CN212693938U - 故障电弧监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种故障电弧监测装置，该装置包括：侧光光纤、光电传感器和监测电路，侧光光纤沿着被监测对象的电气线路的延伸方向敷设于电气线路，侧光光纤具有侧面和端面，侧面用于监测电气线路发出的电弧弧光信号，并通过端面发出；侧光光纤的端面与光电传感器的输入端连接，侧光光纤将电弧弧光信号传输至光电传感器；光电传感器的输出端与监测电路的输入端连接，光电传感器将接收到的电弧弧光信号转换为电弧电信号，并传输至监测电路，监测电路对电弧电信号进行处理。可以实现电气线路沿线故障电弧的全方位、无盲区的监测，且不受传统电学传感器算法复杂的影响，受干扰能力强，监测更加准确，有效的监测到电气线路的故障电弧的产生。

Description

故障电弧监测装置

技术领域

本实用新型涉及电子领域，尤其涉及一种故障电弧监测装置。

背景技术

电弧是气体的一种放电现象，也就是电流通过一些绝缘的介质，例如空气压等产生的瞬间火花。

在故障电弧产生时，其中心的温度很高，而且会有金属融化物被喷溅出来，产生的高温使得线路的绝缘层瞬间被融化，因此故障电弧是电气火灾的重要前期征兆。

传统的故障电弧监测手段有两种，一种是基于故障电弧光学特征的光学传感器，另一种是基于故障电弧电学(电压、电流波形)特征的电学类传感器。光学传感器是点式传感器，只能配置在开关柜等重点部位，不能够监测整条电气回路的故障电弧情况；电学传感器虽然可以监测整条电气回路的故障电弧，但由于故障电弧波形特征复杂多样，加之回路中多种负载的影响，致使电学传感器监测算法复杂，监测准确率较低。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种故障电弧监测装置，以解决传统光学传感器只能监测配置传感器的点部位的故障电弧，以及传统电学传感器算法复杂，监测准确率较低的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

第一方面，提供了一种故障电弧监测装置，该装置包括：侧光光纤、光电传感器和监测电路，

所述侧光光纤沿着被监测对象的电气线路的延伸方向敷设于所述电气线路，所述侧光光纤具有侧面和端面，所述侧面用于监测所述电气线路发出的电弧弧光信号，并通过所述端面发出；

所述侧光光纤的端面与所述光电传感器的输入端连接，所述侧光光纤将所述电弧弧光信号传输至所述光电传感器；

所述光电传感器的输出端与所述监测电路的输入端连接，所述光电传感器将接收到的电弧弧光信号转换为电弧电信号，并传输至所述监测电路，所述监测电路对所述电弧电信号进行处理。

可选地，所述电弧弧光信号为波长范围为280nm～400nm的紫外线。

可选地，所述侧光光纤为紫外侧光光纤。

可选地，所述光电传感器为紫外线传感器。

可选地，所述装置还包括：开关电路，所述开关电路设置在所述电气线路上，所述开关电路与所述监测电路的第一输出端连接，所述开关电路根据所述监测电路输出的所述电弧电信号执行断开或闭合。

可选地，所述装置还包括：报警电路，所述报警电路与所述监测电路的第二输出端连接。

可选地，所述监测电路包括：通信模块，所述通信模块将所述电弧电信号发送至监控中心。

在本实用新型实施例中，首先将侧光光纤沿着被监测对象的电气线路的延伸方向敷设于该电气线路，利用侧光光纤的侧面监测接收电气线路发出的电弧弧光信号，然后经侧光光纤的端面发出至光电传感器，光电传感器将该电弧弧光信号转换成电弧电信号传输至监测电路，最后监测电路对该电弧电信号进行处理。可以实现电气线路沿线故障电弧的全方位、无盲区的监测，且不受传统电学传感器算法复杂的影响，受干扰能力强，监测更加准确，有效的监测到电气线路的故障电弧的产生。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型的一个实施例提供的故障电弧监测装置的示意图；

图2是本实用新型的一个实施例提供的故障电弧监测方法的流程图。

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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种故障电弧监测装置，充分利用了侧光光纤的光学特性，能够实现电气线路沿线故障电弧的全方位、无盲区监测。较好地克服了传统光学手段不能沿电气线路线形布设的问题，以及传统电学手段算法复杂、易受干扰、测报符合率不高的问题。

如图1所示，为本实用新型提供的一种故障电弧监测装置的示意图。如图所示，该装置可以包括：侧光光纤、光电传感器和监测电路。

具体地，该侧光光纤沿着被监测对象的电气线路(图中未示出)的延伸方向敷设于电气线路，该侧光光纤具有侧面和端面，该侧面用于监测电气线路发出的电弧弧光信号，并通过端面发出；侧光光纤的端面与光电传感器的输入端连接，侧光光纤将上述电弧弧光信号传输至光电传感器；光电传感器的输出端与监测电路连接，监测电路对该电弧电信号进行处理。

在本实用新型实施例中，首先将侧光光纤沿着被监测对象的电气线路的延伸方向敷设于该电气线路，利用侧光光纤的侧面监测并接收电气线路发出的电弧弧光信号，然后经侧光光纤的端面发出至光电传感器，光电传感器将该电弧弧光信号转换成电弧电信号传输至监测电路，最后监测电路对该电弧电信号进行处理。可以实现电气线路沿线故障电弧的全方位、无盲区的监测，且不受传统电学传感器算法复杂的影响，受干扰能力强，监测更加准确，有效的监测到电气线路的故障电弧的产生。

在本实用新型的一个可能的实施方式中，上述电弧弧光信号为波长范围为280nm～400nm的紫外线。

相应地，侧光光纤为紫外侧光光纤。可以准确的接收到故障电弧发生时产生的紫外线。

进一步地，光电传感器为紫外线传感器。可以更好的接收紫外侧光光纤传输的紫外线。

在本实用新型实施例中，以紫外线光敏感元件作为光学接收器，可以较好地避免了因可见光造成的误动作。

在本实用新型的可能的实施方式中，监测电路对电弧电信号进行处理，可以是先对该电弧电信号进行判断，然后根据判断结果进行相应的动作，例如：在电弧电信号超出预设范围时，判断出该电弧为故障电弧，从而断开电气线路中的开关电路，以保证电气线路的安全，同时也可以发出报警信号，对电气线路附近的人员作出预警，还可以是将该电弧电信号发送至监控中心，以便监控中心作出相应处理，监控电路后续的处理可以有多种，本申请中不作一一阐述。

相应地，在本实用新型的一个可能的实施方式中，该故障电弧监测装置还可以包括开关电路。

具体地，该开关电路设置在电气线路上，该开关电路与监测电路的第一输出端连接，开关电路根据监测电路输出的电弧电信号执行断开或闭合。

在本实用新型实施例中，将开关电路设置于电气线路上，以便在电气线路出现故障电弧时，可以快速断开该开关电路，保证电气线路的安全。本实用新型实施例中的开关电路可以是快速接地开关，也可以是可控硅开关等，该类开关可以快速、低延时的响应监测电路的信号，可以更好的保护电气线路，避免故障电弧带来的危害。

在本实用新型的一个可能的实施方式中，该故障电弧监测装置还可以包括：报警电路。

具体地，该报警电路与监测电路的第二输出端连接。

在本实用新型实施例中，可以设置一个报警电路，以使得在产生故障电弧时发出警报，提示故障附近的人员，以确保附近人员的人身安全。

在本实用新型的一个可能的实时方式中，该故障电弧监测装置还可以包括通信模块。

具体地，该通信模块可以将电弧电信号发送至监控中心，以便监控中心更好的监控各电气线路上的电弧，并记录存储，以便后续的维修等。

本实用新型中的监测电路还可以实现一些其他的监测、处理功能，在本实用新型实施例中不再一一赘述。

本实用新型实施例提供的故障电弧监测装置，充分利用了侧光光纤的光学特性，能够实现电气线路沿线故障电弧的全方位、无盲区监测。较好地克服了传统光学手段不能沿电气线路线形布设的问题，以及传统电学手段算法复杂、易受干扰、测报符合率不高的问题。以紫外线光敏感元件作为光学接收器，可以较好地避免了因可见光造成的误动作。

如图2所示，为本实用新型提供的一种故障电弧监测方法的流程图。如图所示，该方法应用于上述实施例所述的故障电弧监测装置，该方法可以包括步骤S101至步骤S102所示的内容。

在步骤S101中，在侧光光纤的侧面接收到被监测对象的电气线路的电弧弧光信号的情况下，将该电弧弧光信号通过侧光光纤的端面发送至光电传感器。

在步骤S102中，通过光电传感器将电弧弧光信号转换为电弧电信号，传输至监测电路。

在本实用新型实施例中，在侧光光纤的侧面接收到被监测对象的电气线路的电弧弧光信号时，将电弧弧光信号通过侧光光纤的端面发送至光电传感器，然后光电传感器将光信号转换为电信号传输至监测电路。本实用新型实施例通过侧光光纤的侧面受光，端面出光，可以实现电气线路沿线故障电弧的全方位、无盲区的监测，且不受传统电学传感器算法复杂的影响，受干扰能力强，监测更加准确，有效的监测到电气线路的故障电弧的产生。

在本实用新型的一个可能的实施方式中，该方法还可以包括：通过监测电路判断电弧电信号是否处于预设范围；若电弧电信号未处于预设范围，则控制电气线路上的开关电路断开。

也就是，在监测到电信号超过某一范围时，说明电气线路产生的电弧为故障电弧，此时需要断开电气线路上的开关电路，以防止故障电弧对电气线路造成损害。

在本实用新型的一个可能的实施方式中，在监测电路判断电弧电信号是否处于预设范围之后，该方法还可以包括：若电弧电信号未处于预设范围，则控制报警电路进行报警。

也就是，在断开开关电路的同时，还可以发出报警，以提醒附近的人员该出产生故障电弧，注意安全。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。

Claims (7)

1.一种故障电弧监测装置，其特征在于，包括：侧光光纤、光电传感器和监测电路，

所述侧光光纤沿着被监测对象的电气线路的延伸方向敷设于所述电气线路，所述侧光光纤具有侧面和端面，所述侧面用于监测所述电气线路发出的电弧弧光信号，并通过所述端面发出；

所述侧光光纤的端面与所述光电传感器的输入端连接，所述侧光光纤将所述电弧弧光信号传输至所述光电传感器；

所述光电传感器的输出端与所述监测电路的输入端连接，所述光电传感器将接收到的电弧弧光信号转换为电弧电信号，并传输至所述监测电路，所述监测电路对所述电弧电信号进行处理。

2.根据权利要求1所述的故障电弧监测装置，其特征在于，所述电弧弧光信号为波长范围为280nm～400nm的紫外线。

3.根据权利要求2所述的故障电弧监测装置，其特征在于，所述侧光光纤为紫外侧光光纤。

4.根据权利要求3所述的故障电弧监测装置，其特征在于，所述光电传感器为紫外线传感器。

5.根据权利要求1所述的故障电弧监测装置，其特征在于，所述装置还包括：开关电路，所述开关电路设置在所述电气线路上，所述开关电路与所述监测电路的第一输出端连接，所述开关电路根据所述监测电路输出的所述电弧电信号执行断开或闭合。

6.根据权利要求1所述的故障电弧监测装置，其特征在于，所述装置还包括：报警电路，所述报警电路与所述监测电路的第二输出端连接。

7.根据权利要求1所述的故障电弧监测装置，其特征在于，所述监测电路包括：通信模块，所述通信模块将所述电弧电信号发送至监控中心。

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