CN219458489U - 一种基于快速开关的消弧开关柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于快速开关的消弧开关柜，包括安装在开关柜仪表室内的控保装置、安装在开关柜母线室内的三相进线铜排、安装在开关柜开关室内的开关手车、以及安装在开关柜电缆室内的4PT电磁互感器、三相电流互感器、分相快速开关和零序电流互感器；控保装置检测能够采集三相电流互感器和零序电流互感器的电流信号以及4PT电磁互感器的电压信号，并控制开关手车、分相快速开关分合闸动作。本实用新型能够准确地判别故障类型和相别，并采取对应的分闸、合闸或跳闸操作，快速地消灭接地电弧，减少故障对人身以及设备的危害。

Description

一种基于快速开关的消弧开关柜

技术领域

本实用新型属于电网保护装置技术领域，具体涉及一种基于快速开关的消弧开关柜。

背景技术

随着配电网建设加速，电缆应用不断增加，系统的电容电流水平不断升高，城市配电网单条母线经常超过200A。当发生单相接地时，接地点电弧不能自行熄灭，反复燃弧，且有可能引起弧光过电压。弧光过电压会加剧电缆等固体绝缘的积累性破坏，导致PT烧毁或保险熔断，甚至造成避雷器爆炸；电弧燃烧时会直接破坏相间绝缘造成电缆击穿。

现有的开关柜一般采用中性点消弧线圈接地，而为了避免消弧线圈谐振，通常采取过补偿的方式，即接地点电流不能补偿为零，这样则会带来较大的危害：人或动物等经过接地点或接触故障线路会有致命风险，并且接地点电流不为零，燃弧易引发火灾。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于快速开关的消弧开关柜，以解决接地电弧带来的危害的问题。

本实用新型的一种基于快速开关的消弧开关柜是这样实现的：

一种基于快速开关的消弧开关柜，包括安装在开关柜仪表室内的控保装置、安装在开关柜母线室内的三相进线铜排、安装在开关柜开关室内的开关手车、以及安装在开关柜电缆室内的4PT电磁互感器、三相电流互感器、分相快速开关和零序电流互感器；

所述三相进线铜排依次与开关手车、三相电流互感器、分相快速开关串联，所述分相快速开关的一端与所述三相电流互感器连接，另一端三相短接后穿过所述零序电流互感器与接地铜排短接；

所述4PT电磁互感器的一端连接于分相快速开关与三相电流互感器的连接铜排处，另一端接地；

所述控保装置检测能够采集所述三相电流互感器和零序电流互感器的电流信号以及4PT电磁互感器的电压信号，并控制开关手车、分相快速开关分合闸动作。

进一步的，所述开关室位于所述开关柜的前侧，所述仪表室设置在开关室前侧的上方，所述母线室位于所述开关室的后侧，所述电缆室位于所述母线室和开关室的下方。

进一步的，所述开关手车的底部设置有滚轮。

进一步的，所述开关室的后壁上安装有三相静触头盒，所述三相静触头盒分别与三相进线铜排以及三相电流互感器相连，所述开关手车的梅花触指与所述三相静触头盒配合。

进一步的，所述分相快速开关位于所述开关室下方，且所述分相快速开关为固定式。

进一步的，所述分相快速开关包括电磁斥力机构和三相机械连锁机构。

进一步的，所述分相快速开关的下端口与所述三相电流互感器相连，上端口通过短接铜排短接并串联零序电流互感器后，经接地铜排接地。

进一步的，所述电缆室内还设置有避雷器，所述避雷器的一端连接于分相快速开关与三相电流互感器的铜排连接处，另一端接地。

进一步的，所述4PT电磁互感器包括三相熔断器、3PT三相电压互感器和1PT中性点零序电压互感器，

所述三相熔断器的一端连接在分相快速开关与三相电流互感器的短接铜排处，另一端与3PT三相电压互感器的一端连接，所述3PT三相电压互感器的另一端与1PT中性点零序电压互感器的一端连接，所述1PT中性点零序电压互感器的另一端接地。

采用了上述技术方案后，本实用新型具有的有益效果为：

(1)本实用新型通过控保装置对三相电流互感器、零序电流互感器以及4PT电磁互感器的信号采集，以及对分相快速开关和开关手车的控制，能够准确地判别故障类型和相别，并采取对应的分闸、合闸或跳闸操作，快速地消灭接地电弧，起到隔离开关柜短路故障的保护功能，减少故障对人身以及设备的危害；

(2)本实用新型通过4PT电磁互感器的设置，其不仅占用空间小，而且能够抑制接地暂态分合过程中电压互感器的谐振问题，确保保护功能正常。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型优选实施例的基于快速开关的消弧开关柜的内部结构图；

图2是本实用新型优选实施例的基于快速开关的消弧开关柜的分相快速开关的主视图；

图3是本实用新型优选实施例的基于快速开关的消弧开关柜的分相快速开关的侧视图；

图4是本实用新型优选实施例的基于快速开关的消弧开关柜的4PT电磁互感器的示意图；

图5是本实用新型优选实施例的基于快速开关的消弧开关柜的选相消弧功能示意图；

图6是本实用新型优选实施例的基于快速开关的消弧开关柜的隔离保护功能示意图；

图7是本实用新型优选实施例的基于快速开关的消弧开关柜的选线功能示意图；

图中：开关柜1，仪表室1-1，母线室1-2，开关室1-3，电缆室1-4，控保装置2，三相进线铜排3，开关手车4，滚轮4-1，梅花触指4-2，4PT电磁互感器5，三相熔断器5-1，3PT三相电压互感器5-2，1PT中性点灵虚电压互感器5-3，三相电流互感器6，分相快速开关7，电磁斥力机构7-1，三相机械连锁机构7-2，上端口7-3，下端口7-4，零序电流互感器8，三相静触头盒9，避雷器10。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-7所示，一种基于快速开关的消弧开关柜，包括安装在开关柜1仪表室1-1内的控保装置2、安装在开关柜1母线室1-2内的三相进线铜排3、安装在开关柜1开关室1-3内的开关手车4、以及安装在开关柜1电缆室1-4内的4PT电磁互感器5、三相电流互感器6、分相快速开关7和零序电流互感器8；所述三相进线铜排3依次与开关手车4、三相电流互感器6、分相快速开关7串联，所述分相快速开关7的一端与所述三相电流互感器6连接，另一端三相短接后穿过所述零序电流互感器8与接地铜排短接；所述4PT电磁互感器5的一端连接于分相快速开关7与三相电流互感器6的连接铜排处，另一端接地；所述控保装置2检测能够采集所述三相电流互感器6和零序电流互感器8的电流信号以及4PT电磁互感器5的电压信号，并控制开关手车4、分相快速开关7分合闸动作。

其中，所述开关室1-3位于所述开关柜1的前侧，所述仪表室1-1设置在开关室1-3前侧的上方，所述母线室1-2位于所述开关室1-3的后侧，所述电缆室1-4位于所述母线室1-2和开关室1-3的下方。

为了方便开关手车4的分闸，所述开关手车4的底部设置有滚轮4-1。

在开关柜1检修时，可将开关手车4向前移动，实现其与系统母线的隔离，保证检修的安装性。

为了实现三相进线母排与三相电流互感器6的连接，所述开关室1-3的后壁上安装有三相静触头盒9，所述三相静触头盒9分别与三相进线铜排3以及三相电流互感器6相连，所述开关手车4的梅花触指4-2与所述三相静触头盒9配合。

为了实现分相快速开关7的安装，所述分相快速开关7位于所述开关室1-3下方，且所述分相快速开关7为固定式。

固定式的分相快速开关7，能够节省其使用时所占用的空间，降低消弧开关柜的柜体深度，减少消弧开关柜的生产及使用成本。

所述分相快速开关7包括电磁斥力机构7-1和三相机械连锁机构7-2。

该分相快速开关7的三相可以同时分闸，而在合闸操作时，只能有一相处于合闸位置。

采用电磁斥力机构7-1的快速开关，可以实现快速合闸接地保护，有效地熄灭接地电弧，钳制故障点电压并实现故障选线，减少单相接地故障对人身、设备的危害。

为了实现分相快速开关7的连接，所述分相快速开关7的下端口7-4与所述三相电流互感器6相连，上端口7-3通过短接铜排短接并串联零序电流互感器8后，经接地铜排接地。

具体的，分相快速开关7的上端口7-3和下端口7-4均朝后设置，便于与设置于其后侧的三相电流互感器6以及零序电流互感器8相连。

为了保护消弧开关柜内的设备免受雷电伤害，所述电缆室1-4内还设置有避雷器10，所述避雷器10的一端连接于分相快速开关7与三相电流互感器6的铜排连接处，另一端接地。

现有的消弧开关柜一般采用电压互感器，其配备有阻尼谐振器，但是阻尼谐振器在消谐暂态过程中无法测得零序及谐波电压，不能保证保护功能是否正常，是否存在误动或拒动的情况，并且阻尼谐振器过热失效后无法检测识别消谐功能是否失效，在电压等级提高后阻尼谐振器容量体积增加较大，使用极其不便。

因此，在本申请中选用了4PT电磁互感器5，所述4PT电磁互感器5包括三相熔断器5-1、3PT三相电压互感器5-2和1PT中性点零序电压互感器5-3，所述三相熔断器5-1的一端连接在分相快速开关7与三相电流互感器6的短接铜排处，另一端与3PT三相电压互感器5-2的一端连接，所述3PT三相电压互感器5-2的另一端与1PT中性点零序电压互感器5-3的一端连接，所述1PT中性点零序电压互感器5-3的另一端接地。

4PT电磁互感器5，能够抑制接地暂态分合过程中电压互感器的谐振问题，相比较目前常用的阻尼消谐器，一是在消谐暂态过程中仍可测得零序及谐波电压，确保保护功能正常不会误动或拒动，二是阻尼谐振器过热失效后无法监测识别消谐功能是否失效，三是电压等级提高后阻尼谐振器的容量体积受限，而4PT电磁互感器5的较小体积则更具有优势。

如图5所示，消弧开关柜正常工作状态时，开关手车4为合位，分相快速开关7三相均为分位，例如当电网系统发生C相接地故障时，控保装置2通过4PT电磁互感器5检测到系统母线中性点对地电压达到装置启动电压时，可以准确判别故障相别，并控制对应相的分相快速开关7的C相快速合闸，实现钳制故障点电压，并快速有效熄灭接地电弧的作用。

如图6所示，消弧开关柜正常工作状态时，开关手车4为合位，分相快速开关7三相均为分位，例如控保装置2通过三相电流互感器6检测到消弧开关柜内发生AB相接地短接或相见短路故障时，可以控制开关手车4保护分闸，起到隔离本柜短路故障的保护功能。

如图7所示，控保装置2还采集本柜系统母线的其他出线间隔，如线路1、线路2、线路3的零序电流，例如当线路3的C相接地故障时，控保装置2通过检测系统母线电压与各出线间隔的零序电流，可以准确判断故障线路为线路3，并发出告警，或跳闸对应故障线路3。

本发明所提供的消弧开关柜，当单相接地故障发生时，能够判别故障类型和相别，并控制故障相分相快速开关7闭合，实现快速有效地熄灭接地电弧，钳制故障点电压并实现故障选线，减少单相接地故障对人身、设备的危害。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种基于快速开关的消弧开关柜，其特征在于，包括安装在开关柜(1)仪表室(1-1)内的控保装置(2)、安装在开关柜(1)母线室(1-2)内的三相进线铜排(3)、安装在开关柜(1)开关室(1-3)内的开关手车(4)、以及安装在开关柜(1)电缆室(1-4)内的4PT电磁互感器(5)、三相电流互感器(6)、分相快速开关(7)和零序电流互感器(8)；

所述三相进线铜排(3)依次与开关手车(4)、三相电流互感器(6)、分相快速开关(7)串联，所述分相快速开关(7)的一端与所述三相电流互感器(6)连接，另一端三相短接后穿过所述零序电流互感器(8)与接地铜排短接；

所述4PT电磁互感器(5)的一端连接于分相快速开关(7)与三相电流互感器(6)的连接铜排处，另一端接地；

所述控保装置(2)检测能够采集所述三相电流互感器(6)和零序电流互感器(8)的电流信号以及4PT电磁互感器(5)的电压信号，并控制开关手车(4)、分相快速开关(7)分合闸动作。

2.根据权利要求1所述的基于快速开关的消弧开关柜，其特征在于，所述开关室(1-3)位于所述开关柜(1)的前侧，所述仪表室(1-1)设置在开关室(1-3)前侧的上方，所述母线室(1-2)位于所述开关室(1-3)的后侧，所述电缆室(1-4)位于所述母线室(1-2)和开关室(1-3)的下方。

3.根据权利要求1所述的基于快速开关的消弧开关柜，其特征在于，所述开关手车(4)的底部设置有滚轮(4-1)。

4.根据权利要求1所述的基于快速开关的消弧开关柜，其特征在于，所述开关室(1-3)的后壁上安装有三相静触头盒(9)，所述三相静触头盒(9)分别与三相进线铜排(3)以及三相电流互感器(6)相连，所述开关手车(4)的梅花触指(4-2)与所述三相静触头盒(9)配合。

5.根据权利要求1所述的基于快速开关的消弧开关柜，其特征在于，所述分相快速开关(7)位于所述开关室(1-3)下方，且所述分相快速开关(7)为固定式。

6.根据权利要求1所述的基于快速开关的消弧开关柜，其特征在于，所述分相快速开关(7)包括电磁斥力机构(7-1)和三相机械连锁机构(7-2)。

7.根据权利要求1所述的基于快速开关的消弧开关柜，其特征在于，所述分相快速开关(7)的下端口(7-4)与所述三相电流互感器(6)相连，上端口(7-3)通过短接铜排短接并串联零序电流互感器(8)后，经接地铜排接地。

8.根据权利要求1所述的基于快速开关的消弧开关柜，其特征在于，所述电缆室(1-4)内还设置有避雷器(10)，所述避雷器(10)的一端连接于分相快速开关(7)与三相电流互感器(6)的铜排连接处，另一端接地。

9.根据权利要求1所述的基于快速开关的消弧开关柜，其特征在于，所述4PT电磁互感器(5)包括三相熔断器(5-1)、3PT三相电压互感器(5-2)和零序1PT中性点零序电压互感器(5-3)，

所述三相熔断器(5-1)的一端连接在分相快速开关(7)与三相电流互感器(6)的短接铜排处，另一端与3PT三相电压互感器(5-2)的一端连接，所述3PT三相电压互感器(5-2)的另一端与1PT中性点零序电压互感器(5-3)的一端连接，所述1PT中性点零序电压互感器(5-3)的另一端接地。