Avago的弧光檢測方案在電網(wǎng)中的應(yīng)用
短路的一種類型就是拉弧短路,這種短路是在兩個帶電導(dǎo)體或是帶電導(dǎo)體與地之間的隔離失效導(dǎo)致的。意外出現(xiàn)的物體(如動物,工具等)或是粉塵與濕度都可能是導(dǎo)致這種失效的禍首。拉弧短路的出現(xiàn)往往伴隨著電弧閃光(弧光)。
弧光會產(chǎn)生非常高的能量。事實上,受控的弧光應(yīng)用廣泛,如照明,電氣焊,煉鋼或是衛(wèi)星引擎等。然而當弧光不受控時,這樣的能量就是非常危險的。
不受控的拉弧事件在電網(wǎng)應(yīng)用中尤其致命,因為它不僅僅會損毀昂貴的關(guān)鍵的電子器件,還會造成人身傷害。在電網(wǎng)中,弧光或常見于所謂的開關(guān)裝置中。
開關(guān)裝置是電網(wǎng)中的主要器件之一,它能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)自身的重配置(reconfiguring)。電網(wǎng)隔離開關(guān)(disconnect switches),保險絲或是斷路器等的組合可以靈活地實現(xiàn)電力電子器件的控制,保護與隔離。
圖1所示的是常見的開關(guān)裝置以及不同開關(guān)裝置之間的互連的原理圖。輸入輸出的電力線通過一個“配線室”連接到開關(guān)裝置。斷路隔間分配斷路器(開關(guān)裝置的主要器件),斷路器實現(xiàn)了輸出或是輸出的通斷控制。不同的開關(guān)裝置之間的互連是通過母線室實現(xiàn)的。
如果一個弧光事件產(chǎn)生并且沒有被及時地檢測到,那么在不過短短的數(shù)百微秒內(nèi),就會產(chǎn)生巨大的破壞,如圖2所示。
圖2表明,弧光事件的破壞程度是與事件持續(xù)的時間相關(guān)的。為了最大程度進行弧光保護,開關(guān)裝置里的弧光檢測與短路器都需要有一個非常低的反映時間。
本文章將引導(dǎo)您實現(xiàn)在中壓電網(wǎng)中利用光纖傳感器來檢測弧光事件。
弧光的物理特性:
圖3所示就是弧光背后的物理原理?;」馐录驹瓷暇褪羌铀俚碾娮优c原子碰撞的連鎖過程。強電場會導(dǎo)致電子的加速。
使用光纖做的弧光傳感器時,需要額外考慮弧光的一些物理特性,這些特性包括:
光譜
不同的弧光事件產(chǎn)生的光譜是不同的,它很大程度上是弧光中含有的物質(zhì)(如氣體,濕度等)決定的。圖4所示是一個弧光的光譜實例。它覆蓋了300nm到800nm的光譜范圍,而使用典型的銅線時則在500nm左右。弧光的光譜在選擇一個合適的用于弧光檢測設(shè)備光電管尤其重要。
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