专利名称：电弧光保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电弧光保护领域，尤其涉及一种用于开关柜中的电弧光保护装置。
背景技术：
众所周知，开关柜内部弧光短路故障是配电系统中一种非常严重的故障，其破坏 力相当大。发生在开关柜内部的电弧燃烧释放巨大能量，使得电弧内部的温度可能达到几 千摄氏度，从而严重烧毁昂贵的开关设备。而且，在电弧燃烧时产生的短路电流冲击可损坏 主变压器，造成长时间停电。更严重的还会造成附近工作人员的人身伤亡事故。目前，在实际运行中的中低压开关柜及母线故障保护方案只要有以下三种(1)变压器后备过流保护方案。这是目前国内应用最广泛的中压母线保护方案。 由于主变后备保护的动作时限必须与出线及分段开关的过流保护按阶梯原则配合以提供 选择性，因而采用这种保护方案的母线故障的切除时间比较长，保护跳闸时间一般整定为 1. 5-2. 0秒，有的甚至长达2. 0-2. 6秒。显然它远不能满足在100毫秒内快速切除中压母线 故障的要求。(2)馈线过流保护闭锁变压器过流保护方案。这是随着近年来微机过流保护在中 压馈线的广泛应用，这种保护方案的动作速度有了一定的提高，达到300-400毫秒，但它仍 不能满足100毫秒切除中低压母线故障的要求。(3)采用环流原理的高阻抗母线保护方案。这是一种专用电流差动中压母线保护 方案，在国外某些重要项目中有时采用。该保护的典型动作时间为35毫秒-60毫秒，这比 上述两种方案快，总的故障清除时间大约在100毫秒左右，基本上满足动作快速性的要求。 但这种保护方案的保护范围由于受到电流互感器安装位置的限制而使保护范围受到限制， 不能保护到电缆室的电缆接头部分，而该处却是故障概率较高的地方。此外，这种保护方案 由于接线复杂，对电流互感器的要求高，不能提供故障定位，并且安装在6-35千伏的母线 上有很多困难，也很不经济等原因，因而也不适合中低压母线保护应用。因此，有必要提供一种电弧光保护装置来克服上述缺陷。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种原理简单、动作迅速可靠且能快速切除故障，保 证工作人员和配电设备的安全的电弧光保护装置。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电弧光保护装置，用于保护开关柜中 的开关设备，包括过流检测单元，用于将检测到的连接在位于电源和母线之间的进线或位 于所述母线和所述开关设备之间的馈线上的电流互感器的输出电流与设定电流进行比较 之后发送过流比较信号；弧光传感器，用于检测所述开关柜中的电弧光，并发送电弧光检测 信号；弧光检测辅助单元，用于采集并发送所述电弧光检测信号；主单元，用于根据接收到 的所述过流检测单元发送的所述过流比较信号和所述弧光检测辅助单元发送的所述电弧光检测信号发送跳闸信号；断路器，用于根据接收到的所述跳闸信号，切断所述开关设备与 所述母线之间的电连接。 较佳地，所述电弧光保护装置还包括拨码开关，用于根据接收到的所述弧光传感 器发送的所述电弧光检测信号通过所述弧光检测辅助单元发送编码信号给所述主单元。可 理解地，通过所述拨码开关可设置所述弧光传感器的地址编码，并通过所述弧光检测辅助 单元将所述地址编码发送给所述主单元，这样，所述主单元可识别出弧光故障发生的位置， 从而有利于及时检修和排除故障。 较佳地，所述电弧光保护装置还包括温度传感器，用于检测所述开关柜中的温度 并通过所述弧光检测辅助单元发送温度检测信号给所述主单元，所述主单元将接收到的所 述温度检测信号和期望温度比较后发出报警信号。可理解地，通过在所述开关柜中设置所 述温度传感器实时检测所述开关柜中的温度，并通过所述主单元对所述温度进行实时比较 后发出报警信号，以达到提前预警的作用，从而避免不必要的损失。较佳地，所述电弧光保护装置还包括断路器失灵保护单元，用于将检测到的所述 断路器的拒动信号，用于将检测到的所述断路器发出的拒动信号发送给所述主单元，所述 主单元根据接收到的所述拒动信号发出跳间指令给位于所述断路器上一级的上游断路器 将所述母线上的所有所述开关设备与供电电源之间的电连接切断。可理解地，通过设置所 述断路器失灵保护单元可实时检测所述断路器是否根据跳闸信号将故障切除，若未及时将 故障切除则及时通知所述主单元发送所述跳闸信号给连接在同一母线上的进线断路器将 母线上所有开关设备切除，以保护其它开关设备不受损坏。与现有技术相比，由于电弧光的变化明显且变化很快，因而本实用新型通过检测 开关柜内部发生故障时发生的电弧光，可快速判断是否发生故障，从而能快速将故障切除， 进而对开关柜内的开关设备进行有效地保护。另外，由于本实用新型同时采用电弧光检测 和过流检测来判断故障的发生，因而可准确判断开关柜内部是否发生故障，从而保证开关 设备的稳定运行。通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本 实用新型的实施例。
图1为本实用新型电弧光保护装置的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元 件。如图1，本实施例的电光弧保护装置包括过流检测单元10，用于将检测到的连接 在位于电源和母线之间的进线(未图示)或位于所述母线和所述开关设备之间的馈线(未 图示)上的电流互感器(未图示)的输出电流与设定电流进行比较之后发送过流比较信 号；弧光传感器20，用于检测所述开关柜中的电弧光，并发送电弧光检测信号；弧光检测辅 助单元30，用于采集并发送所述电弧光检测信号；主单元40，用于根据接收到的所述过流 检测单元10发送的所述过流比较信号和所述弧光检测辅助单元30发送的所述电弧光检测信号发送跳闸信号；断路器50，用于根据接收到的所述跳闸信号，切断所述开关设备(未图 示)与所述母线之间的电连接。优选地，所述电弧光保护装置还包括拨码开关60，用于根据接收到的所述弧光传 感器20发送的所述电弧光检测信号，通过所述弧光检测辅助单元30发送编码信号给所述 主单元40。可理解地，通过所述拨码开关60可设置所述弧光传感器20的地址编码，并通过 所述弧光检测辅助单元30将所述地址编码发送给所述主单元40，这样，所述主单元40可识 别出弧光故障发生的位置，从而有利于及时检修和排除故障。优选地，所述电弧光保护装置还包括温度传感器70，用于检测所述开关柜中的温 度并通过所述弧光检测辅助单元30发送温度检测信号给所述主单元40，所述主单元40将 接收到的所述温度检测信号和期望温度比较后发出报警信号。可理解地，通过在所述开关 柜中设置所述温度传感器70对所述开关柜中的温度进行实时检测，并通过所述主单元40 对所述温度进行实时比较后发出报警信号，从而达到提前预警的作用，以避免不必要的损 失。优选地，所述电弧光保护装置还包括断路器失灵保护单元80，用于将检测到的所 述断路器50发出的拒动信号发送给所述主单元40，所述主单元40根据接收到的所述拒动 信号发出跳闸指令给位于所述断路器50上一级的上游断路器90将所述母线上的所有所述 开关设备与供电电源之间的电连接切断。可理解地，通过设置所述断路器失灵保护单元80 可实时检测所述断路器50是否根据跳闸信号将故障切除，若未及时将故障切除则及时通 知所述主单元40发送所述跳闸信号给位于所述断路器50上一级的上游断路器90，将整个 母线上所有开关设备与供电电源之间的电连接切断，以保护其它开关设备不受损坏。可理解地，每个所述弧光检测辅助单元可接入5-10个所述弧光传感器20，每个所 述主单元可接入10个所述弧光检测辅助单元30。下面结合图1对本实用新型电弧光保护装置的工作原理作一详细地说明首先， 通过设置在所述开关柜中的所述温度传感器70实时检测所述开关柜中的温度，并通过所 述主单元40对所述温度进行实时比较后发出报警信号，以提前预警故障是否发生。接着， 一方面，所述过流检测单元10将检测到的连接在进线或馈线上的电流互感器上的电流与 设定电流进行比较，以判断所述电流互感器上的电流是否超限，若超限则发送一个过流比 较信号给所述主单元40作为所述主单元40发送跳间信号的一个逻辑信号。另一方面，所 述孤光传感器20实时检测所述开关柜中产生的电弧光，若检测到电弧光则通过所述弧光 检测辅助单元30发送电弧光检测信号给所述主单元40作为所述主单元40发送跳间信号 的另一个逻辑信号，与此同时，所述弧光传感器20还可以发送电弧光检测信号给所述拨码 开关60，通过所述拨码开关60对所述弧光传感器20进行编码，并通过所述弧光检测辅助 单元30将所述编码信号发送给所述主单元40以便于所述主单元40识别故障发生的位置。 当所述主单元40接收到所述过流检测单元10和所述弧光检测辅助单元30发送的两路逻 辑信号后，所述主单元40发出跳闸信号给所述断路器50，以切断故障。且同时，所述断路 器失灵保护单元80会实时检测所述断路器50通断情况，以判断所述断路器50是否跳闸成 功，若所述断路器50未跳闸成功，所述断路器失灵保护单元80将所述断路器50的拒动信 号发送给所述主单元40，所述主单元40根据接收到的所述断路器的拒动信号发送所述跳 闸指令给位于所述断路器50上一级的上游断路器90，将整个母线上所有开关设备与供电电源之间的电连接切断，以保护其它开关设备不受损坏。如上所述，由于电弧光的变化明显且变化很快，因而本实用新型通过检测开关柜 内部发生故障时发生的电弧光，可快速判断是否发生故障，从而能快速将故障切除，进而对 开关柜内的开关设备进行有效地保护。另外，由于本实用新型同时采用电弧光检测和过流 检测来判断故障的发生，因而可准确判断开关柜内部是否发生故障，从而保证开关设备的 稳定运行。以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭 示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。
权利要求1.一种电弧光保护装置，用于保护开关柜中的开关设备，其特征在于，所述电弧光保护 装置包括过流检测单元，用于将检测到的连接在位于电源和母线之间的进线或位于所述母线和 所述开关设备之间的馈线上的电流互感器的输出电流与设定电流进行比较之后发送过流 比较信号；弧光传感器，用于检测所述开关柜中的电弧光，并发送电弧光检测信号；弧光检测辅助单元，用于采集并发送所述电弧光检测信号；主单元，用于根据接收到的所述过流检测单元发送的所述过流比较信号和所述弧光检 测辅助单元发送的所述电弧光检测信号发送跳间信号；断路器，用于根据接收到的所述跳闸信号，切断所述开关设备与所述母线之间的电连接。
2.如权利要求1所述的电弧光保护装置，其特征在于，所述电弧光保护装置还包括拨 码开关，用于根据接收到的所述弧光传感器发送的所述电弧光检测信号通过所述弧光检测 辅助单元发送编码信号给所述主单元。
3.如权利要求1或2所述的电弧光保护装置，其特征在于，所述电弧光保护装置还包括 温度传感器，用于检测所述开关柜中的温度并通过所述弧光检测辅助单元发送温度检测信 号给所述主单元，所述主单元将接收到的所述温度检测信号和期望温度比较后发出报警信 号。
4.如权利要求1所述的电弧光保护装置，其特征在于，所述电弧光保护装置还包括断 路器失灵保护单元，用于将检测到的所述断路器发出的拒动信号发送给所述主单元，所述 主单元根据接收到的所述拒动信号发出跳间指令给位于所述断路器上一级的上游断路器 将所述母线上的所有所述开关设备与供电电源之间的电连接切断。
专利摘要本实用新型公开了一种电弧光保护装置包括过流检测单元，用于将检测到的连接在位于电源和母线之间的进线或位于母线和开关设备之间的馈线上的电流互感器的输出电流与设定电流进行比较之后发送过流比较信号；弧光传感器，用于检测开关柜中的电弧光，并发送电弧光检测信号；弧光检测辅助单元，用于采集并发送电弧光检测信号；主单元，用于根据接收到的过流检测单元发送的过流比较信号和弧光检测辅助单元发送的电弧光检测信号发送跳闸信号；断路器，用于根据接收到的跳闸信号，切断开关设备与母线之间的电连接。本实用新型的电弧光保护装置原理简单、动作迅速可靠且能快速切除故障，保证工作人员和配电设备的安全。
文档编号H02H7/22GK201846069SQ201020575398
公开日2011年5月25日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者刘斌 申请人:武汉东湖高新集团股份有限公司