专利名称：一种高可靠性的母线室弧光监测与保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于对开关柜母线室的电弧光故障进行监测与保护的装置， 属保护技术领域。
背景技术：
开关柜内部弧光故障是配电系统中一种非常严重的短路故障，如果不采取及时有 效的监测和保护措施，往往会造成严重的经济损失。现有中低压开关柜电弧光监测与保护系统是通过弧光探头来对母线室进行弧光 监测的，它是在母线室的隔板上安装一个弧光探头，由弧光探头将母线室内的部分弧光汇 集起来，然后通过光纤将光信号传送到光电转换器，再由光电转换器将光信号转换为电信 号，微控制器根据该信号和电流互感器采集的电流信号来判断母线室是否存在弧光故障， 并输出继电器保护电路的控制信号。弧光探头的探测范围比较广，但同一光源位于以弧光 探头为中心的同一球面的不同位置时，弧光探头采集到的光照度却不同。例如在
图1中，光 源处于B点时弧光探头采集到的光照度要比光源处于A点时低得多，所以探头的安装位置 直接影响到弧光整定值的设定。由于现场具体情况复杂，探头安装位置多样，所以弧光整 定值现场设定比较繁琐，精准度也较低，若位置选择不当，发生故障时不能准确探测弧光信 号，容易发生拒动现象。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种易于安装和设定且不易发 生拒动的高可靠性的母线室弧光监测与保护装置。本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的一种高可靠性的母线室弧光监测与保护装置，构成中包括光带、与门、电流信号采 集电路、单片机和保护继电器，所述光带安装在被保护母线隔室内壁上，它所输出的光信号 经光电转换器转换成电信号后接与门的一个输入端，所述与门的另一输入端接电流信号采 集电路的输出端，输出端接单片机的P0.0端，所述保护继电器控制被监测母线的电源断路 器，其控制线圈接单片机的Pi. 0端。上述高可靠性的母线室弧光监测与保护装置，所述电流信号采集电路由三个电流 互感器和第一或门组成，所述三个电流互感器分别接被监测母线室的三个相线，它们的信 号输出端分别经一个信号调理电路后接第一或门的三个输入端，所述第一或门的输出端接 与门的输入端。上述高可靠性的母线室弧光监测与保护装置，构成中还包括电弧光故障报警电 路，所述电弧光故障报警电路由第二或门和LED报警灯组成，所述第二或门的两个输入端 分别接光带输出的光信号所转换成的电信号和第一或门的输出端，输出端接单片机的P0. 1 端，所述LED报警灯接单片机的Pl. 1端。本实用新型利用安装在母线隔室侧壁上的光带来采集隔室内的弧光信号，由于光带表面上任一点接收的光信号都可以传至端头，大大提高了本装置的探测范围以及光灵敏 度整定的精度，有效避免了保护装置拒动。本实用新型安装、设定方便，能够准确可靠地探 测母线室内的电弧光故障信号，具有很高的可靠性。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。图1是弧光探头的安装示意图；图2是本实用新型的电原理图。图中各标号为1、母线室隔板；2、弧光探头；3、光纤；4、连接器；G、光带；H、光电 转换器；P、电平调整电路；CT1、CT2、CT3、电流互感器；TL1、TL2、TL3、信号调理电路；U1、单 片机；U2、与门；U3、第一或门；U4、第二或门；J、保护继电器；LED、报警灯。
具体实施方式
本实用新型采用光带采集母线室弧光信号，光带既是光感元件又是光传输的媒 介。光带不仅能在其端头表面收集光信号，在光带表面上的任一点都可以接受光信号并传 输至端头。光带表面都好像安装了无数个微小感光探头，使光的检测范围大大增加，避免了 监测死角的形成。光带具有良好的柔韧性，光带探测范围内的光照度分布均勻。参看图1，光带G的一端接光电转换器H的输入端，光电转换器H将光带G所输出 的光信号转换成电信号，P是电平调整电路，U2是与门，P的输出信号接与门U2的一个输入 端，与来自电流信号采集电路的信号进行“与”运算。三个电流互感器CT1、CT2、CT3采集母 线三相电流信号，TLU TL2、TL3为信号调理电路，可以将CT1、CT2、CT3采集的交流信号整 流并进行电平调节，三相电流信号在第一或门U3内进行“或”运算后输入到与门U2与弧光 信号进行“与”运算。当出现弧光故障时，单片机通过P1.0端输出跳闸信号，使母线断电，防止故障进 一步扩大。同时报警灯LED点亮，发出报警信号。由图1可以看出，报警灯LED点亮时，不 一定有弧光故障，有可能是异常电流或光带接收到了干扰光信号而引发的，这时即使没有 跳闸，也应对开关柜进行检修。
权利要求一种高可靠性的母线室弧光监测与保护装置，其特征是，装置构成中包括光带(G)、与门(U2)、电流信号采集电路、单片机(U1)和保护继电器(J)，所述光带(G)安装在被保护母线隔室内壁上，它所输出的光信号经光电转换器(H)转换成电信号后接与门(U2)的一个输入端，所述与门(U2)的另一输入端接电流信号采集电路的输出端，输出端接单片机(U1)的P0.0端，所述保护继电器(J)控制被监测母线的电源断路器，其控制线圈接单片机(U1)的P1.0端。
2.根据权利要求1所述高可靠性的母线室弧光监测与保护装置，其特征是，所述电流 信号采集电路由三个电流互感器和第一或门(U3)组成，所述三个电流互感器分别接被监 测母线室的三个相线，它们的信号输出端分别经一个信号调理电路后接第一或门(U3)的 三个输入端，所述第一或门(U3)的输出端接与门(U2)的输入端。
3.根据权利要求1或2所述高可靠性的母线室弧光监测与保护装置，其特征是，构成中 还包括弧光故障报警电路，所述弧光故障报警电路由第二或门(U4)和LED报警灯组成，所 述第二或门(U4)的两个输入端分别接光带(G)输出的光信号所转换成的电信号和第一或 门(U3)的输出端，输出端接单片机(Ul)的P0. 1端，所述LED报警灯接单片机(Ul)的Pl. 1 端。
专利摘要一种高可靠性的母线室弧光监测与保护装置，用于对开关柜母线进行短路保护。其技术方案是它包括光带、与门、电流信号采集电路、单片机和保护继电器，所述光带安装在被保护母线隔室内壁上，它所输出的光信号经光电转换器转换成电信号后接与门的一个输入端，所述与门的另一输入端接电流信号采集电路的输出端，输出端接单片机的P0.0端，所述保护继电器控制被监测母线的电源断路器，其控制线圈接单片机的P1.0端。本实用新型安装、设定方便，能够准确可靠地探测母线室内的电弧光故障信号，具有很高的可靠性。
文档编号H02H7/22GK201623473SQ20102916001
公开日2010年11月3日 申请日期2010年2月8日 优先权日2010年2月8日
发明者刘辉, 渠永超, 禹江, 高丽琴 申请人:保定天威恒通电气有限公司