[发明专利]一种高压信号隔离的快速保护装置

说明书

本发明公开了一种高压信号隔离的快速保护装置，包括阈值发送模块，用于发送阈值通信信号至光纤电平转化模块，阈值通信信号由光纤电平转化模块转化为阈值光信号在光纤中传输。当传输至ECRH系统时转化为阈值通信信号，阈值通信信号由信号解码模块解码为阈值数字信号，并由数模转化模块将阈值数字信号转化为阈值模拟信号，通过电压比较模块将保护信号与阈值模拟信号比较输出故障判断信号，电光转化模块根据故障判断信号确定是否输出光束，由光束有无决定控制系统是否切断ECRH系统的电源。由于光纤电平转化模块和电光转化模块，实现ECRH系统与阈值发送模块、控制系统隔离，能够保护二者，且能够实现快速、安全、精确地在线改变多个保护信号的阈值。

技术领域

本发明涉及高压隔离及远程通信领域，更具体地，涉及一种高压信号隔离的快速保护装置。

背景技术

电子回旋共振加热(electron cyclotron resonance heating，ECRH)系统是磁约束核聚变装置上一种重要的辅助加热手段，对等离子体局域加热和电流驱动有显著效果，能提高磁约束核聚变装置的运行参数，有利于磁约束核聚变物理实验研究。ECRH的工作电压达80kV，由两个主高压电源供电，主高压电源一旦出现故障将会对整个ECRH系统造成极大的损坏，主高压电源给ECRH的核心部件回旋管供电，一旦过压过流将会对回旋管造成损坏，回旋管是极易损坏的器件且造价昂贵，此外制作回旋管的技术难度很大，只有极少数的国家有能力制作，故对主高压电源的电压电流进行监测和保护很重要，快速保护系统可以检测到过压过流情况并将故障信号传输给控制系统，系统要求一旦有故障整个保护过程要在5μs时间内做出响应并关断主高压电源，根据保护时间的需求，要求快速保护系统应在1μs之内响应并给出故障信号。此外，因系统涉及-80kV高压，正常工作时，快速保护系统的地和阳极的悬浮地-80kV接在一起，故光电隔离的模块必不可少。

传统的快速保护系统采用的是手动调节阈值，光耦隔离方式，存在以下不足：手动调节的精度低，一次转动的阈值都会在几百毫伏左右，不能精细调节，且因ECRH现场环境恶劣，快保信号较多，恶劣的现场环境经常造成系统误动作，需要经常逐个调节阈值以减少故障保护的误动作使系统有序运行，手动操作将会很繁琐且在高压环境下手动操作安全系数低。此外，光耦隔离强度不高，只有几千伏左右，响应时间超过1μs，一般只适用于低压小型装置。综上所述，不太满足ECRH高压隔离，快速保护的需求。

发明内容

本发明目的在于克服传统的手动调节隔离度不够的缺陷，调节精度低，操作繁琐以及安全系数低的问题，提供一种高压信号隔离的快速保护装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种高压信号隔离快速保护系统，包括：阈值发送模块，用于发送阈值通信信号；以及保护单元；

保护单元包括：

光纤电平转化模块，其输入端与阈值发送模块的输出端连接，用于将阈值通信信号转化为阈值光信号，当阈值光信号传输至ECRH系统后转化为阈值通信信号；

信号解码模块，其输入端与光纤电平转化模块的输出端连接，用于对阈值通信信号解码，输出阈值数字信号；

数模转化模块，其输入端与信号解码模块输出端连接，用于将阈值数字信号转化为阈值模拟信号；

电压比较模块，其第一输入端与数模转化模块输出端连接，第二输入端用于接收ECRH系统中保护信号，根据ECRH系统中保护信号与阈值模拟信号比较获得故障判断信号；以及

电光转化模块，其输入端与电压比较模块的输出端连接，根据故障判断信号确定是否输出光信号，光信号的有无用于控制系统是否输出切断高压电源信号。