本发明涉及中高压直流配电柜弧光保护技术领域，具体涉及基于压力保护的弧光监测保护系统。
背景技术：
目前，广泛应用在船舶、石化、电力等领域的电力设备保护装置多为弧光监测和电流过流监测两种手段与逻辑控制器，这种方法对于中高压直流配电系统串弧监测保护效果并不好。
传统的弧光保护装置由四个模块组成：弧光监测模块、电流过流保护模块、与逻辑控制器和断路器执行机构。弧光监测模块通过感光传感器采集弧光信号，电流过流保护模块通过监测瞬时电流值，达到若干倍正常电流值输出异常信号，上述两个模块的输出在与逻辑控制器输出弧光报警信号，断路器执行机构收到控制器的弧光报警信号通过脱扣器执行电路切断，完成弧光监测保护工作。
这种弧光监测保护手段存在四个弊端：一是弧光监测模块易受可见光等光源干扰，发出误报警信号；二是电流过流保户模块没有考虑负载变化导致电流波形峰峰值畸变，从而误报或者不报，另外若配电柜中的出现的故障电弧为串弧，其断断续续、光强度较低、电弧光的能量主要集中在300～400nm的紫外光波段，但不处理的话长时间存在，但是串弧由于光强度较低、能量较低可能无法产生较为明显的电流波形峰峰值的畸变，因此导致对串弧的漏报；三是脱扣器动作周期长，无法实现有效的保护；四是当弧光爆炸产生时无法有效抑制其对周围人身及财产的二次伤害。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了基于压力保护的弧光监测保护系统，能够针对封闭配电柜中故障电弧进行准确、有效的监测，且快速接地开关动作周期，能够实现有效的保护。
本发明的技术方案为：
基于压力保护的弧光监测保护系统，系统设置于封闭的配电柜内；该装置包括：弧光传感器、压力传感器、快速接地开关以及中央处理模块。
弧光传感器为光纤线缆，弧光传感器在配电柜内蛇形铺设；
压力传感器为单晶硅压力开关，压力传感器在配电柜内部采用多点冗余的形式布置。
快速接地开关设置于配电柜的出线回路中。
中央处理模块包括DSP处理器、弧光信号处理单元、压力信号处理单元。
弧光信号处理单元，配置用于由弧光传感器获取弧光信号，对弧光信号进行频谱分析，判断弧光信号是否属于300～400nm的紫外光波段或者500～600nm的可见光波段，若是，则判定配电柜中出现故障电弧，否则判定配电柜中未出现故障电弧，弧光信号处理单元的判定结果送入DSP处理器。
压力信号处理单元，配置用于由压力传感器获取压力信号，判断压力信号的单位时间增加量是否超过设定的增加量阈值，若是，则判定配电柜中压力骤增，否则判定配电柜中未出现压力骤增，压力信号处理单元的判定结果送入DSP处理器。
DSP处理器，配置用于对弧光信号处理单元的判定结果以及述压力信号处理单元的判定结果进行与逻辑判定，即若配电柜中出现故障电弧，且配电柜中压力骤增，则发送接地指令给快速接地开关，控制快速接地开关接地。
进一步地，系统还包括单向泄压阀，所述单向泄压阀设置在所述配电柜的柜体上，所述单向泄压阀设定为在所述配电柜的压力超过设定的压力阈值时自动打开。
进一步地，光线线缆为聚合物光纤POF或者石英光纤SOF。
有益效果：
1、本发明实施例所提供的弧光监测保护系统，在执行保护动作之前，对弧光信号进行频谱分析，仅针对性地对弧光频谱范围内的弧光信号进行处理，避免了可见光干扰，实现了对弧光的准确的监测；同时结合压力信号，针对光强度较低、能量较低的串弧依旧具有准确的监测性能。因此本发明实现了针对封闭配电柜中弧光进行准确、有效的监测。本发明中采用快速接地开关执行保护动作，其相比于脱扣器动作周期短，10ms以内即可完成保护动作，因此具有更有效的保护效果。
2、本发明实施例提供的弧光监测保护系统，其中的高压配电柜均防止灰尘水汽影响，采用密封结构，但发生故障电弧时，高温高压无法卸载，当压力达到柜体可以承受的临界时，柜体爆炸的能量会对附近的设备和经过的人造成二次冲击伤害，因此本发明加装了单向泄压阀，平时能保证柜内密封需求，一旦压力达到单向泄压阀打开设定值，阀门打开泄压，保证配电柜内不过压，避免了柜体爆炸造成的二次伤害。
附图说明
图1为本发明是实力提供的基于压力保护的弧光监测保护系统组成框图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
请参考图1，图1示出了本发明实施例提供的基于压力保护的弧光监测保护系统的组成框图。
该系统设置于封闭的配电柜内；该装置包括：弧光传感器、压力传感器、快速接地开关以及中央处理模块。
弧光传感器为光纤线缆，弧光传感器在配电柜内蛇形铺设；本发明实施例中，光线线缆一般选择POF(聚合物光纤)就能满足弧光监测需求，若不考虑成本，SOF(石英光纤)可以实现99％以上的透光率及小于20Db\km的衰减率。
压力传感器为单晶硅压力开关，压力传感器在配电柜内部采用多点冗余的形式布置。即可以在配电柜内设置多个压力传感器，每个压力传感器获得的压力信号均传送至压力信号处理单元中。
快速节点开关设置于配电柜的出线回路中。
中央处理模块包括DSP处理器、弧光信号处理单元、压力信号处理单元；
弧光信号处理单元，配置用于由弧光传感器获取弧光信号，对弧光信号进行频谱分析，判断弧光信号是否属于300～400nm的紫外光波段或者500～600nm的可见光波段，若是，则判定配电柜中出现故障电弧，否则判定配电柜中未出现故障电弧，弧光信号处理单元的判定结果送入DSP处理器。
当不同形式(串弧、并弧)的故障电弧发生的时，弧光的频谱和温度是不一样的，串弧一般断断续续、光强度较低、电弧光的能量主要集中在300～400nm的紫外光波段，但不处理的话长时间存在；而并弧则是短时间释放能量、光强度、温度极高、电弧光的能量主要集中在300～400nm的紫外光波段和500～600nm的可见光波段，且70％以上的电弧光能量处在为紫外光波段。因此本发明是谁中对弧光信号进行频谱分析，主要判断弧光信号是否属于300～400nm的紫外光波段或者500～600nm的可见光波段。
压力信号处理单元，配置用于由压力传感器获取压力信号，判断压力信号的单位时间增加量是否超过设定的增加量阈值(本发明实施例中该增加量阈值可以根据经验值进行设定)，若是，则判定配电柜中压力骤增，否则判定配电柜中未出现压力骤增，压力信号处理单元的判定结果送入DSP处理器。本发明实施例中若压力传感器在配电柜内部采用多点冗余的形式布置，则可选取获得的多个压力信号的平均值作为处理对象。
DSP处理器，配置用于对弧光信号处理单元的判定结果以及述压力信号处理单元的判定结果进行综合判定，若配电柜中出现故障电弧，且配电柜中压力骤增，则发送接地指令给快速接地开关，控制快速接地开关接地。
本发明实施例所提供的弧光监测保护系统，在执行保护动作之前，对弧光信号进行频谱分析，仅针对性地对弧光频谱范围内的弧光信号进行处理，避免了可见光干扰，实现了对弧光的准确的监测；同时结合压力信号，针对光强度较低、能量较低的串弧依旧具有准确的监测性能。因此本发明实现了针对封闭配电柜中弧光进行准确、有效的监测。本发明中采用快速接地开关执行保护动作，其相比于脱扣器动作周期短，10ms以内即可完成保护动作，因此具有更有效的保护效果。
本发明实施例中，系统还包括单向泄压阀，所述单向泄压阀设定为在所述配电柜的压力超过设定的压力阈值时自动打开。本发明实施例中该压力阈值可以根据经验值进行设定，可设定为配电柜最高能够承受的压力值。
本发明实例中提供的弧光监测保护装置，其中的高压配电柜均防止灰尘水汽影响，采用密封结构，但发生故障电弧时，高温高压无法卸载，当压力达到柜体可以承受的临界时，柜体爆炸的能量会对附近的设备和经过的人造成二次冲击伤害，因此本发明加装了单向泄压阀，平时能保证柜内密封需求，一旦压力达到单向泄压阀打开设定值，阀门打开泄压，保证配电柜内不过压，避免了柜体爆炸造成的二次伤害。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。