本實用新型涉及一種電弧光檢測裝置和開關(guān)柜。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)行的中國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(例如，GB/T 2900.1、GB/T 2900.17、GB/T 2900.49)中，進(jìn)行了與電弧光保護(hù)相關(guān)的一系列規(guī)定。例如，期望的電弧光保護(hù)動作門檻值的范圍被設(shè)定為相對較低的5-20klux或1-10mW/cm²?，F(xiàn)有的電弧光傳感器(例如，SIP5型弧光傳感器)通常是基于可見光檢測的。因此，當(dāng)將現(xiàn)有的電弧光傳感器的電弧光保護(hù)動作門檻值設(shè)定為5-20klux或1-10mW/cm²時，基于可見光檢測的現(xiàn)有的電弧光傳感器很容易受到環(huán)境自然光的影響，并因此給出錯誤的弧光檢測結(jié)果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在提供一種可以解決上述和/或其他技術(shù)問題的電弧光檢測裝置和開關(guān)柜。

在一個示例性實施例中，提供了一種電弧光檢測裝置，所述電弧光檢測裝置包括一光接收頭，一導(dǎo)光器件和一主體，其中，光接收頭被設(shè)置為暴露于電弧光，并被構(gòu)造為接收電弧光，對接收的電弧光進(jìn)行濾波以得到第一光，并將濾波得到的第一光轉(zhuǎn)換為波長與第一光的波長不同的第二光，導(dǎo)光器件連接在光接收頭和主體之間，導(dǎo)光器件包括一第一導(dǎo)光器件和一第二導(dǎo)光器件，第一導(dǎo)光器件被構(gòu)造為接收參考光并將參考光提供到第二導(dǎo)光器件，第二導(dǎo)光器件被構(gòu)造為接收第二光和參考光并將第二光和參考光提供到主體，主體被構(gòu)造為接收來自第二導(dǎo)光器件的光，并將接收的光轉(zhuǎn)換為電信號。

因此，根據(jù)示例性實施例的電弧光檢測裝置可以準(zhǔn)確地確定是否出現(xiàn)電弧光現(xiàn)象，并可以防止或最小化環(huán)境中的自然光對于電弧光檢測的影響，以最大程度地避免將環(huán)境中的自然光檢測為電弧光的錯誤發(fā)生。

光接收頭包括：一光接收區(qū)域，位于光接收頭的表面處，光接收區(qū)域包括一濾波器，濾波器被構(gòu)造為接收電弧光，并對接收的電弧光進(jìn)行濾波以允許電弧光中包括的第一光通過濾波器并進(jìn)入光接收頭內(nèi)部；一光結(jié)合區(qū)域，位于光接收頭的內(nèi)部，光結(jié)合區(qū)域包括一光轉(zhuǎn)換器，光轉(zhuǎn)換器被構(gòu)造為接收來自濾波器的第一光，并將接收的第一光轉(zhuǎn)換為第二光。第一光是紫外光，濾波器包括允許紫外光通過的一紫外光濾波器。第二光是可見光，光轉(zhuǎn)換器包括將紫外光轉(zhuǎn)換為可見光的一熒光材料。光轉(zhuǎn)換器被構(gòu)造為圍繞光結(jié)合區(qū)域。

因為光接收頭可以將紫外光轉(zhuǎn)換為可見光，所以電弧光檢測裝置的諸如導(dǎo)光器件和主體可以采用引導(dǎo)和感測可見光的元件，從而降低了成本，簡化了結(jié)構(gòu)。

第一導(dǎo)光器件的第一端部和第二導(dǎo)光器件的第一端部設(shè)置在光結(jié)合區(qū)域中，從而第二導(dǎo)光器件的第一端部接收來自第一導(dǎo)光器件的第一端部的參考光，并將接收的參考光提供到主體，并且第二導(dǎo)光器件的第一端部接收來自光轉(zhuǎn)換器的第二光，并將接收的第二光提供到主體。第一導(dǎo)光器件的第一端部和第二導(dǎo)光器件的第一端部被設(shè)置為在光結(jié)合區(qū)域中彼此相對。第一導(dǎo)光器件和第二導(dǎo)光器件分別包括一光纖。

因此，根據(jù)示例性實施例的電弧光檢測裝置可以具有簡單的結(jié)構(gòu)和降低的成本，并可以通過在現(xiàn)有的電弧光檢測裝置(例如，SIP5型弧光傳感器)進(jìn)行改造而得到。

主體包括：一參考光產(chǎn)生單元，被構(gòu)造為產(chǎn)生參考光，并將產(chǎn)生的參考光提供到第一導(dǎo)光器件。第一導(dǎo)光器件的第二端部設(shè)置在主體中以從參考光產(chǎn)生單元接收參考光。主體還包括：一處理單元，被構(gòu)造為控制參考光產(chǎn)生單元周期性地產(chǎn)生具有預(yù)定的波長的參考光。

因此，根據(jù)示例性實施例的電弧光檢測裝置可以進(jìn)行自檢，以確定自身是否出現(xiàn)錯誤。

主體包括：一光檢測單元，被構(gòu)造為接收來自第二導(dǎo)光器件的光，并將接收的光轉(zhuǎn)換為電信號。第二導(dǎo)光器件的第二端部設(shè)置在主體中以將參考光和第二光提供到光檢測單元。光檢測單元包括將光轉(zhuǎn)換為電信號的一光電傳感器。主體還包括：一處理單元，被構(gòu)造為接收來自光檢測單元的電信號，并在確定接收的電信號的幅值不同于與參考光對應(yīng)的電信號的幅值時確定出現(xiàn)電弧光。

因此，根據(jù)示例性實施例的電弧光檢測裝置可以準(zhǔn)確地確定是否出現(xiàn)電弧光，并可以因此具有較低的電弧光保護(hù)動作門檻值范圍，例如，符合中國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的較低的電弧光保護(hù)動作門檻值范圍5-20klux或1-10mW/cm²。

根據(jù)另一個示例性實施例，提供了一種開關(guān)柜，所述開關(guān)柜包括：一箱體，被構(gòu)造為容納輸電電纜和與輸電電纜連接的開關(guān)；至少一個如上所述的電弧光檢測裝置，其中，所述至少一個電弧光檢測裝置的光接收頭設(shè)置在箱體中以接收箱體中產(chǎn)生的電弧光。所述開關(guān)柜包括：電纜隔室，被構(gòu)造為容納輸電電纜；開關(guān)室，與電纜隔室分開，并被構(gòu)造為容納開關(guān)，其中，所述至少一個電弧光檢測裝置包括光接收頭設(shè)置在電纜隔室中的電弧光檢測裝置和光接收頭設(shè)置在開關(guān)室中的電弧光檢測裝置。所述開關(guān)柜包括空氣絕緣開關(guān)柜。

因此，根據(jù)示例性實施例的開關(guān)柜可以準(zhǔn)確地檢測是否出現(xiàn)電弧光，從而可以進(jìn)行相應(yīng)地警告或保護(hù)，從而滿足中國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍，其中：

圖1是示出根據(jù)示例性實施例的電弧光檢測裝置的示意性框圖；

圖2是示出根據(jù)示例性實施例的光接收頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是示出根據(jù)示例性實施例的主體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是示出根據(jù)示例性實施例的開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是示出根據(jù)示例性實施例的開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

10光接收頭10；30導(dǎo)光器件；50主體

11光接收區(qū)域；13光結(jié)合區(qū)域；110濾波器；130光轉(zhuǎn)換器

310第一導(dǎo)光器件；330第二導(dǎo)光器件330

510參考光產(chǎn)生單元；530光檢測單元；550處理單元

1、1-1、1-3、……、1-n箱體；3、3-1、3-3、……、3-m電弧光檢測裝置

具體實施方式

為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型的具體實施方式。

圖1是示出根據(jù)示例性實施例的電弧光檢測裝置的示意性框圖。如圖1中所示，根據(jù)示例性實施例的電弧光檢測裝置可以包括光接收頭10，導(dǎo)光器件30和主體50。

光接收頭10可以被設(shè)置為暴露于電弧光。例如，光接收頭10可以設(shè)置于需要檢測電弧光以進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)的輸電母線段的主變中/低壓側(cè)進(jìn)線柜或PT柜?？梢栽诠癖诨蚬耖T處開孔安裝光接收頭10，以使可能發(fā)生在柜內(nèi)的電弧光照射到光接收頭10。

光接收頭10可以接收發(fā)生在輸電母線(線纜)和/或與輸電母線連接的開關(guān)之間的發(fā)生的電弧放電所產(chǎn)生的閃光(即，電弧光)。為了防止電弧光檢測裝置將環(huán)境中的其他光(例如，陽光、燈光等)檢測為電弧光，光接收頭10可以對接收的光進(jìn)行濾波，以得到具有特定波長的第一光。然后，光接收頭10可以將濾波得到的第一光轉(zhuǎn)換為波長與第一光的波長不同的第二光。例如，第二光的波長可以長于第一光的波長。這里，第一光可以是紫外光，第二光可以是可見光。因此，光接收頭10可以過濾掉可見光而僅允許紫外光通過，從而防止電弧光檢測裝置將除了電弧光之外的例如環(huán)境中的可見光錯誤地檢測為電弧光。此外，因為光接收頭10可以將紫外光轉(zhuǎn)換為可見光，所以電弧光檢測裝置的諸如導(dǎo)光器件30和主體50可以采用引導(dǎo)和感測可見光的元件，從而降低了成本，簡化了結(jié)構(gòu)。然而，示例性實施例不限于此，可以根據(jù)應(yīng)用場合和實際情況來選擇第一光和第二光的波長，例如，第一光和第二光可以為波長不同的可見光，例如紫光和紅光，從而通過傳輸波長更長的第二光來減小光傳輸過程中的損失。

圖2是示出根據(jù)示例性實施例的光接收頭10的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2中所示，光接收頭10可以包括光接收區(qū)域11和光結(jié)合區(qū)域13。

光接收區(qū)域11可以位于光接收頭10的表面處。如圖2中所示，光接收區(qū)域11可以包括濾波器110。濾波器110可以接收電弧光，并可以對接收的電弧光進(jìn)行濾波，以允許電弧光中包括的第一光(例如，紫外光)通過濾波器110并進(jìn)入光接收頭內(nèi)部。具體地講，當(dāng)?shù)谝还馐亲贤夤鈺r，濾波器110可以包括允許紫外光通過的紫外光濾波器。

光結(jié)合區(qū)域13可以位于光接收頭10的內(nèi)部中。如圖2中所示，光結(jié)合區(qū)域13可以包括光轉(zhuǎn)換器130。光轉(zhuǎn)換器130可以接收來自濾波器110的第一光，并可以將接收的第一光轉(zhuǎn)換為第二光(例如，可見光)。具體地講，當(dāng)?shù)谝还馐亲贤夤馇业诙馐强梢姽鈺r，光轉(zhuǎn)換器130可以包括將紫外光轉(zhuǎn)換為可見光的熒光材料。在圖2中將光轉(zhuǎn)換器示130示出為設(shè)置在光結(jié)合區(qū)域13的與濾波器110對應(yīng)的位置處的包括熒光材料的元件。然而，示例性實施例不限于此，例如，光轉(zhuǎn)換器130可以為包括通過涂覆而形成為全部或部分圍繞光結(jié)合區(qū)域13的熒光材料(未示出)。

導(dǎo)光器件30可以連接在光接收頭10和主體50之間。導(dǎo)光器件30可以包括第一導(dǎo)光器件310和第二導(dǎo)光器件330。第一導(dǎo)光器件310和第二導(dǎo)光器件330可以彼此分開并光結(jié)合在一起。例如，第一導(dǎo)光器件310可以接收參考光并將接收的參考光提供到第二導(dǎo)光器件330，第二導(dǎo)光器件330可以接收來自第一導(dǎo)光器件310的參考光并將參考光提供到主體50。此外，第二導(dǎo)光器件330可以接收第二光，并可以將第二光提供到主體50。這里，參考光也可以為可見光。例如，參考光的波長可以與第二光的波長不同，從而電弧光檢測裝置可以根據(jù)參考光進(jìn)行自檢，這將在下文中進(jìn)行更詳細(xì)地描述。

第一導(dǎo)光器件310的第一端部和第二導(dǎo)光器件330的第一端部可以設(shè)置在光結(jié)合區(qū)域13中，從而彼此光結(jié)合。此外，設(shè)置在光結(jié)合區(qū)域13中的第二導(dǎo)光器件330的第一端部可以與光轉(zhuǎn)換器130光結(jié)合，從而接收來自光轉(zhuǎn)換器130的第二光。在一個示例性實施例中，如圖2中所示，第一導(dǎo)光器件310的第一端部和第二導(dǎo)光器件330的第一端部被設(shè)置為在光結(jié)合區(qū)域13中彼此相對。這樣，第一導(dǎo)光器件310可以通過第一端部將參考光提供到第二導(dǎo)光器件330的第一端部。第二導(dǎo)光器件330的第一端部可以接收來自第一導(dǎo)光器件310的第一端部的參考光，并可以將接收的參考光提供到主體50。此外，第二導(dǎo)光器件330的第一端部可以接收來自光轉(zhuǎn)換器130的第二光，并可以將接收的第二光提供到主體50。在一個具體的實施方式中，第一導(dǎo)光器件310和第二導(dǎo)光器件330可以分別包括一個或多個光纖，例如，塑料光纖。

主體50可以接收來自第二導(dǎo)光器件330的光，例如，第二光和參考光。主體50可以將接收的光轉(zhuǎn)換為電信號。為了進(jìn)行電弧光檢測裝置的自檢，主體50還可以產(chǎn)生參考光，并可以將產(chǎn)生的參考光提供到第一導(dǎo)光器件310。此外，主體50還可以控制參考光的產(chǎn)生和/或在確定轉(zhuǎn)換的電信號的幅值不同于與參考光對應(yīng)的電信號的幅值時確定出現(xiàn)電弧光。下面將參照圖3來具體描述主體50的結(jié)構(gòu)。

圖3是示出根據(jù)示例性實施例的主體50的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3中所示，主體50可以包括參考光產(chǎn)生單元510、光檢測單元530和處理單元550。

參考光產(chǎn)生單元510可以產(chǎn)生參考光，并可以將產(chǎn)生的參考光提供到第一導(dǎo)光器件310。為此，第一導(dǎo)光器件310的第二端部可以設(shè)置在主體50中以從參考光產(chǎn)生單元510接收參考光。在一個示例性實施例中，參考光產(chǎn)生單元510可以包括發(fā)射具有預(yù)定波長的可見光的發(fā)光裝置(例如，發(fā)光二極管)。

光檢測單元530可以接收來自第二導(dǎo)光器件330的光，并可以將接收的光轉(zhuǎn)換為電信號。為此，第二導(dǎo)光器件330的第二端部可以設(shè)置在主體50中以將參考光和第二光提供到光檢測單元530。在一個示例性實施例中，光檢測單元530可以包括將光轉(zhuǎn)換為電信號光電傳感器(例如，光電二極管)。

處理單元550可以連接到參考光產(chǎn)生單元510，并可以控制參考光產(chǎn)生單元510周期性地產(chǎn)生具有預(yù)定的波長的參考光。例如，處理單元550可以控制參考光產(chǎn)生單元550產(chǎn)生波長與第二光的波長不同的參考光。此外，處理單元550可以連接到光檢測單元530，從而接收來自光檢測單元530的電信號。因為參考光的波長與第二光的波長可以彼此不同，所以經(jīng)光檢測單元530轉(zhuǎn)換之后的與參考光對應(yīng)的電信號和經(jīng)光檢測單元530轉(zhuǎn)換之后的與第二光對應(yīng)的電信號的幅值可以彼此不同。因此，當(dāng)處理單元550確定接收的電信號的幅值不同于與參考光對應(yīng)的電信號的幅值時，處理單元550可以確定光檢測單元530檢測到的光是與電弧光對應(yīng)的第二光，從而確定出現(xiàn)電弧光。這里，與參考光對應(yīng)的電信號的幅值可以預(yù)先存儲在處理單元550或另外的存儲單元(未示出)中。

此外，根據(jù)示例性實施例，電弧光檢測裝置可以利用參考光進(jìn)行自檢。例如，當(dāng)處理單元550確定長達(dá)超過參考光產(chǎn)生單元510的用于產(chǎn)生參考光的周期的時間段內(nèi)沒有接收到與參考光對應(yīng)的電信號時，處理單元550可以確定電弧光檢測裝置出現(xiàn)錯誤。

這里，處理單元550可以被實現(xiàn)為諸如中央處理器(CPU)、微處理器、現(xiàn)場可編程門陣列等具有處理和/或控制功能的硬件或軟件。

圖4是示出示出根據(jù)示例性實施例的開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4中所示，根據(jù)示例性實施例的開關(guān)柜可以包括箱體1和如上所述的電弧光檢測裝置3。這里，開關(guān)柜可以為空氣絕緣開關(guān)柜。

箱體1可以容納輸電電纜(母線)和與輸電電纜連接的開關(guān)(未示出)。電弧光檢測裝置3可以檢測箱體1中是否出現(xiàn)了電弧光現(xiàn)象。為此，電弧光檢測裝置3的光接收頭10可以設(shè)置在箱體中，以接收箱體1中產(chǎn)生的電弧光。例如，光接收頭10可以安裝在箱體1的壁或門的孔中。此外，主體50可以安裝在箱體1中或者如圖4中所示地安裝為與箱體1分開，并通過導(dǎo)光器件30與光接收頭10光連接。

圖5是示出示出根據(jù)另一示例性實施例的開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4中所示，根據(jù)示例性實施例的開關(guān)柜可以包括箱體1-1、1-3、……1-n和多個如上所述的電弧光檢測裝置3-1、3-3、……、3-m。這里，開關(guān)柜可以為空氣絕緣開關(guān)柜。

箱體1-1、1-3、……1-n可以包括多個室，例如，電纜隔室1-1、開關(guān)室1-3等。電纜隔室1-1可以容納輸電電纜(未示出)，開關(guān)室1-3可以與電纜隔室分開，并可以容納電連接到電纜的開關(guān)(未示出)。

多個電弧光檢測裝置3-1、3-3、……、3-m可以被設(shè)置為分別對應(yīng)于箱體1-1、1-3、……1-n的不同的室。例如，電弧光檢測裝置3-1可以被設(shè)置為與電纜隔室1-1對應(yīng)，以檢測電纜隔室1-1中可能出現(xiàn)的電弧光；電弧光檢測裝置3-3可以被設(shè)置為與開關(guān)室1-3對應(yīng)，以檢測開關(guān)室1-3中可能出現(xiàn)的電弧光。為此，電弧光檢測裝置3-1可以包括設(shè)置在電纜隔室1-1中的光接收頭，電弧光檢測裝置3-3可以包括設(shè)置在開關(guān)室1-3中的光接收頭。

雖然在圖4和圖5中示出的示例中，一個電弧光檢測裝置被設(shè)置為與一個開關(guān)柜或開關(guān)柜的一個室對應(yīng)，但是示例性實施例不限于此，例如，m可以大于或等于n，即，可以將多個電弧光檢測裝置布置在開關(guān)柜或開關(guān)柜的各個室中的不同位置處，以避免電弧光的漏檢的情況出現(xiàn)。

如上所述，根據(jù)示例性實施例的電弧光檢測裝置可以準(zhǔn)確地確定是否出現(xiàn)電弧光現(xiàn)象，并可以防止或最小化環(huán)境中的自然光對于電弧光檢測的影響，以最大程度地避免將環(huán)境中的自然光檢測為電弧光的錯誤發(fā)生。因此，根據(jù)示例性實施例的電弧光檢測裝置可以具有較低的電弧光保護(hù)動作門檻值范圍，例如，符合中國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的較低的電弧光保護(hù)動作門檻值范圍5-20klux或1-10mW/cm²。此外，根據(jù)示例性實施例的電弧光檢測裝置可以進(jìn)行自檢，以確定自身是否出現(xiàn)錯誤。另外，根據(jù)示例性實施例的電弧光檢測裝置可以具有簡單的結(jié)構(gòu)和降低的成本，并可以通過在現(xiàn)有的電弧光檢測裝置(例如，SIP5型弧光傳感器)進(jìn)行改造而得到。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結(jié)合，均應(yīng)屬于本實用新型保護(hù)的范圍。