极速弧光灭失系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种能够在4毫秒时间内灭失中低压供电线路弧光的集成系统，解决了传统灭弧装置动作之间过长、无法避免弧光能量释放、对事故现场人员设备生命财产安全造成巨大损失的问题。该集成系统主要由3部分模块单元组成：事故信息收集单元、信息处理指令发出单元、动作执行单元。事故信息收集单元主要由强光传感器、光纤传输线路组成；信息处理指令发出单元由辅助电源电压、外表壳体、光信号转换器、中央处理器、微机控制发生器、控制信号传输线路组成；动作执行单元由绝缘壳体、气体蓄能器、推射活塞、静止迎射触头、三相母线接地器组成。系统集成后，能够在4毫秒时间内快速动作，在事故发生初始将能量集中接地释放，反应迅速、运行稳定可靠，从根本上避免了弧光对人员、设备造成的巨大伤害。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力行业领域，特别是涉及极速弧光灭失系统。
技术介绍
在电力系统中，中低压供电系统的母线由于运行稳定，一般未装设母线保护。然而，由于中低压母线上的出线多，操作频繁，三相导体线间距离与大地的距离比较近，容易受小动物危害，设备制造质量比高压设备差，设备绝缘老化和机械磨损，运行条件恶劣，系统运行条件改变，人为和操作错误等原因，中低压母线的故障几率比高压、超高压母线高得多。但是，按目前的保护配置方案，中压母线是没有任何专门的保护，而是由进线开关的保护来保护的。由于进线开关与出线开关的速断保护延时的级差至少为150毫秒或更长。然而弧光能量高峰释放的时间大概为电弧产生之后的10毫秒时间点。所以，传统的弧光保护系统实质属于事后保护，即在电弧能量集中释放，对人员设备造成损害后，为了防止次生事故发生而对电路母线进行断路器分闸操作，并不能从根本上解决电弧能量释放本身所造成的人员伤害以及设备损坏带来的巨大经济损失。长期以来，人们对中低压母线的保护一直不够重视，大多采用带有较大延时的后备保护来切除母线上的故障，往往使故障被发展、扩大，从而造成巨大的经济损失。
技术实现思路
本技术提出的是极速弧光灭失系统，目的在于弥补传统中低压供电线路灭弧系统的缺陷，避免电弧能量释放本身对检修人员及设备造成损伤或故障。该技术主要由3个模块组成：事故信息收集单元、信息处理指令发出单元、动作执行单元。事故信息收集单元由强光传感器、光纤传输线路组成，利用其独特的光纤传感技术可快速检测2200LX以上强度弧光；信息处理指令发出单元由12v辅助电源电压、外表壳体、光信号转换器、中央处理器、微机控制发生器、控制信号传输线路组成，凭借特有的双极晶体管核心技术保证电路在2毫秒内及时发送动作指令。动作执行单元由绝缘壳体、气体蓄能器、推射活塞、静止迎射触头、三相母线接地器组成，通过释放高压绝缘气体来推动活塞同迎射触头高速接合，在2毫秒内实现三相母线对地连接通路，以释放电弧能量。本技术对弧光反应、动作迅速，能够在4毫秒内将弧光能量通过3相母线稳定接地传输消灭，防止电弧对人员及设备造成损伤；在之后持续的80毫秒时间范围内，再对母线断路器进行分闸动作，切除故障。本技术所采用的技术方案为：1、提供有效保护的关键是能对弧光进行快速地检测。因为老式开关柜使用年限长后更容易发生弧光故障，但强光传感器利用其独特的光纤传感器技术确保对任何位置大于2200LX(勒克斯)的强光快速检测。同时柔韧且无屏蔽的光纤系统，能够有效地延长开关柜的使用寿命，从而获得贯穿于整个开关柜并能感知在任何位置由弧光产生的强光。2、作为极速弧光灭失系统的核心部分，信息处理指令发出单元主要功能是对输入信号进行处理、判别，最后分别向动作执行单元和母线断路器发送动作指令。因此，该单元的系统程序优化以及计算响应时间至关重要。而单元内部的双极晶体管核心技术，能够保证电路快速动作，及时发送动作指令，确保该保动作执行单元切断弧光。通过数次比对优化，目前系统整体运行时间小于2毫秒，完全满足极速弧光灭失系统集成后的整体时间要求。3、动作执行单元是系统通过3相母线接地释放电弧集中能量的关键部分。该单元机械系统动作时间以及运行稳定性至关重要。动作执行单元下部蓄能器存储2L高压绝缘气体，压力达到0.8MPa，释放的气体推动推射活塞向经过真空室，高速与迎射触头接合，形成对地连接通路。整体机械运行时间小于2毫秒，同时动作执行单元经反复1000余次试验，运行稳定性满足使用要求。4、本专利技术的有益效果为：极速弧光灭失系统能为中低压供电系统的弧光故障提供彻底解决方案，增加其母线及断路器安全性，对其进行全面的保护，将对设备的损害降至最低并确保电网平稳安全地运行，更重要的是当发生故障时还能保证检修人员免受伤害。5、极速弧光灭失系统设备参数附图说明图1、图2：强光传感器图3、图4：信息处理指令发出单元图5、图6：动作执行单元图7总图具体实施方式本专利技术所述的极速弧光灭失系统，具体实施方式，对照附图再说明如下，但本专利技术的内容并不限于此。1、如图1、图2所示，由强光传感器感知弧光发生的瞬间，对于日常照明、太阳光线强光传感器并不会动作，只有光照强度达到2200LX(勒克斯)以上时，强光传感器才会动作并传输光源信号。2、光源信号通过光纤传输线路送达到信息处理指令发出单元。上述2步传输耗时等于光速行进时间，可以忽略不计。3、如图3、图4所示，信息处理指令发出单元由12V辅助电源供电，光源信号通过转换器转换为电信号，再经过中央处理器分析计算、对信息进行判别、确定事故位置对后，由微机控制发生器分别对动作执行单元和母线断路器发生动作指令，并通过控制信号传输线路进行传输。此步处理时间持续2毫秒以内。4、如图5图6所示，动作信号传输至动作执行单元，瞬间激活执行器内部的气体蓄能器，并释放高压绝缘气体，从而推动推射活塞向上发射，直到与静止迎射触头接触吻合。如此一来，执行器内部由先前的断路通道变为通路，电弧高压能量便可以通过三相母线接地器释放到大地。该步骤全过程持续2毫秒以内。5、动作信号传输至母线断路器，断路器执行分闸动作，以便切除故障。由于断路器速断保护延时级差原因，断路器分闸动作需要持续约80毫秒。6、简单处理事故现场后，可以继续投入使用，对人员及设备均无损伤。由此可见，传统弧光保护系统仅仅是对断路器执行分闸动作，而在此期间，电弧能量已经集中进行了释放，对人员及设备造成损害；而极速弧光灭失系统则是在弧光发生后的4毫秒时间内，对电弧电压通过3相母线接地进行释放，然后断路器才会完成分闸动作，从根本上避免了事故的发生，有效的保护了人员安全以及设备财产。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极速弧光灭失系统，其包括事故信息收集单元、信息处理指令发出单元、动作执行单元三个基本模块，事故收集单元由具有感知弧光发生的强光传感器和传输光源信号的光纤传输线路组成，信息处理指令发出单元由12V辅助供电电源、光信号转换器、中央处理器、微机控制发生器、控制信号传输线路组成，动作执行单元外部壳体为绝缘材料，从下至上主要依次由三相母线接地器、气体蓄能器、推射活塞、静止迎射触头组成。

【技术特征摘要】
1.一种极速弧光灭失系统，其包括事故信息收集单元、信息处理指令发出单元、动作执
行单元三个基本模块，事故收集单元由具有感知弧光发生的强光传感器和传输光源信号的
光纤传输线路组成，信息处理指令发出单元由...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明阳，曾维芳，徐范，
申请(专利权)人：北斗启明北京节能科技服务有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11