在電弧故障引燃實驗裝置中,解決直流高壓電源防護難題應從物理隔離、電氣隔離、整體設計、常見故障保護方面綜合性執行,具體辦法如下所示:
一、物理隔離
專用型防護構件:應用可以阻隔髙壓回路電流向低電壓地區傳輸專用防護構件,如髙壓隔離變壓儀、光電耦合器等。這些部件在電路結構上進行高壓與低壓物理隔開,同時保證低電壓控制指令的穩定傳送。
絕緣層保護層:在設備外殼與髙壓構件之間設置絕緣層保護層,采用絕緣層性能優異的原材料,如瓷器、玻纖等,進一步減少髙壓泄漏的概率。
二、電氣隔離
電容器信號隔離器:適用數字信號和高速雙重傳送數據,但輸出功率傳送水平有限,適用于對數據傳輸要求很高但輸出功率要求比較小的情景。
磁信號隔離器:可以跨越護欄網傳輸數據和電源,一部分磁信號隔離器可以傳送百余mW功率,并可以取代次級線圈側參考點開關電源。他們應用氣體芯或鐵氧體磁芯,鐵氧體磁芯能夠解決更多的輸出功率。當輸出功率要求小于約100mW時,氣體關鍵能夠提供成本較低、更方便解決方案。
三、整體設計
髙壓構件集中化布局:將髙壓構件集中化設置在單獨的封閉區域內,與控制面板、開關按鈕等群體頻繁接觸部位保持距離,從空間上進行髙壓與工作人員的隔離。
提升自然通風與釋放壓力構造:在高壓開關柜內設置合理的通風和釋放壓力安全通道,如母線槽室、電源開關室和電纜線室內釋放壓力安全通道,從而降低柜里發生的主要工作壓力。與此同時,挑選制做擋板、外殼和室門的材料時,應考慮其抗壓和耐熱性能,以確定可信賴的安裝方式。
四、常見故障短路保護
過電流保護:當電弧故障引燃實驗裝置檢測出回路電流超出安全值時,快速關閉電源,防止過高電壓損壞機械部件或引起火災。
過電壓保護:在工作電壓出現異常升高時運行,根據卸壓或關閉電源的形式,避免髙壓毀壞電阻元件。
漏電保護器:能敏感捕獲設備外殼與大地間的漏電流,一旦超過安全性閥值,馬上斷開電源,防止作業人員觸電事故。