CN107884667B - 一种三相输配电线路电弧性短路的监测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三相输配电线路电弧性短路的监测方法及装置，适用于三相四线制的输配电线路中，该方法通过采集输配电线路在发生电弧性短路时的超声波段电相角变化，实现输配电线路的电弧性短路监测，该监测装置包括电抗器和耦合器，电抗器设置有三条等效阻抗相等的磁路，三条磁路的绕组和耦合器的初级绕组的一端共接，三条磁路绕组的另一端和耦合器初级绕组的另一端分别接三相输配电线路的A线、B线、C线和N线，耦合器的次级绕组的两端为信号输出端，本发明采集输配电线路中任一线路发生电弧性短路时产生的电相角的超声波频段微小变化，实现对输配电线路故障或用户设备故障所造成的电弧性短路监测，具有电路结构简单，精度高等优点。

Description

一种三相输配电线路电弧性短路的监测方法及装置
技术领域
本发明涉及一种三相四线制交流电力线路电弧性短路的监测方法和设备，属于输配电电力线路监测及电气消防安全领域。
背景技术
目前，在电气火灾监控领域通过采集剩余电流和温度实现，准确度不高，不能满足错综复杂配电网络及用电设备实时防控要求。目前相对较好的产品有国外的“AFCI”，但只是用户端单相电弧性引燃信号采集，且只能应用在用户端采集，且其技术保密。国内对电弧性引燃火灾尚在起步阶段，我国于2015年6月1日实施了GB14287.4—2014《电气火灾监控系统 第四部分：故障电弧探测器》标准,随后一些新产品应运而生，但普遍为用户端或是参数单一固定，其特性类同于“AFCI”，同样不能完全满足三相输配电线路错综复杂需求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种电路结构简单，精度高的三相输配电线路电弧性短路的监测方法及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种三相输配电线路电弧性短路的监测方法，适用于三相四线制的输配电线路中，该方法通过采集输配电线路在发生电弧性短路时的超声波段电相角变化，实现输配电线路的电弧性短路监测。
一种三相输配电线路电弧性短路的监测装置，包括电抗器和耦合器，所述电抗器设置有三条等效阻抗相等的磁路，所述三条磁路的绕组和耦合器的初级绕组的一端共接，所述三条磁路绕组的另一端和耦合器初级绕组的另一端分别接三相输配电线路的A线、B线、C线和N线，所述耦合器的次级绕组的两端为信号输出端。
所述三条磁路的宽度和截面积相等。
所述三条磁路的等效阻抗远远小于所述耦合器的等效阻抗，具体来说，所述耦合器D2的等效阻抗为三条磁路的等效阻抗10倍以上。
本发明的有益效果是：本发明采集输配电线路中任一线路发生电弧性短路时产生的电相角的超声波频段微小变化，实现对输配电线路故障或用户设备故障所造成的电弧性短路监测，具有电路结构简单，精度高等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的电路结构及接线示意图。
图2是本发明的等效电抗图。
具体实施方式
一种三相输配电线路电弧性短路的监测方法，适用于三相四线制的输配电线路中，该方法采用星形接线方式，通过电抗器和耦合器采集三相四线制线路的电压电相角，任一输配电线路在发生电弧性短路时，星形接线的中心点会产生超声波段的电压电相角变化，通过检测该电相角的变化可以实现输配电线路的电弧性短路监测。
参照图1，一种三相输配电线路电弧性短路的监测装置，包括电抗器D1和耦合器D2，所述电抗器D1设置有三条等效阻抗相等的磁路（三条磁路的宽度和横截面的截面积相等），所述三条磁路的绕组（分别为编号1-8、2-9、3-10）的一端和耦合器D2的初级绕组（4-5）的一端共接（8、9、10、5端共接），所述三条磁路绕组的另一端（分别为1、2、3端）和耦合器D2初级绕组的另一端（4端）分别接三相输配电线路的A线、B线、C线和N线，所述耦合器D2的次级绕组的两端（6、7端）为信号输出端，三条磁路的等效阻抗ZA、ZB、ZC应该远远小于耦合器的等效阻抗ZV，具体来说，所述耦合器D2的等效阻抗为三条磁路各自的等效阻抗10倍以上。
参照图2，没有电弧性短路时，ZO点的矢量电压为零，Z4点的电压为零，当输配电线路中任一线路发生电弧性短路时，电相角发生微分的特性变化，该变化落在超声波频段，在耦合器的等效阻抗ZV上产生矢量电压信号，采集该电压信号就能够实现对输配电线路故障或用户设备故障所造成的电弧性短路监测，具有电路结构简单，精度高等优点。

Claims (3)

1.一种三相输配电线路电弧性短路的监测方法，适用于三相四线制的输配电线路中，其特征在于该方法通过采集输配电线路在发生电弧性短路时的超声波段电相角变化，实现输配电线路的电弧性短路监测；该方法采用的装置包括电抗器（D1）和耦合器（D2），所述电抗器（D1）设置有三条等效阻抗相等的磁路，所述三条磁路的绕组的一端和耦合器（D2）的初级绕组的一端共接，所述三条磁路绕组的另一端和耦合器（D2）初级绕组的另一端分别接三相输配电线路的A线、B线、C线和N线，所述耦合器（D2）的次级绕组的两端为信号输出端；所述三条磁路的宽度和截面积相等。
2.根据权利要求1所述的三相输配电线路电弧性短路的监测方法，其特征在于所述三条磁路的等效阻抗小于所述耦合器（D2）的等效阻抗。
3.根据权利要求1所述的三相输配电线路电弧性短路的监测方法，其特征在于所述耦合器（D2）的等效阻抗为三条磁路的等效阻抗10倍以上。
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