[实用新型]基于弧光检测和超声波通信的矿用开关故障指示器

说明书

本实用新型提供一种基于弧光检测和超声波通信的矿用开关故障指示器，所述指示器包括弧光传感器、光电转换模块、超声波发送模块、电池电源模块、超声波接收模块以及指示模块，弧光传感器由光学镜头、光学填充物、主体以及光纤接口组成，光纤转换模块由光纤接口、光敏二极管和电流放大器组成，超声波发送模块包括超声发送波传感器，超声波接收模块包括超声波接收传感器和换能电源，弧光传感器的光纤接口连接所述光纤转换模块的光纤接口，光纤转换模块的电流放大器连接超声波发送模块，超声波发送模块和超声波接收模块连接开关柜柜壁的两侧，本实用新型原理简单，方便安装，采用超声波进行通信，解决了密闭金属壳体对无线信号的屏蔽问题。

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，具体涉及一种基于弧光检测和超声波通信的矿用开关故障指示器。

背景技术

当前，煤矿井下的开关柜主要大部分采用防爆开关，具有厚实封闭的金属外壳，其内部故障检测主要依靠继电保护装置，但由于成本和设计原因，很多当前运行的防爆开关，保护功能缺失或不全，不具备故障指示或远传的功能，导致开关故障不能被及时定位。针对此种现状，往往需要对原有的防爆开关进行改造升级，实现远程智能监测，但部分开关由于早期设计原因，不具备改造条件，如缺少喇叭口、二次供电电源等原因，导致不能实现开关的智能化；井下防爆开关采用密闭金属进行防爆，无线信号几乎不能穿透，对于无对外接线喇叭口的防爆开关柜，无法实现通信。因此，井下的部分防爆开关在内部发生故障时，运行人员不能从外观和监控系统中实现定位，不利于故障恢复。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型针对井下防爆开关故障时无监测和不易定位的现状，提出一种基于弧光检测和超声波通信的矿用开关故障指示器，用于检测井下防爆开关的故障，采用超声波传感器进行密闭开关柜内外通信，给出便于识别的告警信号，方便运维人员快速查找故障点，利用光学原理检测井下防爆开关柜内的闪弧故障，实现远程监测和故障定位功能，原理简单，方便安装，采用超声波进行通信，解决了密闭金属壳体对无线信号的屏蔽问题，所述指示器包括弧光传感器、光电转换模块、超声波发送模块、电池电源模块、超声波接收模块以及指示模块，弧光传感器用于检测开关内的弧光信号，传感器采用纯光学器件制作，所述弧光传感器安装于开关柜内接近强电的位置，弧光传感器由光学镜头、光学填充物、主体以及光纤接口组成，光纤转换模块由光纤接口、光敏二极管和电流放大器组成，弧光传感器用于采集开关柜内的闪弧信号，采用光学透镜实现多角度采集，通过光学填充物使得只有特定波段的光信号进入传感器，实现干扰光源的滤除，光电转换模块用于将弧光传感器采集到的光信号转换为电信号，光敏二极管将光纤传过来的光信号转换为弱电流信号，电流放大器将弱电流进行放大，所述超声波发送模块包括超声发送波传感器，超声波发送模块用于进弧光信息传送至防爆柜外，所述超声波接收模块包括超声波接收传感器和换能电源，超声波接收模块吸附于防爆柜外壁，用于将接收弧光故障信息，所述弧光传感器的光纤接口通过光纤连接所述光纤转换模块的光纤接口，所述光纤转换模块的电流放大器连接超声波发送模块，所述超声波发送模块连接开关柜柜壁的一侧，所述超声波接收模块连接开关柜的另一侧，所述超声波接收模块连接指示模块，超声波发送模块对光电转换模块的转换结果进行判断，若超出阈值时，超声波发送模块发送超声波，通过金属柜壁将信号传送出来。

作为本实用新型的一种改进，所述光电转换模块和超声波发送模块均连接至电源模块。

作为本实用新型的一种改进，所述电池电源模块包括储能电池以及充电和输出部分，电池电源模块为数据采集部分提供能量，电池电源模块直接为柜内的数据采集部分提供能量，通过超声波为柜外的显示部分提供能量，停电时由电池继续供能。

作为本实用新型的一种改进，所述超声波接收模块和指示模块通过磁铁吸附式安装在开关柜的外部，超声波接收模块具备两个功能，一是将超声能量转换为电能，用于给显示模块供电，二是接收超声波发过来的弧光动作信号。

作为本实用新型的一种改进，所述指示模块为指示灯，指示模块用于在本地指示故障信息。

本实用新型的有益效果是：