一种用于大容量脉冲功率装置的故障检测与接地保护系统制造方法及图纸

本公开揭示了一种用于大容量脉冲功率装置的故障检测与接地保护系统，包括故障检测单元，用于检测电容器短路故障，并输出对应的故障信号；故障判断单元，用于根据故障信号做出逻辑判断，实现故障定位并发出保护动作的命令信号；动作单元，根据命令信号对脉冲功率装置中非故障电容器实施快速接地保护，限制注入故障电容器的能量。本公开通过检测非故障电容器上的反向电流信号，为脉冲功率装置提供电位隔离、自取能的可靠故障检测，当出现电容器主绝缘短路故障时，能够自动利用故障检测信号进行能量泄放，将故障隔离在局部范围内，保证脉冲功率装置的安全；另一方面通过取消阻尼保护电感，能够提高脉冲功率装置的能量利用率。

A Fault Detection and Grounding Protection System for Large Capacity Pulse Power Device

This disclosure discloses a fault detection and grounding protection system for a large-capacity pulse power device, including a fault detection unit for detecting capacitor short-circuit faults and outputting corresponding fault signals; a fault judgment unit for making logical judgments based on fault signals, realizing fault location and issuing command signals for protection actions; and an action unit for detecting capacitor short-circuit faults according to command signals. Fast grounding protection is applied to non-fault capacitors in pulse power devices to limit the energy injected into fault capacitors. The present disclosure provides reliable fault detection of potential isolation and self-energy for pulse power devices by detecting reverse current signals on non-fault capacitors. When short-circuit faults occur in main insulation of capacitors, the fault detection signals can be automatically used to discharge energy, isolate the faults within a local range, and ensure the safety of pulse power devices; on the other hand, by canceling damping protection. The protective inductance can improve the energy utilization rate of the pulse power device.

【技术实现步骤摘要】
一种用于大容量脉冲功率装置的故障检测与接地保护系统
本公开属于脉冲功率技术及应用领域，具体涉及一种用于大容量脉冲功率装置的故障检测与接地保护系统。
技术介绍
在大容量脉冲功率装置中，常选用脉冲电容器作为储能器件。由于单台脉冲电容器储能有限，常通过构建包含多台脉冲电容器的脉冲电容器组来实现大能量存储。现今的大容量脉冲功率装置，利用几台至几十台脉冲电容器，可以实现百千焦耳至兆焦耳级的储能。对大容量脉冲功率装置而言，电容器主绝缘短路是最为严重的故障状态。若发生此类故障，除了故障电容器外，其余电容器也会通过连接母排向故障电容器放电，导致几乎整个脉冲功率装置的全部储能都注入故障电容器的绝缘击穿点。一方面，峰值大、反峰大的故障电流会极大损伤电容器的寿命；另一方面，故障电容器往往因承受不住巨大的故障电流而产生高速碎片，从而对周围人员的生命健康构成威胁。传统检测技术，一般是用罗氏线圈检测每台、或每几台一组的电容器输出电流，通过故障状态电流形状的异常来发现故障。但传统检测技术在检测电容器主绝缘短路故障时是有漏检的可能性的：当电容器的短路电流路径不穿过罗氏线圈时，线圈上采集不到电流波形，也就无法判断故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于大容量脉冲功率装置的故障检测与接地保护系统，包括：故障检测单元，用于检测当脉冲功率装置发生电容器短路故障时的反向电流流动，并输出对应的故障信号；故障判断单元，用于根据所述故障检测单元收集到的故障信号做出逻辑判断，实现故障定位并发出保护动作的命令信号；动作单元，根据所述故障判断单元发出的命令信号对脉冲功率装置中非故障电容器实施快速接地保护，限制注入脉冲功率装置中故障电容器的能量。

【技术特征摘要】
1.一种用于大容量脉冲功率装置的故障检测与接地保护系统，包括：故障检测单元，用于检测当脉冲功率装置发生电容器短路故障时的反向电流流动，并输出对应的故障信号；故障判断单元，用于根据所述故障检测单元收集到的故障信号做出逻辑判断，实现故障定位并发出保护动作的命令信号；动作单元，根据所述故障判断单元发出的命令信号对脉冲功率装置中非故障电容器实施快速接地保护，限制注入脉冲功率装置中故障电容器的能量。2.根据权利要求1所述的故障检测与接地保护系统，其特征在于，优选的，所述故障检测单元包括正向二极管、反向二极管和发光二极管；其中，所述正向二极管的阴极与反向二极管的阳极相连；所述反向二极管的阴极与发光二极管的阳极相连；所述发光二极管的阴极与正向二极管的阳极相连。3.根据权利要求1所述的故障检测与接地保护系统，其特征在于，所述故障判断单元包括光纤和光信号或门；其中，所述光纤的一端用于收集发光二极管的光信号，另一端与光信号或门的输入端相连；并且，所述光纤包括如下任一：多模光纤或单模光纤。4.根据权利要求1所述的故障检测与接地保护系统，其特征在于，所述动作单元包括脉冲触发器、半导体接地开关和隔离开关；其中，所述脉冲触发器的信号端与光信号或门的输出端相连，输出端与半导体接地开关和隔离开...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄易之，杨兰均，刘帅，黄涛，
申请(专利权)人：西安交通大学，西安西交瑞力电气研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61