一种用于弧光保护的弧光子单元的制作方法

本实用新型涉及一种用于弧光保护的弧光子单元。

背景技术：

电力系统的进线电源开关柜中由于各种的短路原因可引起弧光，弧光会以300m/s的速度爆发，摧毁途中的任何物质。只要系统中不断电，弧光就会一直存在。弧光短路所释放的巨大能量所产生的各种电弧效应，会对附近的工作人员造成严重的伤害。

因此需要采用弧光子单元对弧光进行监测，现有的弧光子单元其监测效果还有待提升。

技术实现要素：

为了克服现有弧光子单元的上述不足，本实用新型提供一种监测效果更好的用于弧光保护的弧光子单元。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：一种用于弧光保护的弧光子单元，包括紫外弧光探头、光电转换电路、微处理器，所述的微处理器具有AD转换模块和CAN通信模块，所述紫外弧光探头的输出端与所述的光电转换电路的输入端连接，所述光电转换电路的输出端与所述的AD转换模块的输入端连接；

还包括CAN收发器、CAN转光纤模块，所述的CAN通信模块与所述的CAN收发器连接，所述的CAN收发器与所述的CAN转光纤模块连接。

进一步，所述的光电转换电路为差分输出的信号采集电路。

进一步，所述的光电转换电路包括集成电路芯片U1，光电管D1、电容C3、电容C1、电阻R1；所述的光电管的反相端、电容C3的一端均与集成电路芯片U1的4号脚连接；所述的电容C1与集成电路芯片U1的5号引脚连接；所述的电阻R1与集成电路芯片U1的3号引脚连接；所述的微弱电流采集电路还包括电容C4、电阻R2、可调电阻VR1、电阻R15；所述的电容C4的一端、电阻R2的一端与集成电路芯片U1的4号引脚连接；所述的电容C4的另一端、可调电阻VR1的2号引脚及3号引脚与集成电路芯片U1的1号引脚连接；所述的电阻R2的另一端与可调电阻VR1的1号引脚连接；所述的光电管的正相端、电容C3的另一端、电容C1的另一端、电阻R1的另一端、集成电路芯片U1的2号引脚均与公共接地端连接；所述的电容C4的另一端、可调电阻VR1的2号引脚及3号引脚、集成电路芯片U1的1号引脚均与电阻R15的一端连接；所述的信号采集电路还包括运算放大器U2A、运算放大器U2B、电阻R14、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21，所述的运算放大器U2A的3号引脚、电阻R14的一端均与电阻R15的另一端连接；所述的电阻R17的一端、电阻R18的一端均与运算放大器U2A的2号引脚连接；所述的电阻R19的一端、电阻R20的一端均与运算放大器U2B的6号引脚连接；所述的电阻R21的一端与运算放大器U2B的5号引脚连接；所述的运算放大器U2A的4号引脚、运算放大器U2B的4号引脚均与公共接地端连接；所述的运算放大器U2A的8号引脚、运算放大器U2B的8号引脚均与电源10VDC连接；所述的电阻R21的另一端、精密互感器T1的3号引脚、电阻R16的另一端、双向TVS管D7的另一端均与均与电源5VDC连接；所述的电阻R17的另一端、电阻R19的另一端、运算放大器U2A的1号引脚均与正端差分信号 (ADIN+)连接；所述的电阻R18的另一端、电阻R20的另一端、运算放大器U2B的7号引脚均与负端差分信号(ADIN-)连接。

进一步，该弧光子单元包括指示灯，所述的指示灯与所述的微处理器连接。

进一步，所述的集成电路芯片U1为AD8615AUJZ-R2芯片。

进一步，所述的紫外弧光探头为GaN基紫外光探测器。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型可以安装在需要保护的位置附近，从弧光子单元到主控单元或弧光扩展单元仅需要一对普通单模通信光缆即可。弧光子单元可以直接接入主控单元或接入弧光扩展单元，每个弧光单元可接入十几个弧光探头，弧光单元的探头接口地址编号由其所连接位置决定。当系统发生弧光故障时，弧光单元收集来自弧光探头紫外光强度，进行阈值判定，然后将判定结果与探头编号地址一起传送给主控单元，检测效果更好。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

图2是本实用新型的光电转换电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1、图2，一种用于弧光保护的弧光子单元，包括紫外弧光探头1、光电转换电路2、微处理器3，所述的微处理器3具有AD转换模块4和CAN通信模块5，所述紫外弧光探头1的输出端与所述的光电转换电路2的输入端连接，所述光电转换电路2的输出端与所述的AD转换模块4的输入端连接；

还包括CAN收发器6、CAN转光纤模块7，所述的CAN通信模块5与所述的CAN收发器6连接，所述的CAN收发器6与所述的CAN转光纤模块7连接。

光电转换电路3对紫外弧光探1头获取的弧光强度，转换成可直接测量的电压信号，通过微处理器的AD转换模块4将模拟信号转化成数字信号，并与设定阈值进行比较，获取弧光判定结果，将判定结果与与探头编号地址通过CAN通信模块5、CAN收发器6、CAN转光纤模块7发送至主控单元，微处理器3将从CAN收发器6中获取主控单元的操作命令。

CAN转光纤模块7连接CAN收发器6，将CAN总线转换成为光纤进行不同模块之间通信，使用光纤进行通信，可以避免由于不同节点地电位不同引起的设备烧毁和强电磁感应、高电压引起的干扰，并可安全工作在要求防爆的环境中。

CAN收发器6连接微处理器的CAN通信模块5，将系统的通信转换成CAN总线通信方式；CAN通信具有实时性强，具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上，形成多主机局部网络，可靠的错误处理和检错机制，发送的信息遭到破坏后，可自动重发；节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能。

紫外弧光探头1安装在所测柜内各间隔中，可实现由简单到复杂、有选择性的保护。本实施例中所述的紫外弧光探头为GaN基紫外光探测器，GaN基紫外光探测器相较于传统的探测器具有以下优点：

①.半导体探测器，体积小，功耗低，实时性高，性能稳定，耐高

低温；②.直接紫外带隙响应，无需荧光转换，大幅提高了探测稳定性；③.无源工作模式，大大提高了系统的，鲁棒性和耐久性；④.GaN 不吸收可见光, GaN基紫外光探测器可以做到日盲, 不需要滤光系统，简化了探测器系统；⑤.不需要做成浅结, 这样可以大大提高量子效率，从而大大提升了紫外光探测器的响应度；⑥.GaN 的抗辐射能力很强，提升了器件的抗干扰能力，使器件可正常工作于各种恶劣极端环境。

本实施例中，所述的光电转换电路2为差分输出的信号采集电路，该光电转换电路包括集成电路芯片U1（本实施例中采用AD8615AUJZ-R2芯片）、光电管D1、电容C3、电容C1、电阻R1；所述的光电管的反相端、电容C3的一端均与集成电路芯片U1的4号脚连接；所述的电容C1与集成电路芯片U1的5号引脚连接；所述的电阻R1与集成电路芯片U1的3号引脚连接；所述的微弱电流采集电路还包括电容C4、电阻R2、可调电阻VR1、电阻R15；所述的电容C4的一端、电阻R2的一端与集成电路芯片U1的4号引脚连接；所述的电容C4的另一端、可调电阻VR1的2号引脚及3号引脚与集成电路芯片U1的1号引脚连接；所述的电阻R2的另一端与可调电阻VR1的1号引脚连接；所述的光电管的正相端、电容C3的另一端、电容C1的另一端、电阻R1的另一端、集成电路芯片U1的2号引脚均与公共接地端连接；所述的电容C4的另一端、可调电阻VR1的2号引脚及3号引脚、集成电路芯片U1的1号引脚均与电阻R15的一端连接；所述的信号采集电路还包括运算放大器U2A、运算放大器U2B、电阻R14、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21，所述的运算放大器U2A的3号引脚、电阻R14的一端均与电阻R15的另一端连接；所述的电阻R17的一端、电阻R18的一端均与运算放大器U2A的2号引脚连接；所述的电阻R19的一端、电阻R20的一端均与运算放大器U2B的6号引脚连接；所述的电阻R21的一端与运算放大器U2B的5号引脚连接；所述的运算放大器U2A的4号引脚、运算放大器U2B的4号引脚均与公共接地端连接；所述的运算放大器U2A的8号引脚、运算放大器U2B的8号引脚均与电源10VDC连接；所述的电阻R21的另一端、精密互感器T1的3号引脚、电阻R16的另一端、双向TVS管D7的另一端均与均与电源5VDC连接；所述的电阻R17的另一端、电阻R19的另一端、运算放大器U2A的1号引脚均与正端差分信号 (ADIN+)连接；所述的电阻R18的另一端、电阻R20的另一端、运算放大器U2B的7号引脚均与负端差分信号(ADIN-)连接。

本实施例中，该弧光子单元包括指示灯8，所述的指示灯8与所述的微处理器3连接。微处理器3将从CAN通信模块接收来自主控单元的命令，通过指示灯8进行指示输出,指示灯8用来指示弧光子单元与主控单元的连接状况与设备异常状况、现场异常状况等。