本發(fā)明屬于電弧光保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電弧光保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

智能電弧光保護(hù)系統(tǒng)基于開關(guān)柜發(fā)生短路后會產(chǎn)生弧光放電的原理，將光纖連接著的弧光探頭對著母線接頭處安裝，一旦發(fā)生短路現(xiàn)象，探頭感知弧光放電，并通過光纖將相應(yīng)的光信號傳遞至控制端，系統(tǒng)最快能在母線短路幾毫秒后就切斷電源，從而確保人員安全，降低設(shè)備損失。除了反應(yīng)速度快，電弧光保護(hù)系統(tǒng)的光學(xué)探頭與控制端之間采用的是絕緣光纖連接，母線短路時的強(qiáng)電磁干擾難以影響到保護(hù)系統(tǒng)的控制端，系統(tǒng)的抗電磁干擾能力強(qiáng)。

電弧光保護(hù)系統(tǒng)為了保證判別有效，防止誤拉電閘，需要屏蔽掉太陽光、常用白光手電筒的干擾。根據(jù)有關(guān)研究，弧光放電中含有一些300～400nm波長的紫外光成分，而自然光、常用手電筒中僅有微量紫外成分，因此，出現(xiàn)紫外波段的強(qiáng)光信號是產(chǎn)生了弧光放電的特征。然而，紫外光在常規(guī)的玻璃、塑料光纖中衰減嚴(yán)重，價格昂貴的石英光纖才能有效傳輸紫外光；通常型號的光電探測器PIN管、硅光電池也無響應(yīng)測紫外光能量。環(huán)境中的可見光會被濾光片吸收，不會對控制端中的探測器造成干擾。

然而在電弧光保護(hù)系統(tǒng)的使用過程中，由于接頭松動、老化，老鼠咬斷光纖，人員操作失誤等原因，可能導(dǎo)致光纖接頭、光纖端面暴露在外，環(huán)境光線很有可能進(jìn)入探測器，引起誤判，造成損失。因此需要更加可靠的電弧光保護(hù)系統(tǒng)，防止這類誤判。申請?zhí)枮?01210063216.3的專利文獻(xiàn)提供了一種弧光保護(hù)方案，其通過設(shè)置一個具有自檢觸發(fā)光源和光探測器的光學(xué)分束器，通過自檢觸發(fā)光源發(fā)光激發(fā)熒光粉，光探測器探測該熒光，完成對整個光路的檢查。該方案對光路的自檢是主動式的，不可能做到對光路的實時監(jiān)測，另外，其是自檢與弧光探測無法同時進(jìn)行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對目前存在的上述問題，提出一種電弧光保護(hù)方法，其通過優(yōu)化的保護(hù)原理改進(jìn)，從而實現(xiàn)弧光保護(hù)，而且能夠在系統(tǒng)出現(xiàn)漏光時報警，防止誤拉電閘。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的方案，提供一種電弧光保護(hù)方法，其可在電力系統(tǒng)故障時及時切斷供電保護(hù)母線，且可避免由環(huán)境漏光導(dǎo)致的誤切斷，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的保護(hù)，其特征在于，該方法包括：

利用弧光探頭收集母線接頭短路放電時產(chǎn)生的弧光并進(jìn)一步激發(fā)為熒光用以輸出，或者用以探測環(huán)境漏光所產(chǎn)生的可見光并用以輸出的第一步驟；

將產(chǎn)生的光通過光纖輸出的第二步驟；以及

將所述光纖輸出的光輸入到控制端，經(jīng)該控制端識別為由母線接頭短路放電時產(chǎn)生或由環(huán)境漏光導(dǎo)致，從而分別切斷電源保護(hù)母線或者發(fā)出保護(hù)系統(tǒng)故障的報警信號的第三步驟。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述控制端包括分光器、由包括第一光電探測器與可透過熒光而吸收其他可見光的第一濾光片的第一光路、以及由包括第二光電探測器與可吸收熒光而透過其他可見光的第二濾光片的第二光路，所述分光器通過連接器與光纖連接，其將其輸入的熒光和/或可見光分光為兩路以分別輸入所述第一光路和第二光路，經(jīng)相應(yīng)波段的所述第一光電探測器或第二光電探測器的響應(yīng)，從而可識別出母線接頭短路放電或環(huán)境漏光。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述控制端接收兩路探測器的響應(yīng)并進(jìn)行判斷的具體過程為：(1)假如兩路探測器均無響應(yīng)，則系統(tǒng)等待；(2)假如第一探測器出現(xiàn)響應(yīng)，并且第二探測器不響應(yīng)，表明出現(xiàn)弧光放電現(xiàn)象，應(yīng)立即切斷電源，保護(hù)母線；(3)假如第二探測器出現(xiàn)響應(yīng)，則表明系統(tǒng)出現(xiàn)漏光現(xiàn)象，進(jìn)行報警。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述濾光片優(yōu)選為光學(xué)綠玻璃或綠色窄帶濾波片。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述濾光片優(yōu)選為光學(xué)紅玻璃或紅色窄帶濾波片。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述光纖優(yōu)選為塑料光纖。

本發(fā)明中，弧光探頭、光纖與傳統(tǒng)的電弧光保護(hù)系統(tǒng)相同。在系統(tǒng)的控制端光纖接頭處，安裝分光裝置將光分為兩路，每路光對應(yīng)一個光電探測器，通過在所述光電探測器前端安裝不同的濾光片，使得一個光電探測器檢測熒光波段的響應(yīng)，另一個光電探測器檢測非熒光波段的另一種可見光波段的響應(yīng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明的電弧光保護(hù)方法在光纖折斷、接頭松動等故障發(fā)生時出現(xiàn)誤報的可能性最小，具有最高的可靠性，采用了兩路探測器實時被動監(jiān)測，在裝置破損出現(xiàn)環(huán)境光泄露的瞬間，兩路探測器都會出現(xiàn)響應(yīng)，系統(tǒng)會正確的發(fā)出報警信號。

(2)本發(fā)明的電弧光保護(hù)方法具備了傳統(tǒng)弧光保護(hù)系統(tǒng)的所有功能，保留了傳統(tǒng)裝置的所有優(yōu)點，并提高了弧光保護(hù)裝置的穩(wěn)定性，使其更適用于電力系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為按照本發(fā)明實施例的方法所涉及的裝置控制端結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本實施例的電弧光保護(hù)方法對應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)包括弧光探頭、光纖2、控制端3，其中光纖2通過連接器21、連接器22分別與弧光探頭、控制端3相連接。

弧光探頭可以為傳統(tǒng)的弧光保護(hù)系統(tǒng)的探頭，沿光軸依次安裝透鏡，紫外透過濾光片，熒光涂料，光纖連接器。其中，透鏡；紫外透過濾光片用于吸收可見光，排除環(huán)境光的干擾；熒光涂料為專用膠水與紫外光激發(fā)可見光的熒光粉調(diào)配而成，為方便說明，本實施例中采用發(fā)綠光的熒光粉；光纖連接器可采用常規(guī)型號，本實施例中優(yōu)選采用FC母頭。

光纖2本實施例中優(yōu)選直徑2mm左右的塑料光纖。塑料光纖纖芯直徑大，可傳輸可見光，便于弧光探頭將熒光耦合進(jìn)光纖，價格低廉，益于采用。常規(guī)的玻璃光纖口徑為幾十微米，耦合難度較大，大口徑的特種玻璃光纖售價很高，不益采用。石英光纖雖然可以傳輸紫外光，但口徑小，并且價格昂貴，同樣長度的石英光纖價格約為塑料光纖的幾百倍，不益于大規(guī)模采用。本實施例中塑料光纖兩端安裝FC公頭。

控制端3如圖1所示，沿光軸依次安裝FC母頭30，分光器，濾光片33，濾光片34，光電探測器35，光電探測器36，信號處理電路37。

分光器作用是將塑料光纖中傳入的光分為兩路，可按如下方法制作。在FC母頭中塞入4根直徑較小的塑料光纖的一端，使小口徑塑料光纖的端面通過FC連接器與大口徑塑料光纖端面耦合，4根較小口徑塑料光纖的另一端分為兩路(圖1中31、32)，每一路的兩根光纖出光端用套筒固定。

濾光片33采用能夠透過熒光，吸收其他波段可見光的材料，本實施例中優(yōu)選可選用光學(xué)綠玻璃或綠色窄帶濾波片。

濾光片34采用吸收熒光，但可透過其他某種可見光的材料，本實施例中優(yōu)選可選用光學(xué)紅玻璃或紅色窄帶濾波片。

本實施例中，探測器35、探測器36優(yōu)選PIN管，PIN管對可見光信號的靈敏度很高，但也可采用其他類型的探測器。

信號處理電路37如圖1所示，信號處理部分包括有探測器35、探測器36各自對應(yīng)的信號放大器、比較器，比較器輸出高電平表明其前端探測器接收到光信號，比較器輸出低電平表明前端探測器沒有接收到光信號。探測器35的電路中設(shè)置了延時器，是因為當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)漏光時，探測器35、探測器36都會響應(yīng)，而兩路探測電路的工作速度不可能完全相同，根據(jù)本發(fā)明的判決機(jī)制，為了保證在漏光現(xiàn)象出現(xiàn)的一瞬間能夠給出報警信號，防止誤判，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先讓探測器36響應(yīng)，所以對探測器35的響應(yīng)適當(dāng)延時，在本實施例中延時設(shè)置為1ms。兩路信號進(jìn)入邏輯電路，根據(jù)本發(fā)明的判別機(jī)制，判斷是否輸出漏光報警信號或切斷電源信號。

需要指出的是，探測器36對應(yīng)的放大電路應(yīng)具備較高的信號放大倍數(shù)，即使有微弱的環(huán)境光線進(jìn)入探測器36就應(yīng)發(fā)出報警信號，這樣可以使得漏光現(xiàn)象出現(xiàn)的一瞬間就立刻發(fā)出報警；探測器35的信號放大倍數(shù)應(yīng)根據(jù)實際情況調(diào)整，需要有足夠強(qiáng)的紫外光照射至弧光探頭探測器35才做出響應(yīng)。

本發(fā)明的電弧光智能識別方法，具備了傳統(tǒng)弧光保護(hù)系統(tǒng)的所有功能，還能夠在系統(tǒng)出現(xiàn)漏光時報警，具體如下：

(1)弧光系統(tǒng)完好時。假如母線接頭發(fā)生短路，弧光探頭接收放電產(chǎn)生的弧光，探頭中的濾光片吸收可見光成分，紫外成分透過濾光片激發(fā)熒光粉，發(fā)出熒光，熒光通過玻璃或塑料光纖后，被分光裝置分為兩路，一路通過濾光片到達(dá)探測器A，另一路被濾光片吸收無法到達(dá)探測器B。探測器A響應(yīng)而探測器B不響應(yīng)，經(jīng)過所述判別機(jī)制，表明探測器的響應(yīng)是弧光引起的，將切斷電源保護(hù)母線。

(2)弧光探頭、光纖、光纖接頭等部位發(fā)生破損時。當(dāng)上述任一部位被破壞后，陽光、燈光、手電筒光等環(huán)境光線能夠進(jìn)入分光裝置，由于上述光源通常為寬譜白色光，因此既有能通過探測器A前端濾光片的光，也有能通過探測器B前端濾光片的光。探測器A和探測器B都出現(xiàn)響應(yīng)，經(jīng)過所述判別機(jī)制，表明探測器的響應(yīng)是由環(huán)境光引起的，系統(tǒng)報警，提醒工作人員檢查弧光裝置。

上述實施例僅是說明性的，并不構(gòu)成是對本發(fā)明的限定。例如，某些特殊型號的PIN管已經(jīng)集成了窄帶濾波片，使其只對特定波長的光有響應(yīng)，因此使用該類PIN管時無需在探測器前端安裝濾光片。類似這種根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。