CN101477916A

CN101477916A - 固定式开关消弧装置

Info

Publication number: CN101477916A
Application number: CNA2009101160810A
Authority: CN
Inventors: 郭庆波; 郭耀华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2009-07-08

Abstract

本发明涉及一种固定式开关消弧装置，包括外壳，所述的外壳所围成的封闭空间内设有真空断路器，真空断路器的一端通过隔离开关K与三相主母线相连，真空断路器的另一端通过接地铜排接地。本实用新型采用分相控制的真空断路器取代熔丝式消弧装置中的高压限流熔断器和真空接触器，确保在小于额定短路开断电流的范围内开断各种相间短路电流，可靠性高，同时使得本装置可以多次重复使用，便于维护。

Description

固定式开关消弧装置

技术领域

本发明涉及一种固定式开关消弧装置。

背景技术

目前系统中应用的消弧装置为熔丝式消弧装置，其原理是将与高压限流熔断器串联的真空接触器的故障相接地，以熄灭接地电弧并消除弧光接地过电压，从而避免由单相弧光接地故障发展成为相间短路事故。真空接触器虽满足了消弧装置频繁操作的要求，但不能开断短路电流，当熔丝式消弧装置处于动作状态，故障相真空接触器已经合闸的情况下又发生另一相接地时，只能由高压限流熔断器来开断两相短路电流，这就不可避免地存在以下不足：首先，高压限流熔断器属于一次性使用的元件，每次熔断都需要及时更换备品，这不仅带来运行维护方面的麻烦，而且在没有更换备品之前系统将失去弧光接地保护；其次，由于需要在线电压下开断较小的两相短路电流，高压限流熔断器在开断过程中时常发生因能量过大而导致柜内相间短路的事故，将对系统的供电可靠性带来严重威胁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠性高、维护方便的固定式开关消弧装置。

为实现上述目的，本发明提供的一种固定式开关消弧装置，包括外壳，所述的外壳所围成的封闭空间内设有真空断路器，真空断路器的一端通过隔离开关K与三相主母线相连，真空断路器的另一端通过接地铜排接地。

本发明采用分相控制的真空断路器取代熔丝式消弧装置中的高压限流熔断器和真空接触器，确保在小于额定短路开断电流的范围内开断各种相间短路电流，可靠性高，同时使得本装置可以多次重复使用，便于维护。

附图说明

图1是本发明的电气一次系统接线图；

图2是本发明的内部结构示意图；

图3是本发明的外部结构示意图。

具体实施方式

一种固定式开关消弧装置，包括外壳，外壳10所围成的封闭空间内设有真空断路器20，真空断路器20的一端通过隔离开关K与三相主母线30相连，主母线30从穿墙套管70内穿出，真空断路器20的另一端通过接地铜排接地，真空断路器20可以在小于额定短路开断电流的范围内可靠开断各种相间短路电流，额定电流可以做到1250安培，满足了长期承受各类系统单相对地电容电流的需要，如图1、2、3所示。

结合图1、2，所述的真空断路器20包括第一、二、三真空断路器21、22、23，隔离开关K包括第一、二、三隔离开关K1、K2、K3，第一、二、三真空断路器21、22、23的上触头分别与第一、二、三隔离开关K1、K2、K3的一端相连，第一、二、三隔离开关K1、K2、K3的另一端分别接三相主母线30，隔离开关K的刀闸通过钢管90与处于外壳10外部的操作机构80相连，通过在外部控制操作机构80来控制内部隔离开关K的断开和闭合，保证了本装置的安全性，下拉操作机构80的手柄，隔离开关K处于断开状态，本装置断电；上推操作机构80的手柄，隔离开关K处于闭合状态，本装置带电。第一、二、三真空断路器21、22、23的下触头分别通过接地铜排接地，接地铜排从电流互感器CT中穿过并经接地孔11接地，以实现将非稳定的弧光接地故障快速转化为稳定的金属性接地。

结合图1、2、3，所述的电流互感器CT上附带电流表12，电流互感器CT的二次侧两端接在电流表12的两端后接地，电流表12设置在外壳10的表面上，本开关消弧装置动作后，用户可以通过电流表12直接读出系统单相接地故障的稳态电流值。高压熔断器40包括第一、二、三高压熔断器41、42、43，第一、二、三高压熔断器41、42、43的输入端分别通过第一、二、三隔离开关K1、K2、K3接三相主母线30，第一、二、三高压熔断器41、42、43的输出端与电压互感器PT的输入端连接，电压互感器PT的另一端接地。

结合图1、2，过电压保护器50的输入端分别接在第一、二、三高压熔断器41、42、43的输入端上，过电压保护器50的另一端接地。所述的过电压保护器50包括四个首端相接的氧化锌阀片，其中第一、二、三氧化锌阀片FR1、FR2、FR3的尾端分别串联第一、二、三放电间隙CG1、CG2、CG3后接在三个高压熔断器40的输入端上，第四氧化锌阀片FR4的尾端串联第四放电间隙CG4后接地。

结合图1、2，所述的外壳10所围成的封闭空间内还设有智能控制器60，智能控制器60采集电流互感器CT和电压互感器PT发出的电信号，控制真空断路器20执行相应动作。具体地说，智能控制器60通过对电压互感器PT的二次电压进行采集、判断，及时准确地对电网各种接地状态进行分析，并采取相应的动作，同时智能控制器60可以实现液晶显示、远程通信和数据保护等功能。智能控制器60在5毫秒之内快速准确地判断出故障类型和相别，加上真空断路器20的合闸时间，可以在系统发生单相弧光接地故障后的15毫秒左右动作，实现快速消弧，大大缩短了单相弧光接地故障的持续时间。当用户误接线或元件故障导致非故障相的真空断路器20误合闸时，或故障相真空断路器20动作之后另一相又发生接地时，智能控制器60通过电流互感器CT送出的电流信号，根据电流瞬时值和电流变化率的变化，可以在1毫秒左右判断出两相短路故障并向真空断路器20发出分闸命令，加上真空断路器20的分闸时间，整个开断时间可以控制6毫秒以内，即使因智能控制器60的误判断导致非故障相真空断路器20动作，也能够避免对系统的正常运行造成影响。

以下结合图1、2、3对本发明做进一步的说明。

当发生单相接地故障时，真空断路器20可在15毫秒左右动作，将故障相直接接地；若发生单相弧光接地故障，则可迅速熄灭接地电弧并将弧光接地过电压稳定在线电压的水平，能有效避免因弧光接地引发的相间短路事故以及因弧光接地过电压导致的铁磁谐振和避雷器爆炸等事故；若发生金属性接地故障，则可大大降低接触电压和跨步电压，有利于保障设备和人身安全。用户可通过设置在外壳10表面上的观察窗13观察本装置内部的工作情况。

当发生PT断线故障时，智能控制器60输出开关量接点信号，以便用户对有可能因PT断线导致误动作的继电保护进行闭锁，同时发出报警信号，智能控制器60面板显示故障类型(PT断线、故障接地)和相别，输出无源开关量接点信号。此外，本开关消弧装置具有事故追忆功能，可记录18次故障发生的时间和故障的类型。本开关消弧装置还配置了RS485接口，可按照用户提供的通讯规约进行数据传送。本开关消弧装置中的电压互感器CT可以向计量仪表和继电保护提供信号，可取代常规的PT柜。

综上所述，本发明的核心在于采用分相控制的快速真空断路器20取代熔丝式消弧装置中的高压限流熔断器和真空接触器，真空断路器的合闸时间可以控制在10毫秒左右，最大限度地缩短了弧光接地故障的持续时间；真空断路器的分闸时间在5毫秒左右，为在两相短路电流达到峰值之前开断故障打下基础，解决了执行元件的动作时间问题。同时，本装置能够在小于额定短路开断电流的范围内可靠开断各种相间短路电流，维护方便，节省了更换高压限流熔断器的费用。此外，由于减少了柜内元件，为结构尺寸的进一步小型化、积木化创造了条件。

Claims

1、一种固定式开关消弧装置，包括外壳，其特征在于：所述的外壳(10)所围成的封闭空间内设有真空断路器(20)，真空断路器(20)的一端通过隔离开关K与三相主母线(30)相连，真空断路器(20)的另一端通过接地铜排接地。

2、根据权利要求1所述的固定式开关消弧装置，其特征在于：所述的真空断路器(20)包括第一、二、三真空断路器(21、22、23)，隔离开关K包括第一、二、三隔离开关K1、K2、K3，第一、二、三真空断路器(21、22、23)的上触头分别与第一、二、三隔离开关K1、K2、K3的一端相连，第一、二、三隔离开关K1、K2、K3的另一端分别接三相主母线(30)，第一、二、三真空断路器(21、22、23)的下触头分别通过接地铜排接地，接地铜排从电流互感器CT中穿过，电流互感器CT接地。

3、根据权利要求1所述的固定式开关消弧装置，其特征在于：高压熔断器(40)包括第一、二、三高压熔断器(41、42、43)，三者的输入端分别通过第一、二、三隔离开关K1、K2、K3接三相主母线(30)，三者的输出端与电压互感器PT的输入端连接，电压互感器PT的另一端接地。

4、根据权利要求1所述的固定式开关消弧装置，其特征在于：过电压保护器(50)的输入端分别接在第一、二、三高压熔断器(41、42、43)的输入端上，过电压保护器(50)的另一端接地。

5、根据权利要求1所述的固定式开关消弧装置，其特征在于：所述的外壳(10)所围成的封闭空间内还设有智能控制器(60)，智能控制器(60)采集电流互感器CT和电压互感器PT发出的电信号，控制真空断路器(20)执行相应动作。

6、根据权利要求2所述的固定式开关消弧装置，其特征在于：所述的电流互感器CT的二次侧两端接在电流表(12)的两端后接地，电流表(12)设置在外壳(10)的表面上。

7、根据权利要求4所述的固定式开关消弧装置，其特征在于：所述的过电压保护器(50)包括四个首端相接的氧化锌阀片，其中第一、二、三氧化锌阀片FR1、FR2、FR3的尾端分别串联第一、二、三放电间隙CG1、CG2、CG3后接在三个高压熔断器(40)的输入端上，第四氧化锌阀片FR4的尾端串联第四放电间隙CG4后接地。