CN209169946U - 一种可快速灭弧的电弧光保护设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力、石化、军工、轨道交通、工矿系统等技术领域，特别涉及一种可快速灭弧的电弧光保护设备；本实用新型包括电弧光探头、光电转换器、保护装置和灭弧装置；本实用新型通过电弧光探头检测到电弧光信号后通过传输光纤将该电弧光信号传输至光电转换器，由光电转换器转换成电信号传输至保护装置，再由保护装置将该电信号进行保护逻辑处理后发出控制信号并将该信号调制成光信号通过通信光纤传输至灭弧装置，通过灭弧装置将电弧熄灭，实现光控技术来进行灭电弧；本实用新型利用光控技术，实现快速灭弧，将电弧光故障造成的损失降低到最小。

Description

一种可快速灭弧的电弧光保护设备

技术领域

本实用新型涉及电力、石化、军工、轨道交通、工矿系统等技术领域，特别涉及一种可快速灭弧的电弧光保护设备。

背景技术

目前在我国电网结构中，35KV及以下电压等级的母线系统中，一般都没有装设母线保护，但是，由于中、低压母线上的出线多，操作频繁，运行电流大，故障过电压高，三相导体线间距离及与大地的距离比较近，容易受小动物危害，设备制造质量比高压设备差，运行条件恶劣，人为何操作错误等原因，导致中低压母线的故障率较高。

多年来，由于各种原因使开关设备严重烧毁，甚至发展成“火烧连营”，使主变压器遭受外部短路电流冲击而损坏，造成重大电网事故，究其原因大多是因为没有装设母线保护，传统的解决方法大多是采用带有较大延时的后背保护来切除母线上的故障，往往使故障被发展、扩大，从而造成巨大的经济损失。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种可快速灭弧的电弧光保护设备，其通过电弧光探头检测到电弧光信号后将该电弧光信号传输至光电转换器，由光电转换器转换成电信号传输至保护装置，再由保护装置将该电信号进行保护逻辑处理后发出控制信号并将该信号调制成光信号传输至灭弧装置，通过灭弧装置将电弧熄灭，实现光控技术来进行灭电弧。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：

一种可快速灭弧的电弧光保护设备，其与开关柜连接，其中，包括：

电弧光探头，安装在开关柜内，用于检测电弧光信号；

光电转换器，用于接收所述电弧光探头传输来的电弧光信号且将该电弧光信号转换成电信号；

保护装置，用于接收所述光电转换器传输来的电信号将该电信号转换成光信号；

灭弧装置，用于接收所述保护装置传输来的光信号且通过该光信号使所述灭弧装置工作，动触头与定触头快速闭合从而使电弧光熄灭。

作为本实用新型的一种改进，还包括：

传输光纤，用于将所述电弧光探头传输来的电弧光信号传输至所述光电转换器内；

通信光纤，用于将所述保护装置送出的光信号传输至所述灭弧装置。

作为本实用新型的进一步改进，还包括：

电流互感器，用于发送三相电信号至保护装置；

断路器，与所述保护装置电性连接。

作为本实用新型的更进一步改进，所述灭弧装置包括：

控制器，用于接收所述保护装置传输来的光信号且将该光信号转换成电信号，通过该电信号控制电容器放电；

电容器，用于充放电且与所述控制器电性连接；

快速真空开关，用于控制所述动触头与定触头闭合或开启；

其中，所述电容器与所述快速真空开关电性连接。

作为本实用新型的更进一步改进，所述灭弧装置还包括：

电容充电模块，用于给所述电容器进行充电。

作为本实用新型的更进一步改进，所述保护装置内设置有用于分析所述光电转换器传输来的电信号且将该电信号转换成光信号的分析模块。

作为本实用新型的更进一步改进，所述光信号为模拟光信号或数字光信号。

作为本实用新型的更进一步改进，所述光电转换器集成在所述保护装置内。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型通过电弧光探头检测到电弧光信号后将该电弧光信号传输至光电转换器，由光电转换器转换成电信号传输至保护装置，再由保护装置将该电信号进行保护逻辑处理后发出控制信号并将该信号调制成光信号通过通信光纤传输至灭弧装置，通过灭弧装置将电弧熄灭，其实现光控技术来进行灭电弧，根据保护的需求，也可在接到保护装置的开启命令后动触头与定触头快速打开，并且可以重复使用；本实用新型利用光控技术，实现快速灭弧，将电弧光故障造成的损失降低到最小。

附图说明

图1为本实用新型的可快速灭弧的电弧光保护设备的连接框图；

图2为本实用新型的可快速灭弧的电弧光保护设备的实施例一的连接框图；

图3为本实用新型的灭弧装置的内部连接框图；

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种可快速灭弧的电弧光保护设备，其与开关柜连接，包括：

电弧光探头，安装在开关柜需要检测电弧光的位置，用于检测电弧光信号；

光电转换器，用于接收电弧光探头传输来的电弧光信号且将该电弧光信号转换成电信号；

保护装置，用于接收光电转换器传输来的电信号并经过保护逻辑处理后发出控制信号并将该信号转换成光信号；保护装置也可以直接接收电弧光探头的电弧光信号；

灭弧装置，用于接收保护装置传输来的光信号且通过该光信号使所述灭弧装置工作，使得动触头与定触头快速闭合从而使电弧光熄灭。

与现有技术相比，本实用新型通过电弧光探头检测到电弧光信号后将该电弧光信号传输至光电转换器，由光电转换器转换成电信号传输至保护装置，再由保护装置将该电信号进行保护逻辑处理后发出控制信号并将该信号调制成光信号通过通信光纤传输至灭弧装置，通过灭弧装置将电弧熄灭，其实现光控技术来进行灭电弧，根据保护的需求，也可在接到保护装置的开启命令后动触头与定触头快速打开，并且可以重复使用。进一步，本实用新型的一种可快速灭弧的电弧光保护设备还包括：传输光纤，用于将所述电弧光探头传输来的电弧光信号传输至所述光电转换器内；电弧光探头传输来的电弧光信号也可直接传输至保护装置；

通信光纤，用于将所述保护装置传输的光信号传输至所述灭弧装置。

本实用新型提供灭弧装置的一种实施方式，灭弧装置包括：

控制器，用于接收保护装置传输来的光信号且将该光信号转换成电信号，通过该电信号控制电容器放电；

电容器充电模块，用于给电容器充电；

电容器，用于给快速真空开关提供电能且与控制器电性连接；

快速真空开关，用于控制所述动触头与定触头闭合或开启；

其中，电容器与快速真空开关电性连接。

如图3所示，在灭弧装置内，控制器、电容器充电模块、电容器和快速真空开关依次电性连接，控制器接收保护装置传输来的光信号且将该光信号转换成电信号，通过该电信号控制电容器放电，从而使快速真空开关控制动触头与定触头闭合，使得电弧熄灭。

进一步，灭弧装置还包括：

电容充电模块，用于给电容器进行充电，从而保障电容器的正常工作，使其具有快速重开启的功能，当快速真空开关闭合后，可以在1毫秒后重新开启，开启时间小于6毫秒。

在本实用新型中，灭弧装置接到保护装置的开启命令后，使动触头与定触头快速闭合从而使电弧光熄灭。

在本实用新型中，光电转换器也可以集成到保护装置中，控制器具有双向控制快速真空开关的功能。

在本实用新型中，快速真空开关，其动力为永磁机构或Thomson电磁斥力机构，具有双向工作的功能。

如图2所示，本实用新型提供一个实施例，该实施例的可快速灭弧的电弧光保护设备，包括电弧光探头、光电转换器、传输光纤、保护装置、通信光纤、灭弧装置、电流互感器和断路器；电弧光探头检测电弧光信号并通过传输光纤传输该电弧光信号至光电转换器，光电转换器将该电弧光信号转换成电信号并传输至保护装置，保护装置将该电信号转换成光信号并将该光信号通过通信光纤传输至灭弧装置，灭弧装置通过该光信号使灭弧装置内的动触头与定触头闭合从而使电弧光熄灭；同时电流互感器发送三相电信号至保护装置，保护装置控制断路器跳开；灭弧装置包括控制器、电容器、快速真空开关和电容充电模块，控制器，接收保护装置传输来的光信号且将该光信号转换成电信号，通过该电信号控制电容器放电，从而使快速真空开关控制动触头与定触头闭合。

在本实用新型中，保护装置内设置有用于分析光电转换器传输来的电信号且将该电信号转换成光信号的分析模块，此处，光信号为模拟光信号或数字光信号。

在本实用新型中，电弧光探头的受光零件选用的有机材料或无机材料，其对电弧光的辐射光谱具有漫反射扩散和匀光的作用，通过电弧光探头的几何形状实现电弧光探头正前方2∏立体度空间内的电弧光信号监视。电弧光探头的受光零件与光通信标准连接器件集成在一起，方便现场安装。

在本实用新型中，传输光纤可采用PMMA塑料光纤、石英多模光纤或石英大芯径光纤。

在本实用新型中，光电转换器可以接收多路电弧光信号，进行光电转换，并将转换后的电信号通过电网口或光网口传输到保护装置。

在本实用新型中，在开关柜内需要监视的位置安装电弧光探头，当发生电弧光故障时，通过传输光纤将采集到的电弧光信号传输至光电转换器或通过传输光纤直接传输至保护装置，由光电转换器传输至保护装置内再由保护装置完成保护逻辑处理后发出控制命令，该命令为光信号，通过通信光纤传输至快速灭弧装置，快速灭弧装置接收到保护指令后发出动作命令，使故障电弧快速熄灭，并结合采集到的电流互感器的电气量(三相电流IA、IB、IC)信号，跳开断路器。

本实用新型从接到保护装置的动作命令开始到快速真空开关闭合只需要3～5毫秒的时间，动触头与定触头快速闭合时，无弹跳现象。

本实用新型同时涉及了可以将光电转换器、保护装置和灭弧装置集成到标准屏柜中，形成电弧光保护系统模块化组合。

本实用新型用于电压等级在35KV以下配网的母线保护系统中，也可用于直流中低压配网保护系统中，本实用新型能够将故障电弧快速熄灭，保护人身安全，降低电弧光故障对一次设备造成的损失；其适用于变电站、电厂、工矿企业等场合的中、低压母线、变压器保护，也适用于舰船上的电动力系统保护。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种可快速灭弧的电弧光保护设备，其与开关柜连接，其特征在于，包括：

电弧光探头，安装在开关柜内，用于检测电弧光信号；

光电转换器，用于接收所述电弧光探头传输来的电弧光信号且将该电弧光信号转换成电信号；

保护装置，用于接收所述光电转换器传输来的电信号将该电信号转换成光信号；

灭弧装置，用于接收所述保护装置传输来的光信号且通过该光信号使所述灭弧装置工作，动触头与定触头快速闭合从而使电弧光熄灭。

2.根据权利要求1所述的一种可快速灭弧的电弧光保护设备，其特征在于，还包括：

传输光纤，用于将所述电弧光探头传输来的电弧光信号传输至所述光电转换器内；

通信光纤，用于将所述保护装置传输的光信号传输至所述灭弧装置。

3.根据权利要求1所述的一种可快速灭弧的电弧光保护设备，其特征在于，还包括：

电流互感器，用于发送三相电信号至保护装置；

断路器，与所述保护装置电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种可快速灭弧的电弧光保护设备，其特征在于，所述灭弧装置包括：

控制器，用于接收所述保护装置传输来的光信号且将该光信号转换成电信号，通过该电信号控制电容器放电；

电容器，用于充放电且与所述控制器电性连接；

快速真空开关，用于控制所述动触头与定触头闭合或开启；

其中，所述电容器与所述快速真空开关电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种可快速灭弧的电弧光保护设备，其特征在于，所述灭弧装置还包括：

电容充电模块，用于给所述电容器进行充电。

6.根据权利要求1所述的一种可快速灭弧的电弧光保护设备，其特征在于，所述保护装置内设置有用于分析所述光电转换器传输来的电信号且将该电信号转换成光信号的分析模块。

7.根据权利要求6所述的一种可快速灭弧的电弧光保护设备，其特征在于，所述光信号为模拟光信号或数字光信号。

8.根据权利要求1所述的一种可快速灭弧的电弧光保护设备，其特征在于，所述光电转换器集成在所述保护装置内。