CN206585390U - 一种用于后台监控的电弧光保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于后台监控的电弧光保护系统，包括弧光单元、互感单元、主控单元、通信单元和监控单元；所述主控单元分别与弧光单元、互感单元和通信单元连接，通信单元与监控单元连接；所述弧光单元检测开关柜内的电弧光，并将检测的电弧光发送至主控单元，所述互感单元将电流信息进行转换，并将转换的电流信息发送至主控单元，所述主控单元对接收的电弧光和电流信息进行分析、处理，并将处理的信息经通信单元发送至监控单元。本实用新型通过对母线弧光保护单元和馈线弧光保护单元采用模块化，能够满足复杂系统的电弧光保护要求，同时该实用新型能够快速切断故障，从而降低故障电弧的时间，进而降低故障电弧对电气设备以及人员的伤害。

Description

一种用于后台监控的电弧光保护系统

技术领域

本实用新型属于弧光保护技术领域，涉及到一种用于后台监控的电弧光保护系统。

背景技术

在我国，中、低压母线短路故障中，重点设备和人员伤害主要有电弧光引起，然而，我国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。

电弧光的危害关柜内的发生短路弧光的功率可高达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，如图1所示，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。

电弧光产生的原因引起开关柜弧光短路故障的原因很多，一般分为以下五类：1)绝缘故障主要是柜中绝缘材料爬距不足，未满足加强绝缘要求，在脏污环境，天气潮湿下发生绝缘故障。另外，由于绝缘材料材质缺陷，运行年限较长的开关柜，在强电磁场作用下绝缘老化，也可能造成绝缘损坏而导致故障；2)载流回路不良由于一些接头截面不够，紧固螺栓松动，手车柜触头接触不良，在大电流流过时引起发热，冒火进而引起相间，相对地击穿等等；3)外来物体的进入如小动物(老鼠等)进入开关柜内部，或维修人员在工作完成后将工具遗留在开关柜内；4)认为操作错误如走错间隔，误操作，未对工作区域进行接地，未对工作区域进行验电等；5)系统方面的原因如系统容量增大，接地方式改变，电缆应用增多，保护及自控装置配置不当，系统谐振过电压等。

实用新型内容

本实用新型提供的一种用于后台监控的电弧光保护系统，通过对母线弧光保护单元和馈线弧光保护单元采用模块化，满足不同复杂系统的电弧保护要求；通过主控单元能对检测的电弧光进行控制，实现对故障电弧的快速切断，解决了电弧光故障切除时间慢，易造成电气设备和人员伤害的问题。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于后台监控的电弧光保护系统，包括弧光单元、互感单元、主控单元、通信单元和监控单元；

所述主控单元分别与弧光单元、互感单元和通信单元连接，所述通信单元与监控单元连接；

所述弧光单元实时检测开关柜内的电弧光，并将检测的电弧光发送至主控单元，所述互感单元将电流信息进行转换，并将转换的电流信息发送至主控单元，所述主控单元对接收的电弧光信息和电流信息进行分析、处理，并将处理的信息经通信单元发送至监控单元。

进一步地，所述弧光单元包括至少一个电弧光传感器，用于对开关柜内的电弧光进行检测。

进一步地，所述互感单元包括至少一个电流互感器。

进一步地，所述主控单元包括母线弧光保护单元和馈线弧光保护单元，所述母线弧光保护单元和馈线弧光保护单元均包括电源模块、电流采集模块、光电转换模块、第一控制模块和执行机构；

所述第一控制模块为CPU处理器，分别与电源模块、电流采集模块、光电转换模块和执行机构连接；所述电源模块用于为第一控制模块提供电源；所述电流采集模块为电流传感器，与电流互感器连接，用于检测电流互感器输出的电流大小；所述光电转换模块为光电转换器，用于将电弧光传感器发送的光信号转换成相应的电信号。

进一步地，所述主控单元还包括温度采集模块、湿度采集模块、第二控制模块和第一报警模块；所述第二控制模块为单片机，分别与母线弧光保护单元、馈线弧光保护单元、温度采集模块、湿度采集模块和第一报警模块连接；所述温度采集模块为温度传感器；所述湿度检测模块为湿度传感器；所述第一报警模块为蜂鸣器。

进一步地，所述执行机构包括两路快速继电器和四路常规继电器，用于接收第一控制模块的控制指令，进而对电路的通断进行控制。

进一步地，所述监控单元包括液晶显示器和第二报警模块，所述液晶显示器用于显示检测的温度、湿度、电流及电弧光转换的电信号参数；所述第二报警模块为声光报警器，其中，所述声报警为蜂鸣器，所述光报警为LED灯。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过对母线弧光保护单元和馈线弧光保护单元采用模块化，能够符合不同场合的电弧光保护，满足复杂系统的电弧光保护要求；通过电弧传感器和电流传感器，能够对设备中的电弧光和电流进行采集，并将采集的信息发送至第一控制模块，第一控制模块同时对电弧光和电流信息进行分析和处理，且发送控制指令至快速继电器，具有处理速度快、效果佳的特点，大大减少电弧光故障对人员和设备的损坏，提高设备的使用寿命；通过温度传感器和湿度传感器实时检测设备中的温湿度信息，并将检测的信息经通信模块发送至监控单元，保证设备中的环境参数满足设备的工作需求；通过第一报警模块和第二报警模块能够对超出安全范围的电弧光和电流进行报警提醒，提高报警力度，进一步地避免产生的电弧光对靠近的人员造成伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为电弧光产生的能量与切除时间T的关系图；

图2为本实用性的局部连接示意图；

图3为本实用性的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1所示，一种用于后台监控的电弧光保护系统，包括弧光单元、互感单元、主控单元、通信单元和监控单元；

弧光单元，与主控单元连接，用于对电力系统中的电弧光进行检测，并将检测的光信号发送至主控单元，其中弧光单元包括至少一个电弧光传感器；

互感单元，与主控制单元连接，用于将电力系统中的大电流转换成小电流，其中互感单元包括至少一个电流互感器；

主控单元，分别与执行机构和通信单元连接，用于对接收的电弧光信息和电流信息进行分析、处理；主控单元包括母线弧光保护单元和馈线弧光保护单元，母线弧光保护单元和馈线弧光保护单元均包括电源模块、电流采集模块、光电转换模块、第一控制模块和执行机构，主控单元还包括温度采集模块、湿度采集模块、第二控制模块和第一报警模块；

第一控制模块为CPU处理器，分别与电源模块、电流采集模块、光电转换模块和执行机构连接，电源模块用于为第一控制模块提供电源，电流采集模块为电流传感器，与电流互感器连接，用于检测电流互感器输出的电流大小；光电转换模块为光电转换器，用于将电弧光传感器发送的光信号转换成相应的电信号；执行机构包括两路快速继电器和四路常规继电器，用于接收第一控制模块的控制指令，实现对故障电弧的快速切断，其中切断的时间小于5ms；

第二控制模块为单片机，分别与母线弧光保护单元、馈线弧光保护单元、温度采集模块、湿度采集模块和第一报警模块连接；温度采集模块为温度传感器，用于检测设备内的温度信息；湿度检测模块为湿度传感器，用于检测设备内的湿度信息；第一报警模块为蜂鸣器，用于进行报警提醒；

通信单元为以太网通信或RS485通信，与监控单元连接，用于将检测的光电信号及报警信号发送监控单元；

监控单元包括液晶显示器和第二报警模块，液晶显示器用于显示检测的温度、湿度、电流及电弧光转换的电信号参数；第二报警模块为声光报警器，其中声报警为蜂鸣器，光报警为LED灯闪烁。

电弧光传感器安装在开关柜内，用于实时检测电弧光信息，并将检测的电弧光信息经光纤发送至光电转换器，光电转换器将光信号转换成相应的电信号，并将转换的电信号发送至第一控制模块，第一控制模块对电信号进行分析；电流采集模块实时采集经电流互感器输出的电流信息，并将采集的电流信息发送至第一控制模块，第一控制模块对电流进行分析，若电弧光传感器和电流传感器检测的数据均超过安全参数时，则第一控制模块发送控制指令至快速继电器，快速继电器控制电弧光进行快速切断，进而完成故障切除，实现对电力设备的保护，同时第一控制模块发送检测信号至第二控制模块，第二控制模块发出报警信号至第一报警模块，第一报警模块发出报警提醒；

在此过程中温度传感器和湿度传感器实时检测开关柜内的温湿度信息，并将检测的温湿度信息发送至第二控制模块，第二控制模块将接收的温度、湿度、电流及电弧光转换的电信号参数发送至液晶显示器，液晶显示器显示接收的参数信息，同时第二报警模块发出声光报警提醒，用于提醒工作人员及时进行维修。

本实用新型通过对母线弧光保护单元和馈线弧光保护单元采用模块化，能够符合不同场合的电弧光保护，满足复杂系统的电弧光保护要求；通过电弧传感器和电流传感器，能够对设备中的电弧光和电流进行采集，并将采集的信息发送至第一控制模块，第一控制模块同时对电弧光和电流信息进行分析和处理，且发送控制指令至快速继电器，具有处理速度快、效果佳的特点，大大减少电弧光故障对人员和设备的损坏，提高设备的使用寿命；通过温度传感器和湿度传感器实时检测设备中的温湿度信息，并将检测的信息经通信模块发送至监控单元，保证设备中的环境参数满足设备的工作需求；通过第一报警模块和第二报警模块能够对超出安全范围的电弧光和电流进行报警提醒，提高报警力度，进一步地避免产生的电弧光对靠近的人员造成伤害。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于后台监控的电弧光保护系统，其特征在于：包括弧光单元、互感单元、主控单元、通信单元和监控单元；

所述主控单元分别与弧光单元、互感单元和通信单元连接，所述通信单元与监控单元连接；

所述弧光单元实时检测开关柜内的电弧光，并将检测的电弧光发送至主控单元，所述互感单元将电流信息进行转换，并将转换的电流信息发送至主控单元，所述主控单元对接收的电弧光信息和电流信息进行分析、处理，并将处理的信息经通信单元发送至监控单元。

2.根据权利要求1所述的一种用于后台监控的电弧光保护系统，其特征在于：所述弧光单元包括至少一个电弧光传感器，用于对开关柜内的电弧光进行检测。

3.根据权利要求1所述的一种用于后台监控的电弧光保护系统，其特征在于：所述互感单元包括至少一个电流互感器。

4.根据权利要求1所述的一种用于后台监控的电弧光保护系统，其特征在于：所述主控单元包括母线弧光保护单元和馈线弧光保护单元，所述母线弧光保护单元和馈线弧光保护单元均包括电源模块、电流采集模块、光电转换模块、第一控制模块和执行机构；

所述第一控制模块为CPU处理器，分别与电源模块、电流采集模块、光电转换模块和执行机构连接；所述电源模块用于为第一控制模块提供电源；所述电流采集模块为电流传感器，与电流互感器连接，用于检测电流互感器输出的电流大小；所述光电转换模块为光电转换器，用于将电弧光传感器发送的光信号转换成相应的电信号。

5.根据权利要求4所述的一种用于后台监控的电弧光保护系统，其特征在于：所述主控单元还包括温度采集模块、湿度采集模块、第二控制模块和第一报警模块；所述第二控制模块为单片机，分别与母线弧光保护单元、馈线弧光保护单元、温度采集模块、湿度采集模块和第一报警模块连接；所述温度采集模块为温度传感器；所述湿度检测模块为湿度传感器；所述第一报警模块为蜂鸣器。

6.根据权利要求4所述的一种用于后台监控的电弧光保护系统，其特征在于：所述执行机构包括两路快速继电器和四路常规继电器，用于接收第一控制模块的控制指令，进而对电路的通断进行控制。

7.根据权利要求1所述的一种用于后台监控的电弧光保护系统，其特征在于：所述监控单元包括液晶显示器和第二报警模块，所述液晶显示器用于显示检测的温度、湿度、电流及电弧光转换的电信号参数；所述第二报警模块为声光报警器，其中，所述声报警为蜂鸣器，所述光报警为LED灯。