本實(shí)用新型屬于弧光保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種用于后臺監(jiān)控的電弧光保護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在我國，中、低壓母線短路故障中，重點(diǎn)設(shè)備和人員傷害主要有電弧光引起，然而，我國的大多數(shù)中低壓母線沒有設(shè)置快速母線保護(hù)，而只是采用了簡單的消弧裝置和變壓器后備保護(hù)。這些保護(hù)智能化較低，動作速度慢，往往會延長故障切除時(shí)間，從而進(jìn)一步擴(kuò)大設(shè)備損壞程度，甚至?xí)稹盎馃B營”的惡性事故，沖擊變壓器一次運(yùn)行，影響整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

電弧光的危害關(guān)柜內(nèi)的發(fā)生短路弧光的功率可高達(dá)100MW，電弧燃燒所產(chǎn)生的能量與電弧的燃燒時(shí)間及短路電流變化值呈指數(shù)倍增長，如圖1所示，燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓將會逐步摧毀元器件、銅排以及成列的開關(guān)柜，高明亮的弧光和有毒氣體對人體也有巨大的傷害。

電弧光產(chǎn)生的原因引起開關(guān)柜弧光短路故障的原因很多，一般分為以下五類：1)絕緣故障主要是柜中絕緣材料爬距不足，未滿足加強(qiáng)絕緣要求，在臟污環(huán)境，天氣潮濕下發(fā)生絕緣故障。另外，由于絕緣材料材質(zhì)缺陷，運(yùn)行年限較長的開關(guān)柜，在強(qiáng)電磁場作用下絕緣老化，也可能造成絕緣損壞而導(dǎo)致故障；2)載流回路不良由于一些接頭截面不夠，緊固螺栓松動，手車柜觸頭接觸不良，在大電流流過時(shí)引起發(fā)熱，冒火進(jìn)而引起相間，相對地?fù)舸┑鹊龋?)外來物體的進(jìn)入如小動物(老鼠等)進(jìn)入開關(guān)柜內(nèi)部，或維修人員在工作完成后將工具遺留在開關(guān)柜內(nèi)；4)認(rèn)為操作錯(cuò)誤如走錯(cuò)間隔，誤操作，未對工作區(qū)域進(jìn)行接地，未對工作區(qū)域進(jìn)行驗(yàn)電等；5)系統(tǒng)方面的原因如系統(tǒng)容量增大，接地方式改變，電纜應(yīng)用增多，保護(hù)及自控裝置配置不當(dāng)，系統(tǒng)諧振過電壓等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供的一種用于后臺監(jiān)控的電弧光保護(hù)系統(tǒng)，通過對母線弧光保護(hù)單元和饋線弧光保護(hù)單元采用模塊化，滿足不同復(fù)雜系統(tǒng)的電弧保護(hù)要求；通過主控單元能對檢測的電弧光進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對故障電弧的快速切斷，解決了電弧光故障切除時(shí)間慢，易造成電氣設(shè)備和人員傷害的問題。

本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于后臺監(jiān)控的電弧光保護(hù)系統(tǒng)，包括弧光單元、互感單元、主控單元、通信單元和監(jiān)控單元；

所述主控單元分別與弧光單元、互感單元和通信單元連接，所述通信單元與監(jiān)控單元連接；

所述弧光單元實(shí)時(shí)檢測開關(guān)柜內(nèi)的電弧光，并將檢測的電弧光發(fā)送至主控單元，所述互感單元將電流信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的電流信息發(fā)送至主控單元，所述主控單元對接收的電弧光信息和電流信息進(jìn)行分析、處理，并將處理的信息經(jīng)通信單元發(fā)送至監(jiān)控單元。

進(jìn)一步地，所述弧光單元包括至少一個(gè)電弧光傳感器，用于對開關(guān)柜內(nèi)的電弧光進(jìn)行檢測。

進(jìn)一步地，所述互感單元包括至少一個(gè)電流互感器。

進(jìn)一步地，所述主控單元包括母線弧光保護(hù)單元和饋線弧光保護(hù)單元，所述母線弧光保護(hù)單元和饋線弧光保護(hù)單元均包括電源模塊、電流采集模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊、第一控制模塊和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

所述第一控制模塊為CPU處理器，分別與電源模塊、電流采集模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊和執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接；所述電源模塊用于為第一控制模塊提供電源；所述電流采集模塊為電流傳感器，與電流互感器連接，用于檢測電流互感器輸出的電流大??；所述光電轉(zhuǎn)換模塊為光電轉(zhuǎn)換器，用于將電弧光傳感器發(fā)送的光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號。

進(jìn)一步地，所述主控單元還包括溫度采集模塊、濕度采集模塊、第二控制模塊和第一報(bào)警模塊；所述第二控制模塊為單片機(jī)，分別與母線弧光保護(hù)單元、饋線弧光保護(hù)單元、溫度采集模塊、濕度采集模塊和第一報(bào)警模塊連接；所述溫度采集模塊為溫度傳感器；所述濕度檢測模塊為濕度傳感器；所述第一報(bào)警模塊為蜂鳴器。

進(jìn)一步地，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括兩路快速繼電器和四路常規(guī)繼電器，用于接收第一控制模塊的控制指令，進(jìn)而對電路的通斷進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，所述監(jiān)控單元包括液晶顯示器和第二報(bào)警模塊，所述液晶顯示器用于顯示檢測的溫度、濕度、電流及電弧光轉(zhuǎn)換的電信號參數(shù)；所述第二報(bào)警模塊為聲光報(bào)警器，其中，所述聲報(bào)警為蜂鳴器，所述光報(bào)警為LED燈。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型通過對母線弧光保護(hù)單元和饋線弧光保護(hù)單元采用模塊化，能夠符合不同場合的電弧光保護(hù)，滿足復(fù)雜系統(tǒng)的電弧光保護(hù)要求；通過電弧傳感器和電流傳感器，能夠?qū)υO(shè)備中的電弧光和電流進(jìn)行采集，并將采集的信息發(fā)送至第一控制模塊，第一控制模塊同時(shí)對電弧光和電流信息進(jìn)行分析和處理，且發(fā)送控制指令至快速繼電器，具有處理速度快、效果佳的特點(diǎn)，大大減少電弧光故障對人員和設(shè)備的損壞，提高設(shè)備的使用壽命；通過溫度傳感器和濕度傳感器實(shí)時(shí)檢測設(shè)備中的溫濕度信息，并將檢測的信息經(jīng)通信模塊發(fā)送至監(jiān)控單元，保證設(shè)備中的環(huán)境參數(shù)滿足設(shè)備的工作需求；通過第一報(bào)警模塊和第二報(bào)警模塊能夠?qū)Τ霭踩秶碾娀」夂碗娏鬟M(jìn)行報(bào)警提醒，提高報(bào)警力度，進(jìn)一步地避免產(chǎn)生的電弧光對靠近的人員造成傷害。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為電弧光產(chǎn)生的能量與切除時(shí)間T的關(guān)系圖；

圖2為本實(shí)用性的局部連接示意圖；

圖3為本實(shí)用性的系統(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請參閱圖1所示，一種用于后臺監(jiān)控的電弧光保護(hù)系統(tǒng)，包括弧光單元、互感單元、主控單元、通信單元和監(jiān)控單元；

弧光單元，與主控單元連接，用于對電力系統(tǒng)中的電弧光進(jìn)行檢測，并將檢測的光信號發(fā)送至主控單元，其中弧光單元包括至少一個(gè)電弧光傳感器；

互感單元，與主控制單元連接，用于將電力系統(tǒng)中的大電流轉(zhuǎn)換成小電流，其中互感單元包括至少一個(gè)電流互感器；

主控單元，分別與執(zhí)行機(jī)構(gòu)和通信單元連接，用于對接收的電弧光信息和電流信息進(jìn)行分析、處理；主控單元包括母線弧光保護(hù)單元和饋線弧光保護(hù)單元，母線弧光保護(hù)單元和饋線弧光保護(hù)單元均包括電源模塊、電流采集模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊、第一控制模塊和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主控單元還包括溫度采集模塊、濕度采集模塊、第二控制模塊和第一報(bào)警模塊；

第一控制模塊為CPU處理器，分別與電源模塊、電流采集模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊和執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，電源模塊用于為第一控制模塊提供電源，電流采集模塊為電流傳感器，與電流互感器連接，用于檢測電流互感器輸出的電流大小；光電轉(zhuǎn)換模塊為光電轉(zhuǎn)換器，用于將電弧光傳感器發(fā)送的光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號；執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括兩路快速繼電器和四路常規(guī)繼電器，用于接收第一控制模塊的控制指令，實(shí)現(xiàn)對故障電弧的快速切斷，其中切斷的時(shí)間小于5ms；

第二控制模塊為單片機(jī)，分別與母線弧光保護(hù)單元、饋線弧光保護(hù)單元、溫度采集模塊、濕度采集模塊和第一報(bào)警模塊連接；溫度采集模塊為溫度傳感器，用于檢測設(shè)備內(nèi)的溫度信息；濕度檢測模塊為濕度傳感器，用于檢測設(shè)備內(nèi)的濕度信息；第一報(bào)警模塊為蜂鳴器，用于進(jìn)行報(bào)警提醒；

通信單元為以太網(wǎng)通信或RS485通信，與監(jiān)控單元連接，用于將檢測的光電信號及報(bào)警信號發(fā)送監(jiān)控單元；

監(jiān)控單元包括液晶顯示器和第二報(bào)警模塊，液晶顯示器用于顯示檢測的溫度、濕度、電流及電弧光轉(zhuǎn)換的電信號參數(shù)；第二報(bào)警模塊為聲光報(bào)警器，其中聲報(bào)警為蜂鳴器，光報(bào)警為LED燈閃爍。

電弧光傳感器安裝在開關(guān)柜內(nèi)，用于實(shí)時(shí)檢測電弧光信息，并將檢測的電弧光信息經(jīng)光纖發(fā)送至光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，并將轉(zhuǎn)換的電信號發(fā)送至第一控制模塊，第一控制模塊對電信號進(jìn)行分析；電流采集模塊實(shí)時(shí)采集經(jīng)電流互感器輸出的電流信息，并將采集的電流信息發(fā)送至第一控制模塊，第一控制模塊對電流進(jìn)行分析，若電弧光傳感器和電流傳感器檢測的數(shù)據(jù)均超過安全參數(shù)時(shí)，則第一控制模塊發(fā)送控制指令至快速繼電器，快速繼電器控制電弧光進(jìn)行快速切斷，進(jìn)而完成故障切除，實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備的保護(hù)，同時(shí)第一控制模塊發(fā)送檢測信號至第二控制模塊，第二控制模塊發(fā)出報(bào)警信號至第一報(bào)警模塊，第一報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警提醒；

在此過程中溫度傳感器和濕度傳感器實(shí)時(shí)檢測開關(guān)柜內(nèi)的溫濕度信息，并將檢測的溫濕度信息發(fā)送至第二控制模塊，第二控制模塊將接收的溫度、濕度、電流及電弧光轉(zhuǎn)換的電信號參數(shù)發(fā)送至液晶顯示器，液晶顯示器顯示接收的參數(shù)信息，同時(shí)第二報(bào)警模塊發(fā)出聲光報(bào)警提醒，用于提醒工作人員及時(shí)進(jìn)行維修。

本實(shí)用新型通過對母線弧光保護(hù)單元和饋線弧光保護(hù)單元采用模塊化，能夠符合不同場合的電弧光保護(hù)，滿足復(fù)雜系統(tǒng)的電弧光保護(hù)要求；通過電弧傳感器和電流傳感器，能夠?qū)υO(shè)備中的電弧光和電流進(jìn)行采集，并將采集的信息發(fā)送至第一控制模塊，第一控制模塊同時(shí)對電弧光和電流信息進(jìn)行分析和處理，且發(fā)送控制指令至快速繼電器，具有處理速度快、效果佳的特點(diǎn)，大大減少電弧光故障對人員和設(shè)備的損壞，提高設(shè)備的使用壽命；通過溫度傳感器和濕度傳感器實(shí)時(shí)檢測設(shè)備中的溫濕度信息，并將檢測的信息經(jīng)通信模塊發(fā)送至監(jiān)控單元，保證設(shè)備中的環(huán)境參數(shù)滿足設(shè)備的工作需求；通過第一報(bào)警模塊和第二報(bào)警模塊能夠?qū)Τ霭踩秶碾娀」夂碗娏鬟M(jìn)行報(bào)警提醒，提高報(bào)警力度，進(jìn)一步地避免產(chǎn)生的電弧光對靠近的人員造成傷害。

以上內(nèi)容僅僅是對本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。