[发明专利]一种电气柜弧光保护装置及保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种弧光保护装置及保护方法，特别涉及一种电气柜弧光保护装置及保护方法，属于电气设备领域。

背景技术

近年来，国内35kV及以下电压等级的变电所中、低压开关柜中弧光短路是配电网中最严重的故障之一，尤其是发生在中、低压开关柜内部的情形，由于电弧电阻的原因，短路电流往往达不到过电流、速断整定值而不能快速动作切断故障。开关柜的弧光短路故障若不能及时清除，发展为中压母线故障，将可能造成重要用户停电，甚至多组开关柜同时烧毁的“火烧连营”事故，主变压器由于遭受外部短路电流冲击也可能损坏。因此，在变电所中、低压开关柜内采取保护措施，快速检测事故发生时产生的弧光并及时切除故障，将会避免或降低故障引起的经济损失。

电弧产生的能量可高达8~60MW，它主要与电弧的燃烧时间以及短路电流的平方值成正比，影响燃烧时间其的它因素则包括柜体几何尺寸以及所使用的材料等等。电弧燃烧持续时间超过100ms，所释放的能量开始急剧增加，大约150ms左右电缆开始燃烧，200ms左右铜排燃烧，到了250ms左右（开关柜）钢材开始燃烧。目前，国内开关柜基本按照IEC-298国际标准设计，其内部最大承受燃弧时间100ms。

通过利用这种以弧光为主、过电流检测为辅助检测的弧光检测设备，大幅度地降低了因弧光产生的火灾，然而，由于一些电器设备是设置在密闭或不透光的地方，在这些地方发生的电弧光，光电传感器反而难以检测到发生电弧光的现象，仍然存在一些不安全的因素，如何才能将剩余的不安全因素消除掉，是电气技术人员一直关系的问题。

发明内容

针对一些电气设备是设置在密闭或不透光的地方，在这些地方发生的电弧光，光电传感器反而难以检测到发生电弧光的现象，仍然存在一些不安全的因素，本发明提供一种电气柜弧光保护装及保护方法，其目的是为了提高检测弧光检测几率，降低因弧光引起的电器设备火灾等事故，降低弧光引起的损失。

本发明的具体方案是：一种电气柜弧光保护装置，包括弧光传感器、声音传感器，所述弧光传感器设置于电气柜内壁，声音传感器设置于电气柜内密闭位置，电流传感器设置在与母线连接的变压器后和电气柜内断路器后，所述弧光传感器连接着弧光采集器，所述电流传感器连接着电流采集器，所述声音传感器连接着声音采集器，所述弧光采集器、电流采集器以及声音采集器分别连接着智能信号处理器，所述智能信号处理器通过出口继电器连接控制着断路保护器，所述弧光采集器包括光电转换放大器、所述电流采集器包括电流放大器，所述声音采集器包括声电转换放大器，所述智能信号处理器入口连接有上述光电转换放大器、电流放大器、声电转换放大器，电气柜的母线和馈线上设置有多个弧光电传感器和声音传感器，封闭或不透光位置设置有声音传感器，所述继电器采用半导体固态继电器。

一种电气柜弧光保护方法，包括弧光传感器、声音传感器，所述弧光传感器设置于电气柜内壁，声音传感器设置于电气柜内密闭位置，电流传感器设置在与母线连接的变压器后和电气柜内断路器后，所述弧光传感器连接着弧光采集器，所述电流传感器连接着电流采集器，所述声音传感器连接着声音采集器，所述弧光采集器、电流采集器以及声音采集器分别连接着智能信号处理器，上所述信号处理器通过出口继电器连接控制着断路保护器，具体保护方法采用检测A系统或检测B系统：

一、所采用的检测A系统为弧光和过电流检测相结合的保护方法，具体动作顺序如下：

A、电流传感器为电流互感器按照设定的频率对电流数值进行采集；

B、弧光传感器检测到弧光；

C、进行光电转换、电信号放大；

D、智能信号处理器对采集来的光电信号、过电流信号进行运算，运算结果与阈值比较；

E、智能信号处理器进行逻辑判断；

F、若需要发出信号，智能信号处理器将信号发到出口继电器上，

G、根据智能信号处理器发来的信号，对传感器相应位置进行智能断路保护，如果一半以上传感器有断路信号时，会切断主断路器；

二、所采用的检测B系统为过电流和声音检测相结合的保护方法，具体动作顺序如下：

A、电流传感器也就是电流互感器按照设定的频率对电流数值进行采集；

B、声音就传感器检测到弧光声音；

C、进行声电转换、电信号放大；

D、智能信号处理器对采集来的声电信号、过电流信号进行运算，运算结果与阈值比较；

E、智能信号处理器进行逻辑判断；

F、若需要发出信号，智能信号处理器将信号发到出口继电器上，