CN204597237U

CN204597237U - 一种开关柜内电弧光保护装置

Info

Publication number: CN204597237U
Application number: CN201520330999.6U
Authority: CN
Inventors: 汪守飞
Original assignee: Hefei Ke Fei Electrical Technology Co Ltd
Current assignee: Hefei Ke Fei Electrical Technology Co Ltd
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2025-05-21

Abstract

本实用新型涉及一种开关柜内电弧光保护装置，包括进线柜内设置的主控制器、第一电流传感器、第一光敏传感器、第一超声波传感器和第一断路器，以及各出线柜内分别设置的从控制器、第二电流传感器、第二光敏传感器、第二超声波传感器和第二断路器，主、从控制器之间进行数据交互传输。上述技术方案中，通过采取综合判断方式，当电弧光发生时，故障相电流达到正常情况下数倍以上、空气电离产生耀眼的弧光及刺耳的超声波，以上3个条件作为判断依据，把各传感器采集到的数据送至主、从控制器综合分析判断后再进行相应的动作，从而在发生电弧光时对开关柜和整个电力系统进行保护和防止误判。

Description

一种开关柜内电弧光保护装置

技术领域

本实用新型涉及电力设备领域，具体涉及一种开关柜内电弧光保护装置。

背景技术

在6-35KV电力系统中，各种类型的开关柜因电气设备绝缘层老化、恶劣天气等各种原因造成开关柜内空气发生电离、温度急剧上升，继而产生电弧光而导致两相短路等母线故障。只要系统不断电，弧光一直存在并以每秒300～400米的速度爆发，摧毁途中的任何设备；甚至引起开关柜爆炸，并产生连锁反应从而导致整个电力系统瘫痪。

现有的电弧光保护方法，就是采取最快的速度切断故障电源。但是如何准确快速判断电弧光，如何以最快的速度切断电源，如何保护一整套电力系统预防开关柜内电弧光产生，这些都是急需解决的技术问题。现有市面上电弧光保护产品不少，但对电弧光的分析判断不准确，有的仅靠过电流和光强度分析判断电弧光，也有少数新的产品再加声波传感器分析，这些方案很容易因为人为因素造成控制装置误判而导致局部停电，例如开关柜门的打开的普通声音、灯光的照射、开关合闸等都能造成电弧光的误判。并且只能单一的保护开关柜，不能有效的保护整个电力系统。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种开关柜内电弧光保护装置，其可有效解决上述问题，在发生电弧光时对开关柜和整个电力系统进行保护。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案进行实施：

一种开关柜内电弧光保护装置，其特征在于：包括进线柜内设置的主控制器、第一电流传感器、第一光敏传感器、第一超声波传感器和第一断路器，以及各出线柜内分别设置的从控制器、第二电流传感器、第二光敏传感器、第二超声波传感器和第二断路器，主控制器接收第一电流传感器、第一光敏传感器、第一超声波传感器输入的信号进行分析处理并调控第一断路器的运行状态，从控制器接收第二电流传感器、第二光敏传感器、第二超声波传感器输入的信号进行分析处理并调控第二断路器的运行状态；主、从控制器之间进行数据交互传输。

上述技术方案中，通过采取综合判断方式，当电弧光发生时，故障相电流达到正常情况下数倍以上、空气电离产生耀眼的弧光及刺耳的超声波，以上3个条件作为判断依据，把各传感器采集到的数据送至主、从控制器综合分析判断后再进行相应的动作，从而在发生电弧光时对开关柜和整个电力系统进行保护和防止误判。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为第一、二超声传感器的电路示意图；

图3a为主、从控制器输出光信号的原理图；

图3b为主、从控制器输出脉冲电信号的原理图；

图3c为主、从控制器调控报警装置的原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本实用新型的一种或几种具体的实施方式，并不对本实用新型具体请求的保护范围进行严格限定。

本实用新型采取的技术方案如图1所示，一种开关柜内电弧光保护装置，包括进线柜10内设置的主控制器11、第一电流传感器、第一光敏传感器、第一超声波传感器和第一断路器，以及各出线柜20内分别设置的从控制器21、第二电流传感器20a、第二光敏传感器20b、第二超声波传感器20c和第二断路器，主控制器11接收第一电流传感器、第一光敏传感器、第一超声波传感器输入的信号进行分析处理并调控第一断路器的运行状态，从控制器21接收第二电流传感器20a、第二光敏传感器20b、第二超声波传感器20c输入的信号进行分析处理并调控第二断路器的运行状态；主、从控制器21之间进行数据交互传输。

当开关柜内有电弧光产生时，主、从控制器21中的一者同时采集到电流传感器的信号超过整定值，光敏传感器的信号超过整定值，超声波传感器的信号也超过整定值，则主、从控制器21采取相应的保护动作。主控制器11可控制高位电闸动作，从控制器21控制低位电闸动作。

进一步的方案为：主控制器11还与远程控制终端30相连接；主、从控制器21和第一、二电流传感器分别安装在进、出线柜20的母线室内，第一、二光敏传感器和第一、二断路器分别安装在进、出线柜20的断路器室内，第一、二超声波传感器分别安装在进、出线柜20的电缆室内；第一、二光敏传感器为陕西新正生产的XZCG-13-A型光敏传感器。第一、二电流传感器为HWGS-15型号的电流传感器；主控制器、从控制器可以采用合肥科菲电气技术有限公司生产的TDHG型控制器或者采用保定上为生产的ArcStopper型保护控制器。

主控制器11和各个从控制器21构成主从式结构，主、从控制器21之间采用光纤通信；主控制器11设485通信串口与远程控制终端30通信，实现远程监控。主、从控制器21分别设有光纤接口、电脉冲接口和继电器接口，连接原理如图3a、3b、3c所示。

第一、二超声波传感器分别包括压电陶瓷Y1、放大器OP37a、放大器OP37b、滤波器TL082和电阻R1、R5、R8、R10，压电陶瓷Y1的输出端和电阻R1的一端并接后连接电阻R2的一端，放大器OP37a的负极输入端分别连接电阻R3、R4的一端，电阻R2、R3的另一端通过电容C1相连接，放大器OP37a的正极输入端与电阻R5的一端相连接，放大器OP37a的输出端分别连接电容C2的一端、电阻R4的另一端；放大器OP37b的负极输入端分别连接电阻R6、R7的一端，电阻R6的另一端连接电容C2的另一端，放大器OP37b的正极输入端与电阻R8的一端相连接，放大器OP37b的输出端分别连接电容C3的一端、电阻R7的另一端，电容C3的另一端与电阻R9的一端相连接；滤波器TL082的负极输入端分别连接电阻R12、R13的一端，滤波器TL082的正极输入端分别连接电容C5的一端、电阻R10的一端，滤波器TL082的输出端分别连接电阻R13的另一端、电阻R11的一端、模数转换器AD的输入端；电容C5的另一端分别连接电阻R9的另一端、电容C4的一端、电阻R11的另一端；电阻R1、R5、R8、R10、R12的另一端以及电容C4的另一端均接地；模数转换器AD的输出端接主、从控制器。具体如图2所示，因电弧光产生的超声波频率高，传入的信号比较弱，为毫伏级，因此设计两级放大，共放大约5000倍。考虑到在复杂的工作环境中，为了防止不同频率的声波干扰，设计了由滤波器TL082构成的高精度带通滤波电路，对放大后的信号进行滤波，然后传输至模数转换器AD采样。

本实用新型采取综合判断方式，当电弧光发生时，故障相电流达到正常情况下数倍以上，空气电离产生耀眼的弧光及刺耳的超声波。主、从控制器21将以上条件作为判断依据，把各传感器采集到的数据进行综合分析判断后再执行相应的动作，避免误判。当从控制器21因电流过大或其它设备故障等因素导致不能跳开第二断路器时，可通过光纤向主控制器11发送信号，主控制器11跳开进线柜10内的第一断路器，从而保护出线柜20和整个电力系统的安全运行。主控制器11不仅通过光纤和各从控制器21间通讯，并采用标准工业485接口与远程控制终端30通信，实现远程控制。本实用新型提供的技术方案可广泛应用于中低压电力系统中，能有效预防6～35kv电力系统中开关柜内产生的电弧光对电力设备及操作人员造成的危害，对电力系统稳定安全运行起到良好的保护作用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本实用新型中记载内容后，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种开关柜内电弧光保护装置，其特征在于：包括进线柜内设置的主控制器、第一电流传感器、第一光敏传感器、第一超声波传感器和第一断路器，以及各出线柜内分别设置的从控制器、第二电流传感器、第二光敏传感器、第二超声波传感器和第二断路器，主控制器接收第一电流传感器、第一光敏传感器、第一超声波传感器输入的信号进行分析处理并调控第一断路器的运行状态，从控制器接收第二电流传感器、第二光敏传感器、第二超声波传感器输入的信号进行分析处理并调控第二断路器的运行状态；主、从控制器之间进行数据交互传输。

2.根据权利要求1所述的开关柜内电弧光保护装置，其特征在于：主控制器还与远程控制终端相连接。

3.根据权利要求1所述的开关柜内电弧光保护装置，其特征在于：主、从控制器和第一、二电流传感器分别安装在进、出线柜的母线室内，第一、二光敏传感器和第一、二断路器分别安装在进、出线柜的断路器室内，第一、二超声波传感器分别安装在进、出线柜的电缆室内。

4.根据权利要求1或2或3所述的开关柜内电弧光保护装置，其特征在于：第一、二光敏传感器为XZCG-13-A型光敏传感器。

5.根据权利要求1或2或3所述的开关柜内电弧光保护装置，其特征在于：第一、二超声波传感器分别包括压电陶瓷Y1、放大器OP37a、放大器OP37b、滤波器TL082和电阻R1、R5、R8、R10，压电陶瓷Y1的输出端和电阻R1的一端并接后连接电阻R2的一端，放大器OP37a的负极输入端分别连接电阻R3、R4的一端，电阻R2、R3的另一端通过电容C1相连接，放大器OP37a的正极输入端与电阻R5的一端相连接，放大器OP37a的输出端分别连接电容C2的一端、电阻R4的另一端；放大器OP37b的负极输入端分别连接电阻R6、R7的一端，电阻R6的另一端连接电容C2的另一端，放大器OP37b的正极输入端与电阻R8的一端相连接，放大器OP37b的输出端分别连接电容C3的一端、电阻R7的另一端，电容C3的另一端与电阻R9的一端相连接；滤波器TL082的负极输入端分别连接电阻R12、R13的一端，滤波器TL082的正极输入端分别连接电容C5的一端、电阻R10的一端，滤波器TL082的输出端分别连接电阻R13的另一端、电阻R11的一端、模数转换器AD的输入端；电容C5的另一端分别连接电阻R9的另一端、电容C4的一端、电阻R11的另一端；电阻R1、R5、R8、R10、R12的另一端以及电容C4的另一端均接地。

6.根据权利要求1或2或3所述的开关柜内电弧光保护装置，其特征在于：第一、二电流传感器为HWGS-15型号的电流传感器。