CN203983943U - 一种电气柜弧光检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种电气柜弧光检测装置，属于电气设备领域，所述光传感器采用紫外线弧光传感器，电气柜中设置有多个所述紫外线弧光传感器，附近设置有断路保护器，电气柜的门上设置有多个镜面，所述重要的电器元件附近设置有多个温度传感器，作为辅助检测手段与紫外线弧光传感器配合使用，所述各种传感器与辅助单元连接，辅助单元与主单元连接，主单元与断路保护器以及遥控接收器连接，可以在100ms之内及时检测到弧光位置的断路保护器，能够防止发生火灾和爆炸等事故，能够减少不必要的损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种弧光检测装置，特别涉及一种电气柜弧光检测装置，属于电气设备领域。
背景技术
在35KV以下的开关柜为供电系统的供电枢纽。在发生内部故障时，是否能迅速地切除故障，对配电系统的安全运行至关重要。但是，目前有的单位中压母线尚没有配置任何专门的保护；而是由进线开关的相关后备保护来兼顾的，但是，进线开关与出线开关的保护需要相互配合：一般速断保护延时的级差至少为300毫秒，甚至500ms；而过流保护的配合级差更是长达1-2秒。所以，配电系统中压母线上所发生的任何故障都至少要延时切除。换句话说，现有中压母线能在第一时间切除故障的保护是难以保证安全的。鉴于中压电气柜的重要地位，任何故障的延时切除，都是发生事故的原因之一。因为开关柜内的各种故障，其短路电流所产生的电弧及其大量的高温，使柜内气体急剧膨胀，可在极短的时间内达到顶峰，严重危及人身和设备安全。
电弧光发生时产生的高温（弧光发生点的温度是19427℃）灼烧人员皮肤；强光刺伤眼睛；感电侵害肌肉、神经；爆破压力（爆破点压力为120kPa，而人体能承受的最大压力为7.5 kPa）造成人员的坠落及碎片飞射；爆破音造成人员的耳膜、内脏震动损伤；毒气伤害人员呼吸系统。 电弧光发生时产生的大量气体，其压力波可造成盘体变形、破碎；电弧可使铜排气化的体积膨胀，空气因高温而膨胀（压力为120kPa）；爆破音造成盘内强烈震动，使固定元件松脱。高温可造成电缆在100ms内燃烧、及所有绝缘材料的燃烧，造成铜排、铝在150ms内燃烧熔毁气化，并产生大量的浓黑有毒的烟气，这些含有大量碳黑烟气将以300M/s迅速扩散至整段母线和开关柜，造成所有一次和二次设备表面的严重污染，使得绝缘电阻为零。
由于开关柜为刚性连接，结构紧凑，空间有限，使得任何方式的清理工作，都将是耗时、费力的。更不用说受损设备的更换了。最为重要的是整段母线的停役，给客户会带来的经济损失将是无法估量的。同时要想使设备的绝缘完全恢复到原来的水平几乎是不可能的。 以下为相关资料介绍的各种燃弧时间下对设备造成的损坏程度：
35 ms 没有显著的损坏，一般可以在检验绝缘电阻后投入使用；
100ms 损坏较小，在开关柜再次投入运行以前需要进行清洁或可能的某些小的修理；
500ms 设备损坏很严重，在现场的人员也受到严重的伤害，必须更换部分设备更换。
按照IEC62271-200规定，开关柜承受内部燃弧时间仅为100ms。任何时间的延长，都将超出开关柜本身的设计承受极限。
为此，需要设计一种能够在100ms以内就能够切断电路的检测、断路保护系统。
在目前的检测系统中使用的是光检测传感器为主、过电流检测为辅的检测方法，然而，这种光检测传感器容易发生误动作，有时，难以检测到弧光，有时会将自然光误认为是弧光被检查，特别是在打开开关柜时，会误将自然光误判为弧光发生光电传感器报警的现象，带来了不应该有的紧张气氛，常常使人感到是一种无事报警的情况，反而真的报警时，也会使人们认为是一种误报警，放松了对报警的警惕性，有时会酿成重大事故。
另外，也有的情况是由于电气柜内隔离板等的原因，存在这传感器无法检测到的盲区，一旦检测不到就会带来事故隐患，会酿成大祸。
在开关柜抽屉内，弧光可以迅速的在10ms内达到3M远，速度之快，危害之大，如何才能得到准确的检测弧光，并能够及时的切断电源，避免造成严重火灾，将损失降低到最小，时间是个最主要的因素，是关系到财产以及人生安全的大事，这也是业内人员关心的一种大事。
发明内容
针对光检测传感器容易发生误动作，会误将自然光误判为弧光发生光传感器报警或难以检测到弧光的问题，本实用新型提供一种电气柜弧光检测装置，其目的是为了提高弧光检测准确率，减少误报警，降低弧光引起的损失。
本实用新型的技术方案是：一种电气柜弧光检测装置，包括电气柜主断路保护器、光传感器，所述光传感器采用紫外线弧光传感器，电气柜中设置有多个紫外线弧光传感器，所述紫外线弧光传感器附近设置有断路保护器，电气柜的门上与紫外线光传感器相同高度上，设置有多个镜面，电器元件附近设置有多个温度传感器，所述温度传感器作为辅助检测手段与紫外线弧光传感器配合使用，所述紫外线弧光传感器与温度传感器与辅助单元连接，辅助单元与主单元连接，主单元与断路保护器以及遥控接收器连接，所述主断路保护器位置设置有紫外线弧光传感器、温度传感器，并通过辅助单元与主单元连接，所述主单元上设置有遥控接收器，所述主单元包括电源模块、信号接收模块、演算模块、逻辑比较模块、信号发送模块、寄存器。
本实用新型具有的积极效果为：在电气柜中，通过设置具有检测短波紫外线的光传感器，提高了弧光检测效率，通过检测发生弧光时的温度，能够进行辅助判断产生弧光现象，通过在电气柜门内面设置镜面，能够将产生的弧光反射到电器柜内设置的紫外线光传感器上，提高了弧光的检测准确率，当发生报警时，操作人员可以通过设置在控制室的遥控反射器，解除报警或手动切断某个断路保护器及时进行维修，由于在装置的主单元上与断路保护器之间连接，可以在100ms之内及时检测到弧光位置的断路保护器，能够防止发生火灾和爆炸等事故，能够减少不必要的损失。
附图说明
图1 紫外线光传感器以及温度传感器的设置示意图。
具体实施方式
为了更好的理解和实行本实用新型的技术方案，在此提供本实用新型的一些实施例，这些实施实例为了更好的解释本实用新型所述的技术方案，不构成对本实用新型的任何形式限制。
以下参照图1 就本实用新型的技术方案进行说明，图中，1：主单元、2：辅助单元、3：变压器、4：主断路保护器、4a：主紫外线光传感器、4b：主温度传感器、5：断路保护器一、5a：紫外线光传感器一、5b：温度传感器一、6：断路保护器二、6a：紫外线光传感器二、6b：温度传感器二、7：断路保护器三、7a：紫外线光传感器三、7b：温度传感器三、8：遥控接收器。
在该弧光检测装置中，使用了短波紫外线光传感器，这种光传感器与一般的传感器的主要区别在于，该传感器时针对弧光的传感器，电气柜中产生的弧光器经分析研究，除了可见光外，具有丰富的紫外线，该紫外线以短波为主，这种传感器正是利用了弧光中丰富的短波紫外线开发的光传感器，利用这种传感器能够区别于自然光，即使打开电气柜门，也不会报警，消除了利用一般光传感器打开门就有报警现象的问题，在图1中，分别在断路器一5的附近设置了紫外线光传感器一5a、温度传感器一5b，在断路保护器二6的附近设置了紫外线光传感器二6a、温度传感器二6b，在断路保护器三7的附近设置了、紫外线光传感器三7a和温度传感器三7b，同理，在电气柜元件附近设置多个断路保护器、附近设置有紫外线光传感器以及温度传感器，为了防止因内部隔离板等将光线挡住，影响紫外线光传感器的正常检测，本实用新型中在电气柜的门内侧设置了多个平面镜，所述平面镜与电气柜内设置的紫外线光传感器之间相互对应，以此确保紫外线传感器的正常动作，当电气柜内产生弧光放电时，所处位置会温度升高，紫外线光传感器和温度传感器就会将信息发到辅助单元中，辅助单元2内设置有光电转换器以及信号放大器、温度信号转换器以及信号放大器，然后将每个传感器的所述地址在主单元1中存储，在主单元中具有信号接收模块、信号演算模块、逻辑比较模块、信号发送模块、寄存器等多种元件组成，在 主单元1中，将不同周波下产生的数值进行演算后，会得到一种数值，通过逻辑比较，如果该数值超过设置的范围，就会通过输出模块将信号传递到断路保护器中，使断路保护器切断电源，所述每个传感器的数值都会实时保存在寄存器中。
如果温度传感器和紫外线光传感器中的任意一个传感器单独发生温度过高或检测到弧光异常时，在设定的数值范围内，将会发生报警，报警时通过设置在主单元1附近的遥控接收器8发出信号，在遥控发射器中发出蜂鸣，遥控发射器设置在电器控制室，操作人员根据报警编号，进行断路器切断与否的遥控操作。如果同时检测到弧光、温度异常时，设备将会自动将所在位置的断路器切断，及时保护设备，防止异常情况的进一步蔓延，所述自动切断功能会在25ms以内将电源切断，能够防止不良状况的进一步发展，因此，该实用新型专利具有一定的安全保障。
所述主断路保护器4的附近设置有主紫外线光传感器4a、主温度传感器4b，当主断路保护器附近的紫外线光传感器4a、主温度传感器4b同时检测到信号时，将会自动切断主断路保护器4，或者在柜内一半以上光传感器和温度传感器度发出信号时，按照设定的个数，会自动将主断路保护器4切断，并通过遥控接收器发出信号，防止将电气柜或变压器3等损坏，这样可以及时保护电气设备的安全。
该检测装置 在电气柜中，通过设置具有检测短波紫外线的光传感器，提高了弧光检测效率，通过检测发生弧光时的温度，能够进行辅助判断产生弧光现象，通过在电气柜门内面设置镜面，能够将产生的弧光反射到电器柜内设置的紫外线光传感器上，提高了弧光的检测准确率，当发生报警时，操作人员可以通过设置在控制室的遥控反射器，解除报警或手动切断某个断路保护器及时进行维修，由于在装置的主单元上与断路保护器之间连接，可以在100ms之内及时检测到弧光位置的断路保护器，能够防止发生火灾和爆炸等事故，能够减少不必要的损失。
在以上详细介绍了本实用新型的各种具体实施例之后，本领域的普通技术人员应可清楚地了解，依据本领域的各种公知常识，根据本实用新型的思路可进行各种等同变化、等同替换或简单的修改，这些均应属于本实用新型技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种电气柜弧光检测装置，包括电气柜主断路保护器、光传感器，其特征在于：所述光传感器采用紫外线弧光传感器，电气柜中设置有多个紫外线弧光传感器，所述紫外线弧光传感器附近设置有断路保护器，电气柜的门上与紫外线光传感器相同高度上，设置有多个镜面，电器元件附近设置有多个温度传感器，所述温度传感器作为辅助检测手段与紫外线弧光传感器配合使用，所述紫外线弧光传感器与温度传感器与辅助单元连接，辅助单元与主单元连接，主单元与断路保护器以及遥控接收器连接。
2.根据权利要求1所述的一种电气柜弧光检测装置，其特征在于：所述主断路保护器位置设置有紫外线弧光传感器、温度传感器，并通过辅助单元与主单元连接。
3.根据权利要求1所述的一种电气柜弧光检测装置，其特征在于：所述主单元上设置有遥控接收器。
4.根据权利要求1所述的一种电气柜弧光检测装置，其特征在于：所述主单元包括电源模块、信号接收模块、演算模块、逻辑比较模块、信号发送模块、寄存器。
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