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本文的目标是设计一种新型的应用于智能电网的电弧光保护系统,针对新型电弧光保护系统要求,对其关键电路等进行研究。为了实现这一目标,做了如下的工作: 首先,对新型电弧光保护系统的研究背景和意义进行了阐述,分析了其研究现状和现有电弧光保护系统的优缺点,并用气体放电理论分析了电弧光产生过程和电弧光的光谱特性。讨论了新型电弧光保护系统总体结构设计过程。 其次,温度和湿度对电力设备的绝缘特性有显著的影响,并且对气体放电也有影响。设计了温湿度检测电路,用于温湿度监测,报警和控制。 然后,介绍了弧光探测光学系统设计。弧光探测部分采用紫外探测电弧光信号,分析了紫外光光学检测系统,然后利用ZEMAX软件进行了紫外光耦合系统的仿真与优化设计,得到了较强的紫外光信号,同时避免强电环境的影响。 最后,采用紫外脉冲法和紫外功率法对弧光放电紫外信号进行检测,分别设计了用于紫外脉冲法和紫外功率法的电路。其中紫外脉冲法检测电路利用R2868光敏管进行脉冲法检测,它包括IV转换电路、放大电路与脉冲鉴别电路等。通过仿真分析得出了紫外脉冲数与紫外光功率能量的关系,系统可检测到400pW/m2的光辐射功率脉冲信号。紫外功率法检测电路利用R7154光电倍增管进行功率法检测,它还包括IV转换电路、放大滤波电路等,并通过仿真分析得到了放电中紫外光通量与输出电压的关系,系统可检测到到10-8W/m2的光辐射功率信号。