[发明专利]一种熔断器状态在线监测装置

说明书

本发明公开了一种熔断器状态在线监测装置，由采集熔断器两端电压的电压传感器、通过转换模块连接电压传感器的计算模块以及与计算模块连接的输出模块构成；电压传感器采集熔断器正常导通压降和短路情况下可能的过压，转换模块将电压传感器输出的原始信号处理转换为数字量或者模拟量，输出到计算模块，计算模块提取电压信号的特征信息，通过分析识别算法，判断熔断器是否正常、损坏或熔断，输出模块以IO量或者通信的形式输出熔断器的正常、损坏和熔断状态，必要时也可以输出电压采集值。本发明通过测量熔断器两端的电压和特征识别算法来判断熔断器是否损坏，是否熔断，能够替代传统的熔断器触点开关，简化熔断器的生产工艺，提高熔断器的成品率。

技术领域

本发明属于电力技术领域，涉及直流系统的保护，具体是一种熔断器状态在线监测装置。

背景技术

随着舰船综合电力的发展，多种形式的电源和负载都将接入船舶电网，电力电子装置大范围使用，而直流配电系统以其组网形式简单、接口便捷、稳定性高、负载响应快速的优点在舰船综合电力系统中广泛应用。

与交流电力系统相比，直流系统中的保护主要依靠熔断器实现，利用熔断器将短路故障电流的回路迅速切断，限制故障影响范围。

然而，熔断器属于一次性的保护元件，当发生短路故障后，短路电流回路中的熔断器将流过很大的短路电流，依据通流大小和持续时间熔断器最终会出现正常、部分损坏和熔断三种状态。熔断状态很容易判断，部分损坏的熔断器不容易辨别，但是部分损坏后的熔断器不论在正常通流还是流通短路电流时都存在隐患，也需要更换。

经过原理和试验分析，熔断器在起弧之前和起弧之后内阻变化很大，表现在电压上就是在熔断器起弧时刻熔断器两端电压会有较大的突变；此外，熔断器内部部分损坏会导致熔断器的内阻发生不可逆变化，表现在电压上就是熔断器稳定通流时的其两端电压有所区别。

发明内容

本发明的目的在于根据以上原理，提供一种熔断器状态在线监测装置，实现熔断器状态的监测，并能够区分熔断器的正常、部分损坏和熔断状态。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种熔断器状态在线监测装置，由采集熔断器两端电压的电压传感器、通过转换模块连接电压传感器的计算模块以及与计算模块连接的输出模块构成；电压传感器采集熔断器两端的电压，该传感器要求频率响应快，采集范围大，可以采集正常导通压降和短路情况下可能的过压，转换模块按需配置，其主要功能是将电压传感器输出的原始信号处理转换为数字量或者模拟量，输出到计算模块，计算模块提取电压信号的特征信息，通过分析识别算法，判断熔断器是否正常、损坏或熔断，输出模块以IO量或者通信的形式输出熔断器的正常、损坏和熔断状态，必要时也可以输出电压采集值。

所述的一种熔断器状态在线监测装置，其转换模块对电压传感器输出的信号进行隔离、滤波、放大及数模变换。

所述的一种熔断器状态在线监测装置，其电压信号的特征信息包括变化率、峰值、转折点及稳定值。

本发明的有益效果是：本发明利用熔断器在起弧前后内阻变化引起的电压变化，通过测量熔断器两端电压，结合特征识别算法，实时判断熔断器是正常、部分损坏还是熔断状态，并及时的上传到上位控制系统，解决熔断器状态的在线监测的问题，能够提高舰船直流组网综合电力系统的可靠性和安全性。本发明还能够替代传统的熔断器触点开关，简化熔断器的生产工艺，提高熔断器的成品率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为短路故障发生并熔断时熔断器的电流和电压波形；

图3为短路故障发生并部分损坏时熔断器的电流和电压波形；

图4为短路故障发生并未起弧时熔断器的电流和电压波形。

各附图标记为：1—电压传感器，2—转换模块，3—计算模块，4—输出模块。

具体实施方式