[发明专利]用于提供电弧闪光缓解的方法、系统和设备

说明书

本申请题为用于提供电弧闪光缓解的方法、系统和设备。提供了一种电力设备保护系统。电力设备保护系统包括被配置成监视第一电路的第一跳闸单元、被配置成监视在所述第一电路下游的第二电路的第二跳闸单元、被配置成检测电弧闪光的电弧闪光(AF)传感器、AF缓解装置、至少一个电流传感器和控制器。电力设备保护系统能够操作于第一模式和第二模式，其中在第一模式，所述控制器被配置成基于由所述AF传感器和所述至少一个电流传感器二者生成的信号激活所述AF缓解装置，并且其中，在所述第二模式，所述控制器被配置成基于由所述至少一个电流传感器和所述AF传感器中的至少一个生成的信号激活所述AF缓解装置。

技术领域

本文中描述的实施例一般涉及电弧闪光检测和缓解的系统和方法，并且更具体地涉及提供连续保护并且促进降低错误检测的电弧闪光检测和缓解系统。

背景技术

至少一些已知的电力分配电路(诸如开关柜单元)具有由诸如空气或气体或固态介电质的绝缘隔离的导体。然而，如果导体位置过于靠近，或者如果导体之间的电压超过导体之间的绝缘的绝缘性质，可能出现电弧闪光。例如，导体之间的绝缘可能电离化，这使绝缘导电，能够形成电弧闪光。

电弧闪光包括由于两相导体之间、一相导体和中性导体之间和/或一相导体和接地点之间的故障造成的能量的快速释放。电弧闪光可能以热、强光、压力波和/或声波的形式释放大量的足以损坏导体和相邻设备的能量。更具体地，电弧闪光温度可能达到或超过20,000℃，使导体和相邻的设备汽化。为了缓解在电弧闪光中造成的损坏，已知的电弧闪光缓解装置产生使电弧闪光能量消失的可控短路。然而，已知的电弧闪光缓解装置会在跳闸(也称作接合)之后明显中断电力分配电路的服务。例如，电力分配电路可能被中断，直到技术员手动检查、修理和/或复位系统。相应地，“意外跳闸(nuisance trips)”(即由错误地检测电弧闪光引起的跳闸)对电力分配电路的操作员强加大量的代价。

特别是，一些已知的电弧闪光缓解装置被设计成基于指示出现电弧闪光的测量电流而接合。然而，产生电弧闪光的故障的电流水平可能小于短路的电流水平，使得在一些标准的短路期间检测到电弧闪光。此外，标准的断路器可能不能够在电弧闪光缓解系统接合之前清除短路，中断了电力分配电路的服务。相应地，已知的基于电流的电弧闪光缓解装置可能在错误地检测电弧闪光之后中断服务，而电弧闪光可能是使用标准断路器可恢复的。

其它一些已知的电弧闪光缓解系统使用光传感器来检测电弧闪光过程中发射的光的存在。然而，这种传感器通常对低的光水平敏感，以致也检测非电弧闪光的光并触发电弧闪光缓解装置的“意外跳闸”。例如，典型的电弧闪光事件可能在距离电弧闪光事件三到四英尺的距离处产生量级在100,000勒克司的光通量的光，而已知的光传感器通常在700或更低勒克司饱和。在跳闸期间由断路器发出的光通过空间照明或通过直射阳光可能引起光传感器错误地检测到电弧闪光事件。

由于与“意外跳闸”关联的成本，许多已知的电弧闪光缓解装置只是在特定的时段操作，例如在技术员操作电力分配电路时。因此，需要能够连续操作、可靠地检测电弧闪光事件来缓解意外跳闸并且快速操作以促进预防对技术员和设备造成伤害的电弧闪光检测系统。

发明内容

在一方面，提供了一种电力设备保护系统。所述电力设备保护系统包括：第一跳闸单元，所述第一跳闸单元被配置成监视第一电路；第二跳闸单元，所述第二跳闸单元被配置成监视在所述第一电路下游的第二电路；电弧闪光(AF)传感器，所述电弧闪光传感器被配置成检测电弧闪光；AF缓解装置；至少一个电流传感器，以及控制器，所述控制器耦连到所述AF传感器和所述至少一个电流传感器。所述电力设备保护系统可操作于第一模式和第二模式，其中，在所述第一模式，所述控制器被配置成基于由所述AF传感器和所述至少一个电流传感器二者生成的信号激活所述AF缓解装置，并且，在所述第二模式，所述控制器被配置成基于由所述至少一个电流传感器和所述AF传感器中的至少一个生成的信号激活所述AF缓解装置。