[實(shí)用新型]一種電弧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720074356.9
• 申請(qǐng)日: 2017-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN206470358U
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫卿;湯磊;雷光勇;呂志勤;楊福華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中蕊（武漢）光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/12
• 分類號(hào): G01R31/12;G01J1/42
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司42104
• 代理人: 俞鴻

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電弧故障監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電弧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，電流通過某些絕緣介質(zhì)(例如空氣)所產(chǎn)生的瞬間火花。當(dāng)兩電極間電壓升高時(shí)，在電極最近處空氣中的正負(fù)離子被電場(chǎng)加速，在移動(dòng)的過程中與其他空氣分子碰撞產(chǎn)生新的離子，這種離子大量增加的現(xiàn)象稱為“電離”。空氣被電離的同時(shí)，溫度隨之急劇上升產(chǎn)生電弧，這種放電稱為電弧光放電。電弧光放電一般不需要很高的電壓，屬于低電壓大電流放電。它產(chǎn)生的條件是小間隙和大電流，如果增加間隙或減小電流，電弧將會(huì)消失。故障電弧發(fā)展迅速、破壞力大、極易傳播，電弧中心溫度超過10000℃，弧光的光強(qiáng)度可超過正常的照明光強(qiáng)2000倍。當(dāng)發(fā)生電弧光短路故障時(shí)有兩個(gè)顯著特征：電流增大，光強(qiáng)增大。

開關(guān)柜發(fā)生內(nèi)部弧光故障產(chǎn)生的短路功率可高達(dá)8～60MW，所產(chǎn)生的能量與電弧的燃燒時(shí)間、短路電流的平方值、柜體幾何尺寸以及所使用的材料等因素有關(guān)，其中最主要的因素是短路故障電流及電弧燃燒的時(shí)間，有研究指出電弧燃燒持續(xù)時(shí)間超過100ms，所釋放的能量開始急劇增加，接著各種故障效應(yīng)對(duì)開關(guān)設(shè)備的電纜、銅排以及鋼材造成嚴(yán)重?fù)p壞。

因此，配置電弧故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有重大的意義，傳統(tǒng)電弧監(jiān)測(cè)主要采用熱電、過電流、過電壓等方式，直接檢測(cè)弧光的產(chǎn)品較少。弧光檢測(cè)大部分采用可見光探測(cè)器或光電倍增管器件，具有探測(cè)靈敏度低，抗干擾性差，反應(yīng)遲鈍，易造成誤動(dòng)作，且老化快等缺陷，其對(duì)電弧的監(jiān)測(cè)效果并不理想。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種紫外弧光探測(cè)和電流檢測(cè)復(fù)合電弧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中紫外弧光探測(cè)采用半導(dǎo)體紫外探測(cè)器，具有靈敏度高、抗干擾性好、壽命長等特點(diǎn)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種電弧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括弧光探頭、電流互感器和主控單元，所述主控單元包括光電轉(zhuǎn)換單元、弧光信號(hào)處理單元、電流信號(hào)處理單元和主控單元芯片，所述弧光探頭通過光纖與主控單元的光電轉(zhuǎn)換單元連接，所述光電轉(zhuǎn)換單元的電信號(hào)輸出端與所述弧光信號(hào)處理單元電連接，所述電流互感器的信號(hào)輸出端與所述電流信號(hào)處理單元的信號(hào)輸入端電連接，所述電流信號(hào)處理單元的信號(hào)輸出端、所述弧光信號(hào)處理單元的信號(hào)輸出端均與所述主控單元芯片電連接，所述光電轉(zhuǎn)換單元為半導(dǎo)體紫外探測(cè)器。

進(jìn)一步的，所述弧光探頭的光學(xué)鏡頭為紫外濾光片。

進(jìn)一步的，還包括與所述主控單元連接的弧光擴(kuò)展單元，所述弧光擴(kuò)展單元的MCU上連接有多個(gè)弧光單元，每個(gè)所述弧光單元上連接有一個(gè)弧光探頭。

進(jìn)一步的，還包括與主控單元連接的電流單元，所述電流單元的MCU上連接有多個(gè)電流互感器。

本實(shí)用新型的有益效果：在弧光探頭的光學(xué)鏡頭上采用紫外濾光片，對(duì)弧光信號(hào)中的可見光進(jìn)行濾除，并在主控單元中采用半導(dǎo)體紫外探測(cè)器對(duì)紫外光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外光的監(jiān)測(cè)。相較于傳統(tǒng)對(duì)可見光的監(jiān)測(cè)，其抗干擾性能顯著提升，且反應(yīng)更加靈敏，不易誤動(dòng)作，且使用壽命長。主控單元對(duì)紫外信號(hào)與電流信號(hào)共同監(jiān)測(cè)，當(dāng)任意一種出現(xiàn)故障時(shí)均進(jìn)行故障告警，當(dāng)兩者同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行斷路處理，有效的起到了監(jiān)測(cè)和保護(hù)電路系統(tǒng)的作用。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種電弧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接框圖；

圖2為本實(shí)用新型主控單元的監(jiān)測(cè)原理框圖；

圖3為本實(shí)用新型弧光擴(kuò)展單元連接框圖；

圖4為本實(shí)用新型電流單元連接框圖。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

如圖1所示，一種電弧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由弧光探頭、電流互感器和主控單元組成。弧光探頭用于采集弧光信號(hào)并發(fā)送給主控單元，電流互感器用于采集電流信號(hào)并發(fā)送給主控單元，主控單元根據(jù)接收到的弧光信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和判定。