CN104917158A - 开关柜电弧光检测保护*** - Google Patents

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武海涛
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崔涛
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Abstract

本发明公开了开关柜电弧光检测保护***,其特征在于:包括若干电弧光探测装置和若干电流互感器,所述电弧光探测装置和电流互感器连接有主控单元,所述主控单元连接有若干断路器。主控单元检测电弧光探测装置和电流互感器的信号,通过弧光和过流双判据,确定开关柜内电路是否发生故障,如果检测到故障,断路器工作,停止故障线路通电。由于采用了上述技术方案,本发明成本低,故障检测功能强大,最主要的是可以快速切除故障以限制故障电弧的持续时间,从根本上限制故障电弧,消除其各种效应对设备和人员的危害,并最大限度地降低弧光对开关设备的损坏程度,同时阻断故障的发展,应用前景广阔。

Description

开关柜电弧光检测保护***
技术领域
本发明涉及电弧光保护设备领域,具体的说涉及开关柜电弧光检测保护***。
背景技术
相对于输电线路、发电机、电动机和变压器等电气设备,开关柜闪络的故障几率是比较低的。但由于开关柜母线绝缘子或断路器、隔离开关套管发生闪络、运行人员误操作,中低压母线受小动物危害等原因,开关柜闪络故障时有发生。而通常开关柜是密封的,内部连接着母线,母线上接有较多的电气元件,母线故障时将会使所有这些电气元件停电,其影响面积大,后果严重。目前在我国35kV以下电压等级的中低压母线,无论其出线条数多少、复杂程度如何,一般都没有装设专门的母线保护。而开关柜内部弧光故障是配电***中一种非常严重的故障,它的发生会造成灾难性的后果,其内部电弧燃烧释放的巨大能量所产生的各种故障电弧效应,严重烧毁昂贵的开关设备,短路电流冲击可损坏主变压器,造成长时间停电。更严重的是,它还会造成附近工作人员的伤亡事故。就目前应用的中低压母线短路保护方案而言,不能满足开关柜内部电弧光故障快速动作的要求,需要引进新的专用保护方案以解决现代电力***及厂矿企业提高供电可靠性,减少停电时间的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷,提供一种快速检测电弧光发生,并确定电弧光发生位置的开关柜电弧光检测保护***。
为解决上述问题,本发明所采用的技术方案是:
开关柜电弧光检测保护***,其特征在于:包括若干电弧光探测装置和若干电流互感器,所述电弧光探测装置和电流互感器连接有主控单元,所述主控单元连接有若干断路器。主控单元检测电弧光探测装置和电流互感器的信号,通过弧光和过流双判据,确定开关柜内电路是否发生故障,如果检测到故障,断路器工作,停止故障线路通电。
作为一种改进,所述主控单元连接有后台监控装置。方便控制和监控多个开关柜工作。主控单元将弧光分为紧急、一般、轻微三个档次汇报至后台监控装置,发出声光报警提醒值班员注意。其中弧光紧急状态下,主控单元可以不带时限与断路器过流主保护联动,断开故障点,以限制故障的蔓延,减少损失。
作为一种改进,所述电弧光探测装置连接有电弧光扩展单元,所述电弧光扩展单元与主控单元连接。
作为一种改进,所述电弧光探测装置包括外壳,所述外壳内设有光学探测器,所述外壳上设有若干通光管,所述通光管朝向光学探测器,所述通光管靠近光学探测器一端设有荧光板或磷光板。朝向发生电弧处的通光管底部发出荧光。
作为一种改进,若干荧光板或磷光板的出光频率差别设置,所述光学探测器能够检测光线频率。根据荧光板或磷光板的出光频率的差别,一个光学探测器通过测量频率即可确定电弧光发生的准确位置,比检测发光方向的光学探测器结构简单,价格更低。同时由于磷光板在的发光效果,工作人员也方便目视确定故障方向。
作为一种改进,所述外壳为球形。探测角度大。
作为一种改进,所述通光管的横截面为多边形。
作为一种改进,所述通光管的横截面为六边形。通光管排列更密集紧凑。
作为一种改进,所述通光管靠近光学探测器的一端设有底板,所述底板透光设置。
作为一种改进,所述底板为玻璃板。
由于采用了上述技术方案,本发明成本低,故障检测功能强大,最主要的是可以快速切除故障以限制故障电弧的持续时间,从根本上限制故障电弧,消除其各种效应对设备和人员的危害,并最大限度地降低弧光对开关设备的损坏程度,同时阻断故障的发展,应用前景广阔。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
附图1为本发明开关柜电弧光检测保护***的结构示意图;
附图2为本发明开关柜电弧光检测保护***中电弧光探测装置的结构示意图;
附图3为本发明开关柜电弧光检测保护***中电弧光探测装置的内部结构示意图。
图中:1-电流互感器;2-电弧光探测装置;3-断路器;4-后台监控装置;5-电弧光扩展单元;6-主控单元;7-光学探测器;8-通光管;9-底板。
具体实施方式
实施例:
如图1到3所示,开关柜电弧光检测保护***,其特征在于:包括若干电弧光探测装置2和若干电流互感器1,所述电弧光探测装置2和电流互感器1连接有主控单元6,所述主控单元6连接有若干断路器3,所述断路器3采用高速继电器。所述主控单元6连接有后台监控装置4。所述电弧光探测装置2连接有电弧光扩展单元5,所述电弧光扩展单元5与主控单元6连接。
所述电弧光探测装置2包括外壳,所述外壳内设有光学探测器7,所述外壳上设有若干通光管8,所述通光管8朝向光学探测器7,所述通光管8靠近光学探测器7一端设有荧光板或磷光板。
若干荧光板或磷光板的出光频率差别设置,所述光学探测器7能够检测光线频率。
所述外壳为球形。也可以为其他形状。
所述通光管8的横截面为六边形。也可以为其他形状,如圆形、四边形。
所述通光管8靠近光学探测器7的一端设有底板9,所述底板9透光设置。所述底板9为玻璃板。也可以为网状结构。
本发明在使用时安装在开关柜内。
采用在开关柜内安装电弧光检测仪,解决了开关柜内弧光采集的问题;
采用高速继电器,使装置在8ms以内快速动作出口,避免了弧光造成的危害;
采用弧光和电流相结合的智能判断方式,避免了电弧光保护误动作;
解决了弧光与电流双判据情况下快速出口的问题。
采用专用软件监控平台,让值班员第一时间检测到闪络故障开关柜。
技术经济指标
额定数据:
额定电流:交流电流5A或1A
额定频率50Hz
热稳定性:交流电流回路:长期运行       2In
10s  20In
1s   40In
弧光照度测量范围:
弧光照度(自然光):500Lux~20kLux;
弧光照度(紫外光):0.1~1.999×105μw/cm2;
功耗:
交流电流回路:In=5A时每相不大于1VA;In=1A时每相不大于0.5VA;
保护电源回路:正常工作时,不大于10W;保护动作时,不大于15W。
环境条件:
环境温度:
工作:-10℃~+55℃。
储存:-25℃~+70℃,相对湿度不大于80%,周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性及***性气体的防雨、防雪的室内;在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆转的变化,温度恢复后,装置应能正常工作。
相对湿度:最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为25℃且表面不凝露。最高温度为+40℃时,平均最大湿度不超过50%。
大气压力:80kPa~110kPa(相对海拔高度2km以下)。
抗干扰性能:
脉冲群干扰试验:能承受GB/T14598.13-1998规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波(第一半波电压幅值共模为2.5kV,差模为1kV)脉冲群干扰试验。
快速瞬变干扰试验:能承受GB/T14598.10-1997第四章规定的严酷等级为Ⅳ级的快速瞬变干扰试验。
辐射电磁场干扰试验:能承受GB/T14598.9-2002第四章规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验。
静电放电试验:能承受GB/T14598.14-1998中4.1规定的严酷等级为Ⅳ级的静电放电试验。
电磁发射试验:能承受GB/T14598.16-2002中4.1规定的传导发射限值及4.2规定的辐射发射限值的电磁发射试验。
工频磁场抗扰度试验:能承受GB/T17626.8-1998第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的工频磁场抗扰度试验。
脉冲磁场抗扰度试验:能承受GB/T17626.9-1998第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的脉冲磁场抗扰度试验。
阻尼振荡磁场抗扰度试验:能承受GB/T17626.10-1998第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的阻尼振荡磁场抗扰度试验。
浪涌抗扰度试验:能承受IEC 60255-22-5:2002第4章规定的严酷等级为Ⅳ级浪涌抗扰度试验。
传导骚扰的抗扰度试验:能承受IEC 60255-22-6:2001第4章规定的射频场感应的传导骚扰的抗扰度试验。
工频抗扰度试验:能承受IEC 60255-22-7:2003第4章规定的工频抗扰度试验。
绝缘性能:
绝缘电阻:各带电的导电电路分别对地(即外壳或外露的非带电金属零件)之间,交流回路和直流回路之间,交流电流回路之间,用开路电压为500V的测试仪器测试其绝缘电阻值不应小于100MΩ。
介质强度:装置通信回路和24V等弱电输入输出端子对地能承受50Hz、500V(有效值)的交流电压,历时1min的检验无击穿或闪络现象;其余各带电的导电电路分别对地(即外壳或外露的非带电金属零件)之间,交流回路和直流回路之间,交流电流回路之间,能承受50Hz、2kV(有效值)的交流电压,历时1min的检验无击穿或闪络现象。
冲击电压:装置通信回路和24V等弱电输入输出端子对地,能承受1kV(峰值)的标准雷电波冲击检验;其各带电的导电端子分别对地,交流回路和直流回路之间,能承受5kV(峰值)的标准雷电波冲击检验。
机械性能:
振动响应:装置能承受GB/T 11287-2000中4.2.1规定的严酷等级为I级振动响应检验。
冲击响应:装置能承受GB/T 14537-1993中4.2.1规定的严酷等级为I级冲击响应检验。
振动耐久:装置能承受GB/T 11287-2000中4.2.2规定的严酷等级为I级振动耐久检验。
冲击耐久:装置能承受GB/T 14537-1993中4.2.2规定的严酷等级为I级冲击耐久检验。
碰撞:装置能承受GB/T 14537-1993中4.3规定的严酷等级为I级碰撞检验。
各整定元件工作范围及误差:
定值整定范围:
交流电流:0.1In~20In。
定值误差:
电流:<±2.5%fs。
延时元件整定范围及误差:
时限:0s~2s(含2s)范围内不超过40ms;
2s~100s范围内不超过整定值的±2%。

Claims (10)

1.开关柜电弧光检测保护***,其特征在于:包括若干电弧光探测装置(2)和若干电流互感器(1),所述电弧光探测装置(2)和电流互感器(1)连接有主控单元(6),所述主控单元(6)连接有若干断路器(3)。
2.根据权利要求1所述的开关柜电弧光检测保护***,其特征在于:所述主控单元(6)连接有后台监控装置(4)。
3.根据权利要求1所述的开关柜电弧光检测保护***,其特征在于:所述电弧光探测装置(2)连接有电弧光扩展单元(5),所述电弧光扩展单元(5)与主控单元(6)连接。
4.根据权利要求1到3其中之一所述的开关柜电弧光检测保护***,其特征在于:所述电弧光探测装置(2)包括外壳,所述外壳内设有光学探测器(7),所述外壳上设有若干通光管(8),所述通光管(8)靠近光学探测器(7)一端设有荧光板或磷光板。
5.根据权利要求4所述的开关柜电弧光检测保护***,其特征在于:若干荧光板或磷光板的出光频率差别设置,所述光学探测器(7)能够检测光线频率。
6.根据权利要求4所述的开关柜电弧光检测保护***,其特征在于:所述外壳为球形。
7.根据权利要求4所述的开关柜电弧光检测保护***,其特征在于:所述通光管(8)的横截面为多边形。
8.根据权利要求7所述的开关柜电弧光检测保护***,其特征在于:所述通光管(8)的横截面为六边形。
9.根据权利要求4所述的开关柜电弧光检测保护***,其特征在于:所述通光管(8)靠近光学探测器(7)的一端设有底板(9),所述底板(9)透光设置。
10.根据权利要求4所述的开关柜电弧光检测保护***,其特征在于:所述底板(9)为玻璃板。
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