（ウェットアークトラッキング）に基づいて、または金属エッジにおける擦れ（ドライアークトラッキング）により導電性の接続が生ずる。この接続は最初は高抵抗（ウェットアークトラッキング）であり得るが、また直接に低抵抗（ドライアークトラッキング）でもあり得る。その際ウェットアークトラッキングと呼ばれるのは、電解質、たとえば清掃液、により作られた、２つの絶縁不良個所間のケーブル絶縁を浸食する導電接続である。アーク生成の結果はしばしば特定の長さのケーブル束全体の熱的損傷である。それにくらべてドライアークトラッキングの際には導電性の接続が金属導体により比較的低抵抗に作られ、アークが実際上直ちに生ずる。またこれはケーブル束の熱的損傷にもなり得る。
【０００３】
その際問題となるのはケーブル束自体の損傷だけではない。臨界的なのはむしろその結果として周囲の材料の燃焼により生ずる後続損傷である。このようなケーブル焼損の結果としての爆発に類似する後続損傷が再び破局的な航空機損傷の原因であり得る。
【０００４】
このような機内ケーブルに生ずる偶発性アークまたはアークトラッキングに関する原因研究の際に、一方ではアークトラッキングに対するケーブル絶縁の抵抗能力が専らケーブルシースに使用される材料の構成に関係することが証明された。他方では従来使用された材料（ポリイミド）は非常に高い吸水性により優れており、それによって特に飛行中に生ずるような頻繁な温度変動の際の絶縁内の亀裂形成による前損傷が促進される。さらに熱的損傷の際に約８００℃から炭化層が形成され、それによってアークトラッキング、すなわちケーブルツリーに沿うアークの伝搬、が初めて可能になる。従ってたとえばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような材料がアークトラッキングに対して比較的抵抗能力がある。
【０００５】
飛行に使用されるケーブル形式ではさらに絶縁がポリイミド箔から成っているので、従来この領域でなされたすべての努力は、アークトラッキングに対する抵抗能力に関するケーブルの可能なかぎり一義的な分類を許す検査を開発することを目的としている。その際にポリイミドがその優れた誘電性およびその高い耐熱性に基づいてケーブル外被の構成部分として従来代用されなかった。しかしながらケーブル束の製造および布設の際の非常に高い注意を払ったプロセスおよび応用の最適化にもかかわらず、ケーブルアークトラッキングによる事故が完全には回避され得なかった。加えて、差し込みコネクタにおいても湿気および汚れの影響のもとに最も望ましくない場合には隣接部分の点弧に通ずる弧絡が生じ得ることが認められた。
【０００６】
保護措置を講ずる際には、アークトラッキング過程の間に流れる電流の振幅が特にウェットアークトラッキングの際に通常設けられている過電流保護機構の定格電流の明らかに下側に位置しており、その結果としてこれをレリーズしないという困難な事情が付け加わる。それに対してドライアークトラッキングの際の振幅値は知られているようにより高い。しかしこれらはその特徴として間欠的に生ずるので、変換されたエネルギーは設置されている保護機構をレリーズするのに十分でないことがしばしばである。
【０００７】
従って、前記の問題を解決するため、このような航空機の機内電源の既存の通常の過電流保護に、存在する機内設備をできるだけ確実に保護するため、偶発性アークに対する付加の保護を設けることが望ましい。
【０００８】
従って、本発明の課題は、ケーブル、特に航空機の機内ケーブルにおける偶発性アークを識別するための特に適した方法を提供することである。さらに、簡単かつ特に場所をとらないように偶発性アーク（アークトラッキング）に対するケーブルまたはケーブル束および（または）それを介して給電される負荷の特に確実な保護を可能にする本方法を実施するために適した装置を提供するものである。
【０００９】
方法に関してこの課題は本発明によれば請求項１の特徴部分により解決される。その有利な構成は請求項２以下に記載されている。
【００１０】
そのために、捕捉された交流電流信号が時間離散的に走査され、好ましくは少数の走査値のみの内挿により交流電流経過をシミュレートする角度関数が求められ、この角度関数から現在の交流電流周波数が導き出される。現在の交流電流周波数と参照周波数または目標周波数との比較の結果から偶発性アークが推定され、場合によっては報知信号が発生される。その際に参照周波数または目標周波数は発生される交流電流周波数、すなわち好ましい応用例では機内電源周波数またはその半分である。また目標周波数から導き出された臨界的な周波数を予め定めることもできる。これはたとえば発生される交流電流周波数を１０％以上超えるものである。
【００１１】
本発明は、アークの発生またはアークトラッキングの際に相応した擾乱信号が給電導線を経てケーブル束のなかを導かれる信号、すなわち正弦状または余弦状の交流電流信号、に重畳し、その際にアークの持続する消弧および再点弧による信号内の間隙の結果として各信号半波が機内電源が作動する定格周波数の上にある特性的な周波数成分を有するという認識に基づくものである。アークトラッキング信号は検出された信号に、後続の余弦信号として表される測定信号の正および（または）負の半波の種々の個所に発生し得る１つまたは複数の信号ピークの形態で含まれている。アークトラッキングの結果としてのこのような重畳または擾乱は本質的に電流信号のなかに、またよりわずかに電圧信号のなかに識別可能であるので、電流信号の測定技術的な検出が目的にかなっている。
【００１２】
本発明は、信号経過をＡ‐Ｄ変換器により時間離散的に走査される連続的な測定信号がごく少数の値または走査値から式：
【数３】
0004097432.tif 000002
によりシミュレートされ、それから実際の信号経過の現在の周波数が関係式：
【数４】
0004097432.tif 000003
により高い精度で推定され得るという考察から出発する。
【００１３】
そのために、有利な仕方で３つの走査値、すなわち最大値（ｙmax ）および最大値に並んで左および右に位置している各走査値（ｙ（ｔl,r ））、のみから成る好ましい角度関数として立てられる余弦関数の内挿が行われる。それにより処理すべきデータ量が比較的わずかですむことに基づいて、必要とされる処理時間が特にわずかですむ。こうして本方法は特に高い処理速度により優れている。余弦関数の代わりに式として原理的に正弦関数も利用することができる。
【００１４】
時間的に最大値の前または後に位置している両走査値が等しい縦座標値または振幅値を有するのが有利である。このことは、目的にかなうように、走査の間に各（左の）走査値によりまさに上回られ、また各（右の）走査値によりまさに下回られる予め定められたしきい値の使用により保証される。その後の処理のためにこれらの両走査値に付属する横座標値、従ってまた相応するタイムクロック、が利用される。すなわちしきい値に各時間規範またはこれらの両走査値の相応する時間値が対応付けられる。
【００１５】
装置に関しては前記の課題は本発明により請求項１１の特徴部分により解決される。その有利な構成は請求項１２以下に記載されている。
【００１６】
本発明により得られる利点は特に、相応するアルゴリズムを用いて時間離散的に走査される交流電流信号の目的に適うただ３つの走査値の内挿により現在の交流電流周波数が評価され、その目標値または機内電源周波数からの偏差の際に確実かつ特に効率的に機内電源ケーブルに発生するアークトラッキングが検出され得ることにある。好ましくは係数１０だけ数を減ぜられた離散的な電流信号であって、ごく僅かの走査値のみから周波数評価のために内挿される信号経過に比較して、検出された交流電流信号内に含まれる情報を比較的完全に得る信号の利用により、すべての信号処理および信号評価がデータ技術的に簡単化される。そのためにアルゴリズムは好ましくは２つの並列なプログラム枝路を含んでおり、その際に周波数評価のために設けられている（第１の）プログラム枝路は交流電流信号の所望の微細分解能のために意識的に高い走査レート、実際上ただ３つの走査値、により処理される。本来の信号枝路または（第２の）プログラム枝路に対しては著しい情報損失なしに比較的わずかな走査レートで十分であり、従って目的にかなうように、そこで処理すべきデータレートは離散的な電流信号の走査値の数の減少により減ぜられる。
【００１７】
この方法に従って動作する装置は有利に航空機の機内電源に対する保護開閉器に集積されており、簡単かつ場所をとらないようにして機内電源ケーブルに発生する偶発性アークを識別しかつスイッチオフするべく備えられる。そのために相応するアルゴリズムが目的にかなうようにいわゆるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit、特定用途向けＬＳＩ）に備えられ、このＡＳＩＣはその小さい寸法に基づいて、この応用に対して要求に即して特に小型の従来の保護開閉器に使用可能である。
【００１８】
従って本装置は特に絶縁欠陥の結果としてのフラッシオーバの際に生ずる誤ったアークを識別するために適している。目的にかなうようにこのような航空機の機内電源に永続的に装備されている装置またはこの保護機能を拡張された保護開閉器がこうしてアーク欠陥を指示し、場合によっては選択的にスイッチオフする。それにより少なくとも、発生したアークの継続時間が、後続損傷が回避されるように減ぜられる。この保護機能を拡張された保護開閉器はこうして、従来通常のケーブル絶縁が使用されている既に製造されたおよび（または）規定通りの航空機に後から装備するためにも適している。このようなシステムアップは特に経済的な理由から目的にかなっている。なぜならば、航空機の通常の作動寿命は現在１５ないし２０年であるからである。
【００１９】
以下、図面により本発明の実施例を一層詳細に説明する。
【００２０】
すべての図面において互いに相応する部分は等しい符号を付されている。
【００２１】
航空機の機内電源に使用される電圧ＵB は４００Ｈｚの電源周波数において通常１１５Ｖである。同一の４００Ｈｚの周波数を有する相応の時間連続的またはアナログの交流電流信号は、一般的かつ無擾乱の形態で、すなわち重畳された擾乱なしで、余弦式に従って
ｉ（ｔ）＝ｉ・ｃｏｓ（ωｔ＋φ）      （１）
により記述され得る。その際にｉ  は電流信号の振幅、φはその位相、またωは円周波数、ここで電源周波数または交流電流周波数としてｆ＝ω／２πである。
【００２２】
この式から出発して図１により機内電源１の供給導線２内の電流Ｉ（ｔ）が電流センサまたは電流変換器３により検出される。検出された電流信号Ｉ（ｔ）はその際に、その他の擾乱に付加して、重畳としてアークの結果として発生するアーク信号をも含んでいる。検出された電流信号Ｉ（ｔ）はアナログ‐ディジタル変換器（Ａ‐Ｄ変換器）４を用いて例えば５０ｋＨｚのクロック周波数ｆ＝１／Ｔにより走査される。Ａ‐Ｄ変換器４はその際に少なくとも１２ｂｉｔ、好ましくは１６ｂｉｔ、の分解能を有する。５０ｋＨｚのこのようなクロック周波数ｆでは０．０２ｍｓごとに電流値（Ｉ（ｔ）値）が走査または読出しされる。その際に
Ｉ（ｋ）＝Ｉ（ｋ・Ｔ）  ここでｋ∈Ｚ          （２）
である。検出された連続的な電流信号Ｉ（ｔ）からＡ‐Ｄ変換器４により時間離散的な信号Ｉ（ｋＴ）に変換されたこの信号は、図１に示されているアルゴリズムにより処理または評価される。そのために信号Ｉ（ｋＴ）は第１のプログラム枝路の第１のプログラムステップ１０２で式
Ｉ´（ｋ）＝｜Ｉ（ｋ）｜            （３）
によりいわば整流される、すなわち負の半波が正の半波として現れる。
【００２３】
後続のプログラムステップ１０３で信号Ｉ′(ｋ)の平滑化が伝達関数
【数５】
0004097432.tif 000004
およびインパルス応答
【数６】
0004097432.tif 000005
を有するディジタルフィルタ演算により行われる。
【００２４】
これは畳込み演算またはフィルタ演算
【数７】
0004097432.tif 000006
による信号Ｉ′(ｋ)の処理を行う。
【００２５】
その際に、１０の走査値から各平均値が形成されるならば、Ｎ＝９である。Ｎはこうしてディジタルフィルタの相応するウィンドウ幅を示す。さらにｋは現在の時点に相当し、他方においてｉは時間的に遡った値を示す。ディジタルフィルタまたはディジタルフィルタ演算はこうして過去で、すなわち因由方向で動作する。
【００２６】
第２の並列のプログラム枝路において時間離散的な信号Ｉ（ｋ）が第１のプログラムステップ２０１で低域通過フィルタを通過し、その際に走査値の数はフィルタリングの後に係数Ｒ＝１０だけ式：
ＩR(ｋ)＝Ｉ（ｋ・Ｒ）        （５）
により減ぜられている。
【００２７】
このプログラム枝路の続くプログラムステップ２０２および２０３において再び、プログラムステップ１０２および１０３に類似して、先ず、減ぜられた信号IR(ｋ）の絶対値形成が行われる。その結果は
Ｉ′R(ｋ）＝｜ＩR(ｋ)｜          （６）
である。続いて再び式４ａないし４ｃによる信号Ｉ′R(ｋ)の平滑化が行われ、出力信号
【数８】
0004097432.tif 000007
が得られる。
【００２８】
この信号Ｉ″R(ｋ)は、個々のアーク信号またはアークパルスＩSA（ｋ）を評価するためにモジュールまたはプログラムステップ３０１に、またアーク信号群ＩGA（ｋ）を評価するためにプログラムステップ３０２に導かれる。
【００２９】
第１のプログラム枝路においてプログラムステップ１０４で、信号Ｉ″(ｋ)の現在の周波数が一般的な式
【数９】
0004097432.tif 000008
により、また完全な式
【数１０】
0004097432.tif 000009
ここで
【数１１】
0004097432.tif 000010
その際にｙ（ｋ）は出力信号Ｉ″(ｋ)に相当する
により求められる。
【００３０】
この式（９）により、予め定められた、従ってまた既知の走査時間Ｔまたは走査レートｆ＝１／Ｔに基づいて、走査値ｙ（ｋl ）、ｙ（ｋr ）およびｙ（ｋmax ）またはＩ″(ｋl)、Ｉ″(ｋr)およびＩ″(ｋmax)から、各走査個所またはタイムクロックｋr、ｋl またはｋmax において、時間離散的な信号Ｉ（ｋＴ）の、従って測定された電流経過Ｉ（ｔ）の、現在の周波数ω（ｋ）が求められ得る。そのために、後で図２により一層詳細に説明されるように、３つの点または走査値から余弦関数の内挿が行われる。
【００３１】
基礎とされている０．０２ｍｓの走査時間および４００Ｈｚの機内電源周波数の際には、信号周期ごとに１２５の走査値または値対（ｋ，ｙ（ｋ））が生ずる。現在の信号Ｉ（ｋ）はこうして
Ｉ（ｋ）＝Ｉ（ｋmax ）・ｃｏｓ〔（ｋ−ｋmax ）ωＴ〕    （１１）
その際にωは現在の周波数である
により記述され得る。現在の周波数ωの推定は３つの点
Ｐl ＝（ｋl，ｙ（ｋl ））
Ｐmax ＝（ｋmax ，ｙ（ｋmax ））
Ｐr ＝（ｋr，ｙ（ｋr ））
により行われる。
【００３２】
３つよりも少ない点を使用する際には余弦関数（１）を完全に記述するために必要な量、たとえば振幅ｉ（ｔ）または位相φ、が他の演算から導き出されなければならないであろう。
【００３３】
点Ｐl およびＰr を決定するために、しきい値Ａが予め定められ、その上回りの際およびその時間的にずらされた下回りの際にそれぞれ続く走査値の相応する時間値またはｋ値ｋl 、ｋr が使用され、他方において付属の振幅値またはｙ値ｙ（ｋl ）、ｙ（ｋr ）としてそれぞれしきい値Ａが使用され、それによって
ｙ（ｋl ）≒Ａ，  ｙ（ｋr ）≒Ａ        （１２）
が成り立つのが有利である。
【００３４】
しきい値Ａはその際に、しきい値Ａが相応のプログラムステップで自動的に例えば最大電流Ｉ（ｔ）の１０％ないし７０％に、従ってまた導線断面積に関係して保護開閉器により通常監視される定格電流に設定されることによって、それぞれ最大の電流Ｉmax（ｔ）に適合させることができる。特に交流電流信号または機内電源周波数が可変であれば、周波数識別が相応するプログラムステップで行われることも目的にかなっている。現在の周波数ωの周波数識別はたとえば第１のプログラムステップ１０２の前および測定信号または電流信号Ｉ（ｔ）の走査の前又は後にＰＬＬ（フエーズロックドループ）を用いて行われ得る。
【００３５】
プログラムステップ１０５で、時間離散的な電流信号Ｉ（ｋ）から求められたこの現在の周波数ω（ｋ）が臨界的な周波数ω′(ｋ)を表すしきい値Δωcritと比較され、その際に
Δω＝｜ω−ω′｜              （１３）
が成り立つ。
【００３６】
周波数ω（ｋ）はその際に交流電流周波数または機内電源周波数の半分（ｆ／２＝２００Ｈｚ）を表す。Δω≧Δωcritであれば、プログラムステップ１０５で、プログラムステップ３０１にもプログラムステップ３０２にも伝達されるアークフラグが状態信号Ｓz の形態で発生される。現在検出された電流経過Ｉ（ｋ）から求められた周波数ω（ｋ）がしきい値を上回るならば、状態信号Ｓz は高（Ｓz ＝１）である。他の場合には状態信号Ｓz は低（Ｓz ＝０）である。
【００３７】
プログラムステップまたは機能モジュール２０１ないし２０３を有する第２のプログラム枝路において減ぜられた離散的な電流信号ＩA(ｋ)により処理された信号Ｉ（ｋ）のほぼすべての情報が含まれているが、プログラムステップまたは機能モジュール１０２ないし１０５を有する第１のプログラム枝路において周波数評価のために必要な信号Ｉ（ｋ）の情報のみが使用される。それにより、第１のプログラム枝路で処理すべきパルスレートは特に簡単に制御可能である。第２のプログラム枝路の減ぜられたパルスレートの処理は元の離散的な電流信号Ｉ（ｋ）にくらべて同じく比較的簡単に制御可能であり、その際にこのプログラム枝路または信号枝路はそれに加えて、（１１）式による完全な信号内に含まれている情報、特に複数の信号振幅ｙ（ｋmax ）に関する情報、の十分に正確な評価を可能にする。
【００３８】
プログラムステップ３０１では個々のアーク信号ＩSA（ｋ）のみが求められかつ解析され、他方においてプログラムステップ３０２ではアーク信号群ＩGA（ｋ）が求められかつ解析される。図３はアーク信号群ＩGA（ｋ）（左）および個々のアーク信号ＩSA（ｋ）（右）の典型的なアーク信号経過を示す。
【００３９】
プログラムステップ３０１で、走査レートを減ぜられたプログラムステップ２０３の信号Ｉ″R（ｋ）およびプログラムステップ１０５の状態信号Ｓz を手がかりにして、少なくとも信号Ｉ″R（ｋ）のＬ半波が予め定め得るタイムウィンドウの内側に位置しているかどうかを検査する。そのために信号Ｉ″R（ｋ）の微分が形成される、すなわちその勾配が式
grad（ｋ）＝Ｉ″R（ｋ）−Ｉ″R（ｋ−１）    （１４）
により求められる。
【００４０】
Ｓz ＝１かつgrad（ｋ）＞gradmax であれば、値grad（ｋ）はしきい値を上回るので、信号ＩR″(ｋ)の相応する半波が潜在的なアーク信号とみなされ、カウンタが高められる。カウンタ値がＬの上側のタイムウィンドウの内側に位置していると、プログラムステップ３０１がアーク検出を表す報知信号、例えば高または１を発生する。これはオア論理（プログラムステップ３０３）または論理的オア要素５に導かれ、このオア論理が報知信号Ｓarc をたとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）の形態の指示要素６に与える。
【００４１】
プログラムステップ３０２でアーク信号の群ＩGA（ｋ）が、事情によっては（同時に）発生する負荷側の開閉事象の結果としての擾乱信号経過と比較される。その典型的な信号経過は図４に示されている。詳細にはこのような擾乱信号ＩSAは、この機内電源ケーブル１を介して接続されている負荷のスイッチオンまたはスイッチオフの結果として、アーク信号ＩGA（ｋ）に類似の信号経過を示す。しかしながらこのような擾乱信号ＩSAは、知られているように、典型的なアーク信号群ＩGA（ｋ）の場合と異なって、ｅ関数に従って減衰する。
【００４２】
従って、この減衰特性を用いて、またはそれに基づいて、開閉事象の結果としてのこのような擾乱信号が典型的なアーク信号群ＩGA（ｋ）から区別され得る。そのために先ず、周波数ωが臨界的な周波数ω′の上に位置しているアーク信号群ＩGA（ｋ）の信号のすべての半波の最大値の決定が行われる。続いて、Ｍの次々と続く最大値の加算と、Ｍの値の最大値の決定および平均値の形成とが行われる。平均値の予め定め得る部分、たとえば９０％が得られると、アークトラッキングが識別され、プログラムステップ３０２が再び、アーク検出を表す報知信号、たとえば高または１を与える。これは指示要素６または保護開閉器機能（図５）に対する報知信号Ｓarc を発生するオア論理（プログラムステップ３０３）に供給される。
【００４３】
すべてのプログラム機能は好ましくは、航空機に通常の様式で設けられている図６による保護開閉器７内の構成部分として使用されるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）に集積されている。保護開閉器７の寸法はこの用途、すなわち航空機における通常の必要条件に適合されており、約ａ＝５０ｍｍ、ｈ＝４０ｍｍおよびｂ＝２０ｍｍである。
【００４４】
図５は集積されたアナログ‐ディジタル変換器４と、図１に示されここに説明される方法に従って動作するアルゴリズムが固定的にプログラムインまたは実装されているＡＳＩＣ機能モジュール８とを有する保護開閉器７の機能モジュールを示す。電源部９は機能モジュール８およびそれに前置されたＡ‐Ｄ変換器４ならびに同じく集積された電流センサ３およびたとえばレリーズコイルの形態の遠隔レリーズのための遠隔レリーズモジュール１０に対する供給電流または供給電圧を与える。これは保護開閉機能１１、特に少なくとも１つのレリーズ装置、ブレーカ機構および開閉接点１２と結合されている。開閉接点１２は付加的に接地端子ＡG を有する保護開閉器７のＬＩＮＥ端子ＡLnとＬＯＡＤ端子ＡLdとの間に接続されている。
【００４５】
機内電源または機内ケーブル１の給電導線２に保護開閉器７を接続する際に、電流センサ３が、開閉接点１２が閉じられている際に保護開閉器機能１１を介してアクチュエータ、センサ、またそれによって機内電源負荷または一般に機内電源１の負荷１３に導かれる電流信号Ｉ（ｔ）を検出する。機内電源ケーブル１に沿って発生するアークに基づくアーク信号（アークトラッキング）を検出するためのその処理は、保護開閉器７の内部でＡ‐Ｄ変換器４およびＦＰＧＡモジュール８を用いて行われる。これはアークトラッキングの検出時に報知信号Ｓarc を発生し、この報知信号が指示装置６および（または）遠隔レリーズモジュール１０に導かれる。これはレリーズ信号ＳA を特に線路保護として有効な保護開閉器機能１１に与える。この保護開閉器機能が開閉接点１２を開き、またこうして相応の負荷１３を供給導線２から、従って機内電源１１から切り離す。
【００４６】
保護開閉器７はこうして、このような航空機の機内電源の通常の過電流保護に付加して、偶発性アークに対しても拡張された保護を保証し、その結果存在している機内設備を確実に保護する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  機内電源ケーブルのアークを識別するための方法の流れを示すブロック図。
【図２】  測定および評価原理を説明するための概要図。
【図３】  アーク信号群および個々のアーク信号の信号経過。
【図４】  開閉事象の結果としての典型的な信号経過。
【図５】  本方法を実施するためのアルゴリズムが設けられている保護開閉器のブロック回路図。
【図６】  保護開閉器の斜視図的な全体図。
【符号の説明】
１    機内電源
２    供給導線
３    電流変換器
４    Ａ‐Ｄ変換器
５    オア要素／演算
６    指示要素
７    保護開閉器
８    ＡＳＩＣ‐機能モジュール
９    電源部
１０  遠隔レリーズ‐モジュール
１１  保護開閉器機能
１２  開閉接点
１３  負荷
１０２〜３０３  プログラムステップ
Ｉ（ｔ）  交流電流信号
Ｉ（ｋ）  時間離散的な電流信号
ＩSA    （個々の）アーク信号
ＩGA    アーク信号群
ＩSE    信号経過／擾乱信号
Ｓarc   報知信号
Ｓz     状態信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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