[实用新型]一种具有防雷隔离与防火预警功能的无源滤波装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能质量检测管理技术领域，特别涉及一种具有防雷隔离与防火预警功能的无源滤波装置。

背景技术

电弧是一种气体放电现象，是电流通过某些绝缘介质所产生的瞬间火花。随着我国经济水平的提高，生活用电量增加迅速，配电系统也越来越复杂。由于配电线路空间有限，配电箱中许多导线捆绑一起，当用电处于过负荷状态时会使得电缆绝缘受到损害，进而产生故障电弧引发电气火灾。另外，当线路与线路之间接触不良或环境因数的影响，出现用电通断情况时，连接点处会产生故障电弧进而引发火灾。由于故障电弧的电压有效值与非故障时电压有效值接近，当发生故障电弧时，保护装置将很难发现。

无源滤波器是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可除去某一次或多次谐波，是最普通易于采用的而无源滤波器结构，其结构简单、成本低廉、运行可靠、费用低等优点广泛应用于系统的谐波治理。无源滤波器分为单调谐滤波器、双调谐滤波器和高通滤波器。

然而，由于无源滤波装置的安装，电流中的高频谐波分量有可能被滤除导致原有故障电弧检测设备无法正常检测到故障电弧，影响故障电弧检测设备的正常工作。

与此同时，随着我国工业生产的不断进步，自动化控制水平也越来越高，越来越多的集散控制系统及智能仪表广泛应用，为了防止这些自动化产品受到雷击灾害，电力系统采取大量避雷接地措施，通常在防雷地和保护地之间装设地电位反击隔离，以防雷击时，由于地电位反击对保护地连接设备造成损害。地电位反击隔离通常在没有浪涌电流时呈现低阻抗，出现浪涌电流时呈现高阻抗，对雷电流起到隔离作用。然而地电位反击隔离设备也有可能会对故障电弧产生的高频电流产生隔离作用，影响故障电弧检测设备的正常工作。

因此，当地电位反击隔离设备，故障电弧检测设备，无功补偿设备独立运行时，有可能互相产生不利影响，造成难以估计的损失。

实用新型内容

为了解决背景技术中所述问题，本实用新型提供一种具有防雷隔离与防火预警功能的无源滤波装置，所述装置将故障电弧的电流检测与无源滤波的电流检测部分进行共享，采用同一检测信号，使用共同的主控制单元同时进行故障电弧分析和谐波含量计算，使装置能够在故障电弧特征电流被滤波前被采样出来，保证故障电弧的准确检测。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种具有防雷隔离与防火预警功能的无源滤波装置，是一种兼具地电位反击隔离、防火预警、无源滤波功能的装置，包括电压传感器、电流传感器、采样电路、信号处理电路、主控MCU、电弧故障报警电路、开关量隔离输出电路、晶闸管驱动电路、晶闸管开关、电容、电感和地电位反击隔离模块。

所述的主控MCU通过信号处理电路和采样电路连接电压传感器和电流传感器，主控MCU还连接电弧故障报警电路和晶闸管驱动电路，同时还通过晶闸管驱动电路连接晶闸管开关，主控MCU通过驱动电路控制晶闸管开关的导通或关断，从而通过晶闸管开关控制主回路中电容和电感的投切。

主控MCU将同一电压和电流采样信号分别经过故障电弧分析和谐波电流分析后，分别进行故障电弧报警输出和TSF投切输出；使装置能够在故障电弧特征电流被滤波前被采样出来，保证故障电弧的准确检测。

所述地电位反击隔离模块由一个雷电流频率阻抗器构成，串联安装在防雷地与保护地之间形成雷电隔离保护，在正常情况下呈现低阻抗，保证设备的正常安全接地；当雷电流从防雷地端反击时，在雷电流频率下，该元件呈现出高阻抗，隔离雷电的反击，迫使雷电流只能向地网进行泄放，使得保护地端免遭雷电反击危害，当雷电流泄放完成后，该防雷隔离元件又恢复到低阻抗状态。

所述的主控MCU在输出故障电弧报警的同时还通过开关量隔离输出电路控制电源断路器的断开，故障时切断电源。

所述的电容和电感串联星型连接于三相交流电源端，并且在电容和电感中间连接有晶闸管开关。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的一种具有防雷隔离与防火预警功能的无源滤波装置，将故障电弧的电流检测与无源滤波的电流检测部分进行共享，采用同一检测信号，使装置能够在故障电弧特征电流被滤波前被采样出来，保证故障电弧的准确检测。

2、本实用新型的一种具有防雷隔离与防火预警功能的无源滤波装置，利用同一主控MCU对同一电流数据进行处理，分别计算故障电弧特征值和谐波含量，分别对故障电弧报警电路和滤波的晶闸管驱动电路进行控制，完美的实现了用单个设备实现两种功能的同时兼顾使用，有效解决由于滤波装置的使用而造成故障电弧被漏判、误判的问题。