[实用新型]光电式电弧光保护系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光电式电弧光保护系统。适用于电力行业中、低压开关柜母线的弧光故障保护。

背景技术

据早期国外统计资料表明，每年每1000台开关柜就有7台遭到损坏，故障率0.7％。农村配电网的概率更高，达1.2％。据《高压开关技术通讯》报道，单是手车柜，我国电力系统某年就有200多面柜烧毁。由于各国政府的重视和有关指令性文件、规程规定，俄罗斯和欧美等地的中压开关安装母线快速保护比率已经超过95％。国外著名的开关柜生产厂家，如Reyrolle、ABB、Siemens、Schneider、Moeller、Holec等，其中低压开关柜均有配套使用电弧光保护系统。

近年来，随着国内电力工业的高速发展，中压开关柜的应用数量越来越多，由于开关柜弧光短路故障引发的中压母线故障也日益增多；另一方面，用户对供电的可靠性要求也越来越高，国内一些专家也一直强调装设专用中低压母线保护的重要性，用户也希望可以提供一种造价较低、原理简单、适用于3KV～35KV的母线保护，以最大限度减少母线故障对设备的损害，提高供电可靠性。在这种背景下，电弧光保护系统在我国电力系统中的应用开始加速发展。

以下为国外的资料介绍的各种燃弧时间下对设备造成的损坏程度：

35ms：没有显著的损坏，一般可以在检验绝缘电阻后投入使用。

100ms：损坏较小，在开关柜再次投入运行以前需要进行清洁或可能的某些小的修理。

500ms：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。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对目前国内切断电弧故障的时间较长、故障破坏范围较大的情况，提供一种光电式电弧光保护系统，旨在可以在发生弧光故障的第一时间内切除母线和开关柜内部的故障，避免或减轻对开关及上游变压器设备和人身的损害，缩短设备修复时间，确保安全生产。

本实用新型所采用的技术方案是：光电式电弧光保护系统，具有母线，与母线电连接的开关柜，以及与母线顺次连接的断路器、电流互感器、变压器和另一个断路器，其特征在于：所述开关柜内分布有弧光传感器，弧光传感器通过光纤将检测到的光信号传导到主控单元和弧光单元上的光模块输入端，所述电流单元和弧光单元检测到的信号通过光纤和差分信号数据线传输到主控单元，电流单元的输入端与电流互感器相连，电源模块为整个光电式电弧光保护系统供电。

所述光纤采用单芯塑性纤维光纤。

所述弧光传感器由一个光纤适配器和用于过滤环境光源的散射过滤器组成。

所述电源模块为12V直流电源模块。

本实用新型的有益效果是：本保护系统能够保证中、低压开关柜在发生弧光故障时快速、有选择地断开故障线路，从根本上限制故障电弧的持续时间，消除短路弧光所造成的对人员、设备的危害，同时降低了由于故障扩大所造成的重大经济损失。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理示意图。

具体实施方式

如图1所示，本保护系统的外围器件有母线6，开关柜5与母线电连接，另外与母线顺次连接的还有断路器4、电流互感器3、变压器2和另一个断路器1。本保护系统主要包括：用于管理和控制系统的主控单元10、用于管理和控制电流检测功能的电流单元12、用于管理和控制弧光扩展功能的弧光单元13、用于给整个光电式电弧光保护系统供电的电源模块11，以及用于传输光信号的光纤7和用于检测弧光强度的弧光传感器。

所述弧光传感器分布在开关柜5内，弧光传感器由一个光纤适配器和用于过滤环境光源的散射过滤器组成。弧光传感器通过光纤7将检测到的光信号传导到主控单元10和弧光单元13上的光模块输入端，所述电流单元12和弧光单元13检测到的信号通过光纤和差分信号数据线传输到主控单元10，电流单元12的输入端与电流互感器3相连。电源模块11为整个光电式电弧光保护系统供电，电源模块11采用满足系统电源要求的12V直流电源模块。

为保证本保护系统在强电磁干扰条件下的鲁棒性和快速性，主控单元10、电流单元12、弧光单元13之间的保护信号传输均采用单芯塑性纤维光纤。单芯塑性纤维光纤易于安装和使用，光纤线传输抗电磁干扰，不需要特殊保护护套或其他保护设备。光纤可选择标准长度或由客户选择任意长度。光纤的使用确保了电弧光保护系统最小的响应时间。

本保护系统采用弧光检测和过电流检测双判据原理，其工作原理是：通过弧光传感器检测中低压开关柜中的弧光，如果同时电流单元检测到了过流信号，则被主控单元判断为产生了电弧光故障。一旦检测到电弧光故障，则本保护系统在1ms内发出跳闸指令，达到保护的目的。本光电式电弧光保护系统可按不同类型接线盒运行方式灵活编程。