[实用新型]高压柜电弧检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力监测领域，特别涉及一种用于高压柜内电弧检测的检测装置。

背景技术

开关柜内部故障电弧是一种频发性、灾难性的严重故障。故障电弧一旦发生,便会辐射出巨大的声、光、电、热等能量,导致电力系统与用电设备毁坏及人身伤亡。电弧故障的危害程度取决于电弧电流及切除时间，只有总切除时间小于85ms，才能使设备不遭受损害。

目前对电弧的检测方法很多。例如：在开关柜不同单元内放置压力传感器系统，由压力波触发，使给故障回路供电的断路器跳闸；有的检测保护装置通过检测绝缘失效的早期信号；此外，还有一些通过检测声、光、压力、电流的组合信号的方法[3-11]。上述检测方法，大多比较复杂，实现起来难度较大，成本也较高，这就导致上述方法没有能够大规模推广应用到工程实践中去。近年来，国外开发出了弧光检测与保护系统，如：德国Moeller 公司用于低压开关柜的故障电弧保护系统ARCON、ABB的ARC Guard System故障电弧保护系统、芬兰Vaasa公司的VAMP系统等。这些系统是基于检测电弧故障时发出的弧光以及过流双判据，以提供快速而安全的母线保护，这为限制电弧故障损坏提供了一种有效的解决方案。自上世纪90年代以来，国外越来越多的电力和工业用户认识到电弧故障的危害，在开关柜中采用了这些保护方案。但是这些系统复杂、价格高而影响了其推广使用。

由于高压开关的老化等因素，引起高压开关的误动作会给电力系统的安全稳定运行带来影响，而传统的对电力设备的预防维护又有人力花费较多且要安排停电作业等缺点。因此，对高压开关柜绝缘状态的在线监测系统提出一种可行的方案势在必行。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种抗干扰能力强、灵敏度高、制造成本低的高压柜电弧检测装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：。

本实用新型的高压柜电弧检测装置包括检测传感器单元、跨阻放大器单元、滤波放大单元、数据处理单元，所述检测传感器单元用于检测发生电弧时产生的紫外光信号，并将采集到的信号经放大模块和滤波模块处理后送入数据处理单元。

进一步，所述装置还包括接口电路单元，所述接口电路单元与数据处理单元的信号输出端相联接；

进一步，所述检测传感器单元包括日盲区紫外光敏二极管；

进一步，所述跨阻放大器单元包括电压反馈放大器、反馈电阻、反馈电容、光敏管电容和输入电容，所述光敏管电容和输入电容并联后，一端与电压反馈放大器的反相输入端相联接，另一端接地；所述反馈电阻串联在电压反馈放大器的输出端与反相输入端之间，所述反馈电容与反馈电阻相并联；所述日盲区紫外光敏二极管的正极接地，负极与电压反馈放大器的反相输入端相联接；

进一步，所述滤波装置包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一滤波电容、第二滤波电容、第一运放电阻、第二运放电阻、第一接地电阻、第二接地电阻和隔离电阻，所述第一滤波电容的一端作为滤波输入端，另一端与第二滤波电容串联后接入第一运算放大器的反相输入端，所述第一滤波电容和第二滤波电容的公共接点与第一运放电阻串联后接入第一运算放大器的输出端，所述第一接地电阻的一端与第一运算放大器的反相输入端相联接，另一端接地，所述第一运算放大器的同相输入端与其输出端相联接；

所述第二运算放大器的反相输入端通过隔离电阻与第一运算放大器的输出端相联接，所述第二运放电阻串联在第二运算放大器的反相输入端与输出端之间，所述第二运算放大器的同相输入端通过第二接地电阻接地；所述第二运算放大器的输出端与数据处理单元的输入端相联接；

进一步，所述数据处理单元为单片机；

进一步，所述装置还包括报警电路单元，所述报警电路单元与数据处理单元相联接。

电弧实质是气体放电的最终形式，气体放电过程中伴随有光效应，会辐射出紫外线。由电晕放电的光谱分析可知，其波长大部分在280-400nm的范围。一般在电力系统中，外加电压都比较高，因此在电晕放电的光谱中，紫外区的辐射强度总是较高，因此，可以通过检测“日盲”区紫外光来检测电弧放电。本发明就是根据该原理，检测电弧辐射的紫外线功率，将其与设定功率阈值进行比较判定，从而实现对电弧放电的检测。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过检测紫外光来探测电弧，对太阳光不敏感，因此具有较强的抗干扰能力，同时，由于采用光信号检测方式，信号检测速度很快，将反应时间提高，大约在3mS之内，从而进一步提高了开关柜的安全保护能力；