[发明专利]一种用于大容量脉冲功率装置的故障检测与接地保护系统

权利要求书

1.一种用于大容量脉冲功率装置的故障检测与接地保护系统，包括：

故障检测单元，用于检测当脉冲功率装置发生电容器短路故障时非故障电容器的反向电流流动，并输出对应的故障信号；

所述故障检测单元包括正向二极管、反向二极管和发光二极管；其中，

所述正向二极管的阴极与反向二极管的阳极相连；

所述反向二极管的阴极与发光二极管的阳极相连；

所述发光二极管的阴极与正向二极管的阳极相连；

故障判断单元，用于根据所述故障检测单元收集到的故障信号做出逻辑判断，实现故障定位并发出保护动作的命令信号；

动作单元，根据所述故障判断单元发出的命令信号对脉冲功率装置中非故障电容器实施快速接地保护，限制注入脉冲功率装置中故障电容器的能量。

2.根据权利要求1所述的故障检测与接地保护系统，其特征在于，所述故障判断单元包括光纤和光信号或门；其中，

所述光纤的一端用于收集发光二极管的光信号，另一端与光信号或门的输入端相连；

并且，

所述光纤包括如下任一：多模光纤或单模光纤。

3.根据权利要求1所述的故障检测与接地保护系统，其特征在于，所述动作单元包括脉冲触发器、半导体接地开关和隔离开关；其中，

所述脉冲触发器的信号端与光信号或门的输出端相连，输出端与半导体接地开关和隔离开关相连；

所述半导体接地开关的阳极与隔离开关的高压端相连，阴极与隔离开关的低压端相连。

4.根据权利要求1所述的故障检测与接地保护系统，其特征在于，所述发光二- 极 管包括一个或若干个串并联的激光二- 极 管，所述反向二极管和发光二极管的最大正向浪涌电流为10-5000A。

5.根据权利要求3所述的故障检测与接地保护系统，其特征在于，所述半导体接地开关包括如下任意一种：若干个串联连接的IGBT、若干个串联连接的MOSFET、若干个串联连接的晶闸管。

6.根据权利要求5所述的故障检测与接地保护系统，其特征在于，所述半导体接地开关的最大正向浪涌电流为100-5000A，导通时间为2-200μs。

7.根据权利要求3所述的故障检测与接地保护系统，其特征在于，所述隔离开关是通过光脉冲或电脉冲控制闭合的机械动作开关，闭合时间为1-200ms。

8.根据权利要求1所述的故障检测与接地保护系统，其特征在于，所述故障检测与接地保护系统外接充电硅堆、吸能电阻、恒流充电机、脉冲电容器组、放电半导体开关和负载，其中，所述脉冲电容器组包括若干台并联连接的脉冲电容器。

9.根据权利要求8所述的故障检测与接地保护系统，其特征在于，所述脉冲电容器组的总储能为50-300kJ；所述吸能电阻的阻值为500-5000Ω。