基于无线测温的弧光保护装置的制作方法

1.本实用新型涉及电气设备技术领域，具体的，涉及基于无线测温的弧光保护装置。


背景技术：

2.电力系统由于各种的短路原因可引起弧光，弧光会以300m/s的速度爆发，呈现弧状白光并产生高温的气体，摧毁途中的任何物质。只要系统中不断电，弧光就会一直存在。要想最大限度的减少弧光的危害，我们需要安全、迅速地切断电弧光，这样可以在发生弧光故障的时候，保护操作人员不受伤害，并且可以降低财产损失程度。
3.然而目前的弧光保护方法大多是采用弧光传感器并辅助电流检测作为双判据来进行检测，当弧光传感器检测到紫外光或可见光，且通过电流传感器检测到电流突变量超过设定值时，及时切断电源，避免长时间的弧光放电效应对周边零组件造成火花或烧毁。现有的方法大多是在弧光发生后才能进行断电保护，弧光造成的损失已经形成，修复过程需要耗费大量的人力物力。


技术实现要素：

4.本实用新型提出基于无线测温的弧光保护装置，通过对电力系统多点进行无线温度测量，实现了弧光故障发生的预判断，在弧光发生之前及时发现并排除故障隐患，避免了事故的进一步扩大。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.基于无线测温的弧光保护装置，包括依次连接的弧光探头、弧光检测单元和控制单元，所述控制单元还连接驱动保护电路，进一步，还包括报警单元和多个温度监测单元，所述报警单元连接所述控制单元，多个所述温度监测单元与控制单元通讯连接，多个所述温度监测单元用于分布设置在电力系统的输电线上，每个所述温度监测单元均包括电阻r4、热敏电阻 r5和运放u3，所述电阻r4的第一端用于连接2.5v电源，所述电阻r4的第二端串联所述热敏电阻r5后接地，所述运放u3的同相输入端连接所述电阻r4的第二端，所述运放u3 的反相输入端连接所述运放u3的输出端，所述运放u3的输出端输出温度信号，所述报警单元用于根据所述温度信号进行报警。
7.进一步，所述温度监测单元还包括开关管q2，所述开关管q2的栅极通过电阻r6接收测量信号，所述开关管q2的源极连接2.5v电源，所述开关管q2的漏极连接所述电阻r4 的第一端。
8.进一步，所述运放u3的同相输入端还通过电容c1接地，所述开关管q2的栅极还通过电容c2接地，所述电容c2上并联有电容c3。
9.进一步，所述报警单元包括发光二极管led1、蜂鸣器bl1和三极管q3，所述三极管 q3的基极通过电阻r8连接所述控制单元，所述三极管q3的发射极连接vcc电源，所述三极管q3的集电极连接所述蜂鸣器bl1的正极，所述蜂鸣器bl1的负极接地，所述发光二极管led1的阴极连接所述控制单元，所述发光二极管led1的阳极通过电阻r9连接vcc电源。
10.进一步，所述驱动保护电路包括光耦u1、三极管q1和继电器k1，所述光耦u1的输入端通过电阻r1连接所述控制单元，所述光耦u1的输出端依次串联电阻r2、r3后接地，所述电阻r2、r3的连接点连接所述三极管q1的基极，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极连接所述继电器k1的第一输入端，所述继电器k1的第二输入端连接12v 电源，所述继电器k1的输出端用于控制电力系统断电。
11.本实用新型的工作原理及有益效果为：
12.本实用新型通过多个温度监测单元对配电箱、控制柜、开关柜等电力系统内的输电线路温度进行实时监测，将温度转化成相应的电信号输出，通过检测输出的温度信号，当温度超出阈值时报警单元工作。其中温度监测单元的工作原理是通过电阻r4和热敏电阻r5分压，热敏电阻r5随着外界温度升高阻值变大，从而运放u3的同相输入端接收到的信号变大，跟随输出后的温度信号也随着相应变大。本实用新型通过检测多点的温度来实现弧光故障的预判断，在温度不正常时，使工作人员可以及时对电力系统的线路进行检修，在弧光发生之前及时发现并排除故障隐患，避免了事故的进一步扩大。
13.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
14.图1为本实用新型的原理框图；
15.图2为本实用新型温度监测单元的电路图；
16.图3为本实用新型报警单元的电路；
17.图4为本实用新型驱动保护电路的电路图。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。
19.实施例1
20.如图1所示，本实施例提出了基于无线测温的弧光保护装置，包括依次连接的弧光探头、弧光检测单元和控制单元，进一步，还包括报警单元和多个温度监测单元，多个所述温度监测单元用于分布设置在电力系统的输电线上，控制单元与多个所述温度监测单元无线连接，用于接收所述温度信号，所述报警单元和驱动保护电路连接所述控制单元。
21.本实施例中，弧光探头利用光谱特性对光线进行检测，如果光线的光谱范围在检测光谱范围内，则生成弧光信号；控制弧光检测单元将所述弧光信号转换成弧光脉冲信号；控制单元接收所述弧光检测单元发送的弧光脉冲信号，进行处理后，输出驱动信号给驱动保护电路，断开母线所有进线电源。在此基础上，本实施例还通过温度监测单元对配电箱、开关柜、控制柜等电力系统内的输电新路多点的温度进行实时监测，从而进行弧光故障发生的预判断，当温度升高超过阈值时，控制单元通过报警单元进行报警，并同时通过驱动保护电路进行电力系统的断电。
22.如图2所示，每个所述温度监测单元均包括电阻r4、热敏电阻r5和运放u3，所述电
阻 r4的第一端用于连接2.5v电源，所述电阻r4的第二端串联所述热敏电阻r5后接地，所述运放u3的同相输入端连接所述电阻r4的第二端，所述运放u3的反相输入端连接所述运放 u3的输出端，所述运放u3的输出端输出温度信号，所述报警单元用于根据所述温度信号进行报警。
23.通过电阻r4和热敏电阻r5分压，热敏电阻r5随着外界温度升高阻值变大，从而运放 u3的同相输入端接收到的信号变大，跟随输出后的温度信号也随着相应变大。
24.进一步，所述温度监测单元还包括开关管q2，所述开关管q2的栅极通过电阻r6接收测量信号，所述开关管q2的源极连接2.5v电源，所述开关管q2的漏极连接所述电阻r4 的第一端。
25.增加了开关管q2可以进一步降低温度监测单元的功耗，开关管q2由测量信号控制热敏电阻r5的工作状态，当需要温度监测时，开关管q2接收高电平的测量信号，驱动导通，正常工作。其中每个温度监测单元还包括处理器和无线通讯模块，处理器用于提供测量信号，通过无线通讯模块可以实现温度监测单元与控制单元之间的数据传输。
26.进一步，所述运放u3的同相输入端还通过电容c1接地，所述开关管q2的栅极还通过电容c2接地，所述电容c2上并联有电容c3。电容c1、c2和c3均作为滤波电容使用，提高了温度监测的准确性。
27.进一步，如图3所示，
28.所述报警单元包括发光二极管led1、蜂鸣器bl1和三极管q3，所述三极管q3的基极通过电阻r8连接所述控制单元，所述三极管q3的发射极连接vcc电源，所述三极管q3 的集电极连接所述蜂鸣器bl1的正极，所述蜂鸣器bl1的负极接地，所述发光二极管led1 的阴极连接所述控制单元，所述发光二极管led1的阳极通过电阻r9连接vcc电源。
29.当控制单元接收到温度信号超出阈值时，通过向三极管q3的基极和发光二极管led1 的阴极都输出低电平信号，驱动发光二极管led1发光报警，并通过三极管q3驱动蜂鸣器 bl1发声报警，通知工作人员电力系统温度故障，使工作人员能够及时接收到故障信号并进行检修。
30.进一步，如图4所示，
31.所述驱动保护电路包括光耦u1、三极管q1和继电器k1，所述光耦u1的输入端通过电阻r1连接所述控制单元，所述光耦u1的输出端依次串联电阻r2、r3后接地，所述电阻r2、 r3的连接点连接所述三极管q1的基极，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极连接所述继电器k1的第一输入端，所述继电器k1的第二输入端连接12v电源，所述继电器k1的输出端用于控制电力系统断电。
32.当电力系统发生弧光时，环境温度上升，温度监测单元将温度转化为电信号输出给控制单元，控制单元检测到高温信号时，控制输出给光耦u1低电平的驱动信号，光耦u1导通，进一步驱动三极管q1导通，使继电器k1的输入端形成通路，继电器动作，断开电力系统的供电，起到了弧光保护的作用。
33.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。