一种电弧光故障保护装置的制作方法

本实用新型涉及电气anq店技术领域，尤其涉及一种电弧光故障保护装置。

背景技术：

近年来，随着我国经济社会的发展，人们生活水平和质量不断提升，用电能力也不断增加，用电安全成为人们关注的主要问题。由于用电设备故障而导致的用电安全事故时有发生，这就要求相关部门采取积极的措施进行解决，保障用户用电安全。

目前，高低压开关柜内部的电弧光设备故障频发，进而引发高低压开关柜烧毁导致母线被迫停电，大面积的停电给人们生产生活带来极大的不便，影响社会经济效益。当高低压开关柜内部电弧光故障发生时，电弧温度急剧增高，最高可到20000℃，引发空气膨胀，使得高低压开关柜内部的压力较大，可能会造成开关柜内部金属设备被高温熔化、零部件着火、元件脱落、甚至高低压开关柜由于内部压力过大而引发爆炸等问题。而且，当高低压开关柜内部出现电弧光故障后，设备维修时间长，严重影响了用户用电，且降低了高压供电的可靠性。

针对上述问题，人们常采用变压器后安装过流保护或者弧光保护等切断开关柜内部母线电弧光故障，其原理是切断短路，熄灭电弧故障，但是存在接线复杂、保护动作时间过长等缺陷。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型所解决的技术问题是提供一种结构简单、保护动作时间短的电弧光故障保护装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案内容具体如下：

一种电弧光故障保护装置，包括电弧检测模块、控制模块、熄弧模块和电源模块，所述电源模块用于向所述电弧检测模块、控制模块以及熄弧模块供电，所述电弧检测模块用于检测电弧光的光强度、并将检测到的光强度信号传输至所述控制模块；所述控制模块用于根据接收到的光强度信号的强度判断高低压开关柜内部是否出现电弧故障，并且当所述控制模块的判断结果为高低压开关柜内部出现电弧故障时，所述控制模块还用于并控制所述熄弧模块熄灭电弧光。

作为上述方案的优选，所述电弧检测装置电弧检测模块包括至少一个设置在高低压开关柜内部的弧光探头，所述弧光探头通过光纤连接所述控制模块，并且所述弧光探头用于探测高低压开关柜内部的电弧光的光强度信号、并将检测到的电弧光光强度信号传输至所述控制模块高低压开关柜。

作为上述方案的优选，所述电弧光故障保护装置还包括与所述控制模块相连接的显示模块，所述显示模块用于显示所述控制模块的判断结果。

作为上述方案的优选，所述电弧光故障保护装置还包括与所述控制模块相连接的usb模块，电弧光故障的保护装置并且电弧光故障保护装置用于通过所述usb模块将所述弧光探头的检测数据和所述控制模块的判断结果传输至移动设备。

作为上述方案的优选，所述电弧光故障保护装置还包括与所述控制模块相连接的外扩存储模块，所述外扩存储模块用于存储所述控制模块的判断结果和所述弧光探头的检测数据。

作为上述方案的优选，所述控制模块为stm32f407芯片。

作为上述方案的优选，所述熄弧模块包括壳体，所述壳体的内部从下到上依次设置有驱动组件、动触头、真空灭弧室以及与静触头，所述静触头设置在所述真空灭弧室的顶部，所述驱动组件驱动所述动触头的上部在所述真空灭弧室内作上下运动，并且当所述动触头与所述静触头接触时，高低压开关柜的母线三相接地以熄灭电弧。

作为上述方案的优选，所述动触头的顶部为圆弧形结构，所述静触头的底部设置有与所述动触头的顶部相匹配的弧形凹槽。

作为上述方案的优选，所述驱动组件包括本体，所述本体的底部设置有与所述控制模块电连接气体发生器，所述气体发生器的顶部设置有活塞，所述动触头的底部与所述活塞的顶部相连接；当所述气体发生器接收到所述控制模块传输的电信号时，所述气体发生器的内部爆炸并推动所述活塞在所述本体内向上运动。

作为上述方案的优选，所述真空灭弧室与所述壳体一体成型。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型公开的电弧光故障保护装置，其包括电弧检测模块、控制模块、熄弧模块和电源模块等，所述电源模块用于向所述电弧检测模块、控制模块以及熄弧模块供电，所述电弧检测模块用于检测电弧光的光强度、并将检测到的光强度信号传输至所述控制模块；所述控制模块用于根据接收到的光强度信号的强度判断高低压开关柜内部是否出现电弧故障，并且当所述控制模块的判断结果为高低压开关柜内部出现电弧故障时，所述控制模块还用于并控制所述熄弧模块熄灭电弧光，其采用模块化设计，结构简单，操作方便且便于所述电弧光故障保护装置的维修；而且，所述控制模块为stm32f407芯片，其数据处理速度快，明限缩短了所述电弧光故障保护装置的保护动作时间。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中熄弧模块的结构示意图；

其中，图1和图2中的附图标记为：

1、弧光探头；2、控制模块；3、熄弧模块；4、电源模块；5、显示模块；6、usb模块；7、外扩存储模块；8、壳体；9、动触头；10、真空灭弧室；11、静触头；12、本体；13、气体发生器；14、活塞。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

如图1所示，本实用新型公开了一种电弧光故障保护装置，包括电弧检测模块、控制模块2、熄弧模块3和电源模块4，所述电源模块4用于向所述电弧检测模块、控制模块2以及熄弧模块3供电，所述电弧检测模块用于检测电弧光的光强度、并将检测到的光强度信号传输至所述控制模块2；所述控制模块2用于根据接收到的光强度信号的强度判断高低压开关柜内部是否出现电弧故障，并且当所述控制模块2的判断结果为高低压开关柜内部出现电弧故障时，所述控制模块2还用于并控制所述熄弧模块3熄灭电弧光，其采用模块化设计，结构简单，操作方便且便于所述电弧光故障保护装置不同部件的维修与更换。

所述电弧检测模块包括至少一个设置在高低压开关柜内部的弧光探头1，所述弧光探头1通过光纤连接所述控制模块2，并且所述弧光探头1用于探测高低压开关柜内部电弧光的光强度信号、并将检测到的光强度信号传输至所述控制模块2，这是由于所述弧光探头1能够直接将感受到的电弧光的光信号、并将检测到的光信号发送给所述控制模块2，无需将其转换为电信号，避免受到电磁场的干扰；而且，为了确保高低压开关柜内部发生电弧故障时能够使得所述弧光探头1能够及时检测到光信号，所述弧光探头1需要安装到高低压开关柜的不同隔室，当高低压开关的任何隔室出现弧光、且燃烧时，高低压开关柜隔室内的光强度会突然增加，所述弧光探头1将会检测到电弧光的光强度信号；并且当所述弧光探头1检测到的光强度超高整定值后，所述弧光探头1将检测到的光强度信号传输至所述控制模块2，其检测灵敏，可以实现弧光的快速检测。

为了便于及时了解所述控制模块2的判断结果，所述电弧光故障保护装置还包括与所述控制模块2相连接的显示模块5，所述显示模块5用于显示所述控制模块2的判断结果，从而通过所述显示模块5即可即使了解高低压开关柜内部的电弧光故障情况。

为了便于将所述控制模块2的判断结构传输给其他移动设备，所述电弧光故障保护装置还包括与所述控制模块2相连接的usb模块6，并且所述电弧光故障保护装置通过所述usb模块6将所述弧光探头1的检测数据和所述控制模块2的判断结果传输至移动设备。

为了便于存储所述控制模块2的判断结果，所述电弧光故障保护装置还包括与所述控制模块2相连接的外扩存储模块7，所述外扩存储模块7用于存储所述控制模块2的判断结果，从而通过所述外扩存模块7可以获取高低压开关柜发生电弧光故障的历史数据。

在本实用新型中，所述控制模块2为stm32f407芯片，所述stm32f407芯片为32位芯片，该款arm芯片工作主频为168mhz，集成了新的dsp和fpu指令，168mhz的高速性能使得数字信号处理器应用和快速的产品开发达到新的水平，提升控制算法的执行速度和代码效率；同时其采用90纳米的nvm工艺和自适应实时存储器加速器，是的程序零等待执行，提升了程序执行的效率；超快速12位adc，单通道每秒5m次采样(交替模式下可达每秒18m采样)；具有192kbx16bit片内sram，拥有丰富的外围接口：480mbit/s的usbotg接口，符合ieee1588的10/100m以太网mac接口，pwm定时器，可达10.5mbit/s的高速uart接口，可达37.5mbit/s的高速spi接口，可达54m字节/s的camera接口，从而明线提高了所述电弧光故障保护装置的数据处理速度，缩短了所述电弧光故障保护装置的保护动作时间。

具体计算时，所述stm32f407芯片利用接收的光强度进行判断，同时根据高低压开关柜的进线柜电流大小辅助判断，进而触发高压开关柜内部的母线三相接地，熄灭电弧，整个动作过程小于5ms，能够保护高低压开关柜内部装置，确保对高低压开关柜的保护，避免事故放生。

如图2所示，所述熄弧模块3包括壳体8，所述壳体8的内部从下到上依次设置有驱动组件、动触头9、真空灭弧室10以及与静触头11，所述静触头11设置在所述真空灭弧室10的顶部，所述驱动组件驱动所述动触头9的上部在所述真空灭弧室10内作上下运动，并且当所述动触头9与所述静触头11接触时，高低压开关柜的母线三相接地以熄灭电弧。

为了避免所述动触头9和所述静触头11接触后受到外力作用而使得所述动触头9和所述静触头11分离，所述动触头9的顶部为圆弧形结构，所述静触头11的底部设置有与所述动触头9的顶部相匹配的弧形凹槽，从而使得所述动触头9和所述静触头11通过插入时的方式连接，以避免所述动触头9和所述静触头11连接后由于发生弹跳而分离。

所述驱动组件包括本体12，所述本体12的底部设置有与所述控制模块2电连接气体发生器13，所述气体发生器13的顶部设置有活塞14，所述动触头9的底部与所述活塞14的顶部相连接；当所述气体发生器13接收到所述控制模块2传输的电信号时，所述气体发生器13的内部爆炸并推动所述活塞14向上运动，具体工作时，所述气体发生器13内部设置有炸药，当所述气体发生器13接收到所述控制模块2传输的脉冲电信号时，位于所述气体发生器13内部的炸药将会发生爆炸，而爆炸产生的作用力将会推动所述活塞14在所述本体12内向上运动，进而推动所述动触头9向上运动，直到所述动触头9的顶部与所述静触头11的底部相接触时，将会触发高低压开关柜的母线三相准确接地，最终达到熄灭电弧的目的。而且，由于所述气体发生器13内的炸药爆炸时产生的作用力较大，使得所述动触头9和所述静触头11快速接触，因此，当所述气体发生器13接收到故障信号时，所述熄弧模块3能够在3ms内动作，熄灭电弧，动作时间短，而且还可以保护电路，避免高低压开关柜内压力急剧上升，使其不会发生爆炸现场，确保设备和工作人员的安全。

所述真空灭弧室10与所述壳体8一体成型，使得所述真空灭弧室10与所述壳体8之间不存在间隙，以避免灰尘和杂质等进入所述真空灭弧室10而对所述熄弧模块3的灭弧动作产生影响。具体在本实用新型中，所述壳体8的材质为环氧树脂，其可以避免所述熄弧模块3避免受到碰撞，便于所述熄弧模块3的安装与维护；而且，所述熄弧模块3采用小车式的安装方式，便于所述熄弧模块3的移动、更换及维修。

对上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。