CN215911897U - 一种开关柜用电弧光保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开关柜用电弧光保护装置，包括安装于开关柜内部的电弧光保护机构，电弧光保护机构包括主控单元、弧光传感器和用于检测开关柜内母线电流的电流传感器；弧光传感器和电流传感器分别经弧光采集器和电流采集器与主控单元的数字信号输入端相连；或者，弧光传感器和电流传感器均与主控单元的模拟信号输入端相连；主控单元的输出端与跳闸继电器相连。本实用新型采用上述结构的开关柜用电弧光保护装置，监测电弧光信号，配合过流判断故障，其整组动作时间小于20ms，再加上断路器35‑60ms跳闸时间，可以最快的速度切断故障电源，将燃弧时间减到最少，从而减少设备财产的损失，保护工作人员的人身安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种中压开关柜母线电弧光保护技术，尤其涉及一种开关柜用电弧光保护装置。
背景技术
厂用/配电中压开关柜为全厂辅机/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，对全厂/配电系统的安全运行至关重要。但是，按目前的保护方案，存在以下几个问题：
①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；
②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300ms，甚至500ms；
③过流保护的配合级差更是长达1–2秒。
所以，厂用/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。但是现有的厂用中压母线能在第一时间切除故障的保护还是个空白。鉴于中压母线的重要地位，任何故障的延时切除，都是我们极为不愿意看到的状况。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。
开关柜发生内部弧光故障产生的短路功率可高达8～60MW，其产生的能量与电弧的燃烧时间、短路电流的平方值、柜体几何尺寸以及所使用的材料等因素有关，其中最主要的因素是短路故障电流及电弧燃烧的时间，资料介绍的各种燃弧时间下对设备造成的损坏程度：
①35ms没有显著的损坏，一般可以在检验绝缘电阻后投入使用；
②100ms损坏较小，在开关柜再次投入运行之前需要进行清洁或可能的某些小的修理；
③500ms设备损坏很严重，在现场的人员也受到严重的伤害，必须更换部分设备才可以再投入运行。
可知，电弧燃烧持续时间超过100ms，所释放的能量开始急剧增加，接着各种故障效应对开关设备的电缆、铜排以及钢材造成严重损坏，造成铜排、铝在150ms内燃烧熔毁气化，产生大量的浓黑有毒的烟气，这些含有大量碳黑烟气将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。同时电弧光发生时产生的高温，灼烧人员皮肤；强光刺伤眼睛；强电侵害肌肉、神经；爆破压力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。
且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，给全厂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。故急需一种开关柜用电弧光保护装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种开关柜用电弧光保护装置，监测电弧光信号，配合过流判断故障，其整组动作时间小于20ms，再加上断路器35-60ms跳闸时间，可以最快的速度切断故障电源，将燃弧时间减到最少，从而减少设备财产的损失，保护工作人员的人身安全。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种开关柜用电弧光保护装置，包括安装于开关柜内部的电弧光保护机构，所述电弧光保护机构包括主控单元、弧光传感器和用于检测所述开关柜内母线电流的电流传感器；
所述弧光传感器和所述电流传感器分别经弧光采集器和电流采集器与所述主控单元的数字信号输入端相连；或者，所述弧光传感器和所述电流传感器均与所述主控单元的模拟信号输入端相连；
所述主控单元的输出端与跳闸继电器相连。
优选的，所述电弧光保护机构还包括用于扩展输入的弧光电流采集器，所述弧光电流采集器与所述主控单元相连。
优选的，所述主控单元经485通讯单元与远程终端相通讯。
优选的，所述主控单元还与操作显示屏相连。
优选的，所述弧光传感器包括对应母线安装于所述开关柜隔板上的多个弧光探头。
因此，本实用新型采用上述结构的开关柜用电弧光保护装置，监测电弧光信号，配合过流判断故障，其整组动作时间小于20ms，再加上断路器35-60ms跳闸时间，可以最快的速度切断故障电源，将燃弧时间减到最少，从而减少设备财产的损失，保护工作人员的人身安全。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的实施例一种开关柜用电弧光保护装置的端子接线图；
图2为本实用新型的实施例一种开关柜用电弧光保护装置的判断逻辑图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围并不限于本实施例。
图1为本实用新型的实施例一种开关柜用电弧光保护装置的端子接线图，图2为本实用新型的实施例一种开关柜用电弧光保护装置的判断逻辑图，如图1和图2所示，本实用新型的结构包括安装于开关柜内部的电弧光保护机构，所述电弧光保护机构包括主控单元、弧光传感器和用于检测所述开关柜内母线电流的电流传感器；所述弧光传感器和所述电流传感器分别经弧光采集器和电流采集器与所述主控单元的数字信号输入端相连；或者，所述弧光传感器和所述电流传感器均与所述主控单元的模拟信号输入端相连；所述主控单元的输出端与跳闸继电器相连。
本实施例中：主控单元采用嵌入式安装方式，可测量3组电流，8路弧光，具有6路继电器输出，5路开关量输入；主控单元用于将自身检测到的数据信息及采集器传来的数据信息进行集中处理、判断，发出跳闸信号以切除故障，且可选弧光单判据或者弧光电流双判据。
弧光采集器可测量8路弧光，设置2继电器出口，2路开关量输入；弧光采集器用于采集到故障信号通过通讯接口传回主机，由主机做出判断是否发出跳闸指令。
电流采集器可测量2组电流采样，设置2个继电器出口，2路开关量输入；电流采集器用于将采集到故障信号通过通讯接口传回主机，由主机做出判断是否发出跳闸指令。
弧光电流采集器可测量3路弧光，三相电流采样，设置2个快速继电器,弧光采集器采集到故障信号通过通讯接口传回主机，由主机判断是否发出跳闸指令。
弧光传感器安装在柜内各间隔中，可实现由简单到复杂，有选择性的保护，弧光传感器作为光感应元件，在发生弧光故障时检测突然增加的光强，并将模拟光信号传给弧光单元或直接传给主控单元。
优选的，所述电弧光保护机构还包括用于扩展输入的弧光电流采集器，所述弧光电流采集器与所述主控单元相连。
优选的，所述主控单元经485通讯单元与远程终端相通讯。
优选的，所述主控单元还与操作显示屏相连。
优选的，所述弧光传感器包括对应母线安装于所述开关柜隔板上的多个弧光探头。
在使用过程中，当弧光传感器和电流传感器同时检测到弧光信号和过流信号后，向主控单元发送跳闸信号，主控单元接收到跳闸信号后，即向跳闸继电器发送跳闸指令，切断故障电源，从而减少燃弧时间。
本实施例所述的开关柜用电弧光保护装置技术指标和使用环境如下：
装置电源电压：AC/DC 85～265V；
装置功耗：主机：≤10W 分机：≤5W；
输出触点容量：继电器：5A 250V AC,5A 30V DC；
开关量输入：DC 110V 220V AC 220V；
电流采样精度：±5％。范围：0.1In～20In，瞬间20倍过流值(1A、5A可选)；
RS485通讯：波特率9600bps 19200bps 57600bps 115200bps可选；
工作环境温度：-10℃～+50℃ 运输极限环境温度：-40℃～+70℃；
贮存极限环境温度：-25℃～+55℃；
大气压强：86～106KPa；
弧光单判据反应时间：≤10ms；
弧光电流双判据反应时间：≤20ms；
适用范围：3kV～35kV；
环境湿度：5％～95％(装置内部不结露、结冰)；
污秽等级：不得有爆炸性气体和破坏绝缘性气体。
因此，本实用新型采用上述结构的开关柜用电弧光保护装置，监测电弧光信号，配合过流判断故障，其整组动作时间小于20ms，再加上断路器35-60ms跳闸时间，可以最快的速度切断故障电源，将燃弧时间减到最少，从而减少设备财产的损失，保护工作人员的人身安全。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种开关柜用电弧光保护装置，包括安装于开关柜内部的电弧光保护机构，其特征在于：所述电弧光保护机构包括主控单元、弧光传感器和用于检测所述开关柜内母线电流的电流传感器；
所述弧光传感器和所述电流传感器分别经弧光采集器和电流采集器与所述主控单元的数字信号输入端相连；或者，所述弧光传感器和所述电流传感器均与所述主控单元的模拟信号输入端相连；
所述主控单元的输出端与跳闸继电器相连。
2.根据权利要求1所述的一种开关柜用电弧光保护装置，其特征在于：所述电弧光保护机构还包括用于扩展输入的弧光电流采集器，所述弧光电流采集器与所述主控单元相连。
3.根据权利要求1所述的一种开关柜用电弧光保护装置，其特征在于：所述主控单元经485通讯单元与远程终端相通讯。
4.根据权利要求1所述的一种开关柜用电弧光保护装置，其特征在于：所述主控单元还与操作显示屏相连。
5.根据权利要求1所述的一种开关柜用电弧光保护装置，其特征在于：所述弧光传感器包括对应母线安装于所述开关柜隔板上的多个弧光探头。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122498628.7U CN215911897U (zh) | 2021-10-18 | 2021-10-18 | 一种开关柜用电弧光保护装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202122498628.7U CN215911897U (zh) | 2021-10-18 | 2021-10-18 | 一种开关柜用电弧光保护装置 |
Publications (1)
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| CN215911897U true CN215911897U (zh) | 2022-02-25 |
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ID=80312465
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| CN202122498628.7U Active CN215911897U (zh) | 2021-10-18 | 2021-10-18 | 一种开关柜用电弧光保护装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN215911897U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115632379A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-01-20 | 安徽得润电气技术有限公司 | 一种多途径检测的vcs隔离开关箱用电弧光保护系统 |
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2021
- 2021-10-18 CN CN202122498628.7U patent/CN215911897U/zh active Active
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