專利名稱：開關柜中用于饋線電纜的電弧光保護系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種改進的中低壓開關柜電弧光保護系統(tǒng)，屬保護技術領域。
背景技術：
開關柜內部弧光故障是配電系統(tǒng)中一種非常嚴重的短路故障，如果不采取及時有 效的監(jiān)測和保護措施，往往會造成嚴重的經濟損失。因此，有必要在開關柜中進行電弧光監(jiān) 測與保護。為防止誤動作，中低壓開關柜電弧光保護系統(tǒng)需要根據(jù)過電流和電弧光雙重判據(jù) 來判斷弧光故障。它利用安裝在開關柜母線室的隔板上的電弧光傳感器采集電弧光信號， 并通過進線電流互感器采集過電流信號，只有當系統(tǒng)同時采集到弧光信號和過電流信號 時，才會通過進線開關柜的斷路器切斷進線電源，防止電弧光故障進一步蔓延。但是，當開關柜饋線電纜段發(fā)生電弧光故障時，由于無法檢測電弧光信號，電弧光 保護系統(tǒng)不能及時發(fā)現(xiàn)并切斷開關柜進線電源。只有當饋線電纜故障向上蔓延到母線室， 系統(tǒng)采集到弧光信號時才會實施保護，這樣就大大增加了電弧光故障所造成的損失。此外， 傳統(tǒng)電弧光保護系統(tǒng)不能判別電弧光故障所在的饋線電纜，只要動作就會切斷整段母線的 供電電源，導致所有饋線電纜全部斷電，造成重大的經濟損失，違背了電力系統(tǒng)安全可靠供 電的原則。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足、提供一種開關柜中用于饋線電纜的 電弧光保護系統(tǒng)。本實用新型所述問題是以下述技術方案實現(xiàn)的—種開關柜中用于饋線電纜的電弧光保護系統(tǒng)，它包括弧光傳感器、電流信號采 集電路、單片機和繼電器；所述弧光傳感器設置兩個，分別安裝在電纜室和斷路器室的隔板 上，弧光傳感器的輸出端連接信號轉換電路，后者輸出送至第一或門；所述電流信號采集電 路包括多個電流采集單元，每個電流采集單元包括三個電流互感器，分別接同一路饋線電 纜的三個相線，其輸出信號端連接至第二或門，第二或門輸出端與第一或門輸出端均連接 至與門，與門的輸出端連接至單片機的一個輸入端；所述繼電器控制饋線電纜所接斷路器， 其控制線圈接單片機的輸出端。上述開關柜中用于饋線電纜的電弧光保護系統(tǒng)，所述信號轉換電路包括上拉電 阻、光敏三極管和反相器，所述光敏三極管的輸人端接弧光傳感器的輸出端，光敏三極管的 輸出端接反相器的輸入端，反相器的輸出端為弧光電信號的輸出端。上述開關柜中用于饋線電纜的電弧光保護系統(tǒng)，在每個電流互感器的輸出端設有 信號調理電路，所述信號調理電路包括整流橋和A/D轉換器，所述整流橋的輸入端接電流 互感器的輸出端，輸出端經穩(wěn)壓電路接A/D轉換器的輸入端，所述A/D轉換器輸出調理后的 電流信號。[0010]本實用新型在電纜室和斷路器室的隔板上分別安裝一個弧光傳感器，用于監(jiān)測電 纜室和斷路器室內的電弧光故障。當系統(tǒng)發(fā)生電弧光故障時，無論故障位于開關柜的哪個 部位，弧光信號都能被保護系統(tǒng)監(jiān)測到，大大提高了保護系統(tǒng)的可靠性。同時，由于電流信 號采集電路可分別監(jiān)測各路饋線電纜中的過電流，因而本裝置還能根據(jù)故障所在的具體位 置，通過繼電器來切斷故障饋線電纜的斷路器，不僅有效防止了故障蔓延，而且不會影響其 它饋線電纜的正常供電，降低了電弧光故障所造成的經濟損失。

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以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。圖1是弧光傳感器的安裝示意圖；圖2是本實用新型的電原理圖。圖中各標號為JC0、開關柜進線斷路器JC1 JC3、饋線電纜斷路器；BH、電弧光 保護系統(tǒng)；G1、G2、弧光傳感器；P1、P2、反相器；CT0、開關柜進線電流互感器；CT1、CT2、CT3、 饋線電纜電流互感器；07\、0^、0^、同一路饋線電纜的三相電流互感器；Q1、Q2、光敏三極 管；U1、第一或門；U2、與門；U3、單片機；U4、第二或門；U5、第三或門力6、價、邯3/1)轉換 器；ZQ1、ZQ2、ZQ3、整流橋；J、保護繼電器；LED、報警燈；D1、D2、D3、穩(wěn)壓二極管；R1 R5、電 阻。
具體實施方式
本實用新型只保護開關柜內饋線電纜段部分(即斷路器室和電纜室)，開關柜外 部接線不在保護范圍之內。傳統(tǒng)的電弧光保護系統(tǒng)均未在斷路器和電纜室安裝弧光傳感 器，而電纜室卻是故障高發(fā)部分，原因有以下幾種1、電纜頭手工制作，長期運行，絕緣老化；2、電纜頭壓接質量不好，接觸電阻大，長期運行電纜頭局部過熱；3、饋線電纜開關頻繁操作；4、電纜長期運行，絕緣質量下降。因此，在電纜室安裝弧光傳感器是非常必要的。參看圖2，弧光傳感器G1(G2)的輸出端接光敏三極管Q1(Q2)的輸入端，由光敏三 極管和上拉電阻R1(R2)構成的轉換電路將弧光傳感器G1(G2)所輸出的光信號轉換成電 信號，該信號被送入反相器P1(P2)的輸入端，反相器PI (P2)的輸出端輸出與弧光傳感器 G1(G2)輸出的光信號同步的電信號。U1是第一或門，其輸出端信號為有效弧光信號。三個 電流互感器CTA、CTB、CTC采集同一路饋線電纜的三相過電流信號，ZQ1、ZQ2、ZQ3為三個整 流橋，用于將三個電流互感器CTA、CTB、CTC采集的交流信號轉換成直流信號。穩(wěn)壓二極管 Dl、D2、D3與電阻Rl、R2、R3構成三個穩(wěn)壓電路；U6、U7、U8是三個一位的A/D轉換器，用于 調整第二或門U4的輸入端電平。第一或門U1輸出的有效弧光信號與第二或門U4輸出的過電流信號在與門U2中 進行“與”運算后送入單片機的P0.0端。當出現(xiàn)弧光故障時，單片機通過P1.0端輸出跳閘信號，使相應饋線電纜斷電，防 止故障進一步擴大。同時報警燈LED點亮，發(fā)出報警信號。由圖1可以看出，報警燈LED點亮時，不一定有弧光故障，有可能是異常電流引發(fā)的，這時即使沒有跳閘，也應對開關柜進 行檢修。 圖2中只畫出了一路饋線電纜的情況，CTA、CTB、CTC為同一路饋線電纜的三個電 流互感器，若要保護多路饋線電纜，則每條饋線電纜分別配置一套本實用新型的電弧光保 護系統(tǒng)。
權利要求一種開關柜中用于饋線電纜的電弧光保護系統(tǒng)，其特征是，它包括弧光傳感器、電流信號采集電路、單片機(U3)和繼電器；所述弧光傳感器設置兩個，分別安裝在電纜室和斷路器室的隔板上，弧光傳感器的輸出端連接信號轉換電路，后者輸出送至第一或門(U1)；所述電流信號采集電路包括多個電流采集單元，每個電流采集單元包括三個電流互感器，分別接同一路饋線電纜的三個相線，其輸出信號端連接至第二或門(U4)，第二或門輸出端與第一或門輸出端均連接至與門(U2)，與門(U2)的輸出端連接至單片機(U3)的一個輸入端；所述繼電器控制饋線電纜所接斷路器，其控制線圈接單片機的輸出端。
2.根據(jù)權利要求1所述開關柜中用于饋線電纜的電弧光保護系統(tǒng)，其特征是，所述信 號轉換電路包括上拉電阻、光敏三極管和反相器，所述光敏三極管的輸人端接弧光傳感器 的輸出端，光敏三極管的輸出端接反相器的輸入端，反相器的輸出端為弧光電信號的輸出 端。
3.根據(jù)權利要求1或2所述開關柜中用于饋線電纜的電弧光保護系統(tǒng)，其特征是，在電 流互感器的輸出端設有信號調理電路，所述信號調理電路包括整流橋和A/D轉換器，所述 整流橋的輸入端接電流互感器的輸出端，輸出端經穩(wěn)壓電路接A/D轉換器的輸入端，所述 A/D轉換器輸出調理后的電流信號。
專利摘要一種開關柜中用于饋線電纜的電弧光保護系統(tǒng)，它包括弧光傳感器、電流信號采集電路、單片機和繼電器；所述弧光傳感器設置兩個，分別安裝在電纜室和斷路器室的隔板上，弧光傳感器的輸出端連接信號轉換電路，后者輸出送至第一或門；所述電流信號采集電路包括多個電流采集單元，每個電流采集單元包括三個電流互感器，其輸出信號端連接至第二或門，第二或門與第一或門輸出端均連接至與門，與門的輸出端連接至單片機的一個輸入端；所述繼電器控制饋線電纜所接斷路器，其控制線圈接單片機的輸出端。本實用新型可有效防止電弧光故障蔓延，而且不影響非故障饋線電纜的正常供電。
文檔編號H02H7/22GK201608515SQ20102010435
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權日2010年2月1日
發(fā)明者劉輝, 渠永超, 禹江, 高麗琴 申請人:保定天威恒通電氣有限公司