一种智能型电弧光保护系统技术方案

本实用新型专利技术涉及高压开关柜技术领域，尤其涉及一种智能型电弧光保护系统，该电弧光保护系统包括：弧光检测单元用于检测高压开关柜在发生弧光故障时突然增加的光强；电流检测单元用于检测高压开关柜出现的电流增量；光电发射单元分别与弧光检测单元和电流检测单元建立信号传输，光电发射单元用于接收弧光检测单元和电流检测单元分别发出的弧光故障信号以及故障电流信号，光电接收单元与光电发射单元之间通过光纤建立信号传输。本实用新型专利技术达到了快速切断高压开关柜总闸消除电弧光的目的，能够在高压开关柜出现电弧光时迅速做出反应，从而避免电弧光对高压开关柜造成损害，保证整个电网设备的安全运行。网设备的安全运行。网设备的安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种智能型电弧光保护系统


[0001]本技术涉及高压开关柜
，尤其涉及一种智能型电弧光保护系统。

技术介绍

[0002]在中、低压母线短路故障中，重点设备和人员伤害主要由电弧光引起，然而，目前的大多数中低压母线没有设置快速母线保护，而只是采用了简单的消弧装置和变压器后备保护。这些保护智能化较低，动作速度慢，往往会延长故障切除时间，从而进一步扩大设备损坏程度，甚至会引起“火烧连营”的恶性事故，冲击变压器一次运行，影响整个电网的安全运行。
[0003]并且在开关柜内发生弧光的功率可高达100MW，电弧燃烧所产生的能量与电弧的燃烧时间及短路电流变化值呈指数倍增长，燃烧产生的高温、高压将会逐步摧毁元器件、铜排以及成列的开关柜，高明亮的弧光和有毒气体对人体也有巨大的伤害。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本技术提供了一种智能型电弧光保护系统，达到了快速切断高压开关柜总闸消除电弧光的目的，能够在高压开关柜出现电弧光时迅速做出反应，从而避免电弧光对高压开关柜造成损害，保证整个电网设备的安全运行。
[0005]为解决上述技术问题，本技术提供了如下技术方案：一种智能型电弧光保护系统，该电弧光保护系统包括：
[0006]弧光检测单元，所述弧光检测单元用于检测高压开关柜在发生弧光故障时突然增加的光强；
[0007]电流检测单元，所述电流检测单元用于检测高压开关柜出现的电流增量；
[0008]光电发射单元，所述光电发射单元分别与弧光检测单元和电流检测单元建立信号传输，所述光电发射单元用于接收弧光检测单元和电流检测单元分别发出的弧光故障信号以及故障电流信号；
[0009]光电接收单元，所述光电接收单元与光电发射单元之间通过光纤建立信号传输，所述光电接收单元用于接收光电发射单元发出的故障信号，并将弧光检测单元检测到的光信号转化为电压信号，同时对电压信号放大滤波；
[0010]主控单元，所述主控单元与光电接收单元建立信号传输，所述主控单元用于检测并分析弧光故障信号、故障电流信号，并对上述两种信号进行综合分析判断。
[0011]进一步地，所述该电弧光保护系统还包括：断路器失灵保护单元，所述断路器失灵保护单元与光电发射单元建立信号传输，断路器失灵保护单元设置在高压开关柜内并用于执行跳闸命令。
[0012]进一步地，所述该电弧光保护系统还包括：
[0013]预警模块，所述预警模块与主控单元建立通信连接，所述预警模块用于对高压开关柜存在的弧光故障进行预警；
[0014]显示模块，所述显示模块与主控单元建立通信连接，所述显示模块用于显示高压开关柜的弧光故障信息。
[0015]进一步地，所述弧光检测单元采用检测紫外光的弧光探头，电流检测单元采用霍尔电流传感器，主控单元采用型号为STM32F103的微处理器。
[0016]进一步地，所述弧光探头为多个并设置在高压开关柜内的任意位置，多个弧光探头的设置位置用于分区保护高压开关柜，弧光探头用于采集弧光信号中的特有光谱信息，并自主完成光信号与电信号的转换，输出4
‑
20mA的电流信号发送至光电发射单元。
[0017]进一步地，所述主控单元嵌入式安装在高压开关柜中的进线柜或馈线柜的二次控制门板上。
[0018]进一步地，所述高压开关柜内还设置有温度检测单元，所述温度检测单元采用型号为TPS534的红外温度传感器。
[0019]借由上述技术方案，本技术提供了一种智能型电弧光保护系统，至少具备以下有益效果：
[0020]1、本技术采用弧光检测和过电流检测双判据原理，具有保护动作速度快、可靠性高等特点，电弧光保护动作主要依据故障产生的两个不同因素：弧光及电流增量，当同时检测到弧光和电流增量时发出跳闸命令，切除弧光支路，因此达到了快速切断高压开关柜总闸消除电弧光的目的，能够在高压开关柜出现电弧光时迅速做出反应，从而避免电弧光对高压开关柜造成损害，保证整个电网设备的安全运行。
[0021]2、本技术所采用的弧光探头可放置在高压开关柜内的任何位置，根据弧光探头的实际物理位置可实现保护分区的功能，并在显示模块上显示故障发生的位置，此功能可减少断电的处理时间，快速恢复供电功能。
[0022]3、本技术通过主控单元对两种信号进行分析处理、判断后发出预警信号，同时输出控制信号经光电接收单元以及光电发射单元传输到断路器失灵保护单元，通过断路器失灵保护单元并执行跳闸命令，对开关柜进行实时有效的保护。
附图说明
[0023]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0024]图1为本技术光电保护系统的原理框图；
[0025]图2为本技术光电保护系统的原理框图；
[0026]图3为本技术电、光信号转换的原理框图；
[0027]图4为本技术光、电信号转换的原理框图。
[0028]图中：100、弧光检测单元；200、电流检测单元；300、光电发射单元；400、光电接收单元；500、主控单元；600、断路器失灵保护单元；700、预警模块；800、显示模块。
具体实施方式
[0029]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0030]图1
‑
4为本技术的一个实施例：一种智能型电弧光保护系统，该电弧光保护系统包括：弧光检测单元100用于检测高压开关柜在发生弧光故障时突然增加的光强，电流检测单元200用于检测高压开关柜出现的电流增量，光电发射单元300分别与弧光检测单元100和电流检测单元200建立信号传输，光电发射单元300用于接收弧光检测单元100和电流检测单元200分别发出的弧光故障信号以及故障电流信号。
[0031]弧光检测单元100的原理分析：
[0032]通过对电弧光光谱的分析，300～450nm的紫外光波段和450～800nm的可见光波段是电弧光的能量积聚所在，并且电弧光中80％以上均为紫外光。
[0033]若采用传统的光传感器，由于在日常生活中突发性的光源较多，可能产生干扰光源而使弧光保护装置发生误动。采用专门的紫外弧光探头则可以避免环境中可见光引起的不稳定情况。
[0034]当产生电弧光信号后，传感器将检测到的光信号转化为电信号传输到光电收发装置，转化关系如下：
[0035]E＝hv
[0036]其中：h为普朗克常数，h＝6.626
×
10
‑
34
(J
·
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能型电弧光保护系统，其特征在于，该电弧光保护系统包括：弧光检测单元(100)，所述弧光检测单元(100)用于检测高压开关柜在发生弧光故障时突然增加的光强；电流检测单元(200)，所述电流检测单元(200)用于检测高压开关柜出现的电流增量；光电发射单元(300)，所述光电发射单元(300)分别与弧光检测单元(100)和电流检测单元(200)建立信号传输，所述光电发射单元(300)用于接收弧光检测单元(100)和电流检测单元(200)分别发出的弧光故障信号以及故障电流信号；光电接收单元(400)，所述光电接收单元(400)与光电发射单元(300)之间通过光纤建立信号传输，所述光电接收单元(400)用于接收光电发射单元(300)发出的故障信号，并将弧光检测单元(100)检测到的光信号转化为电压信号，同时对电压信号放大滤波；主控单元(500)，所述主控单元(500)与光电接收单元(400)建立信号传输，所述主控单元(500)用于检测并分析弧光故障信号、故障电流信号，并对上述两种信号进行综合分析判断。2.根据权利要求1所述的一种智能型电弧光保护系统，其特征在于：所述该电弧光保护系统还包括：断路器失灵保护单元(600)，所述断路器失灵保护单元(600)与光电发射单元(300)建立信号传输，断路器失灵保护单元(600)设置在高压开关柜内并用于执行跳闸命令。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文军，唐永龙，陈雁宇，陶浩，
申请(专利权)人：安徽虹科电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：