專利名稱：電弧光保護(hù)單元在線測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)中對(duì)開關(guān)設(shè)備保護(hù)單元的測(cè)試方法，尤其是涉及一種在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下，能對(duì)電弧光保護(hù)單元在線測(cè)試的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)開關(guān)設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，所產(chǎn)生的電弧快速釋放能量，使開關(guān)設(shè)備內(nèi)的壓力和溫度迅速增加，因電弧產(chǎn)生的能量是以I2t指數(shù)規(guī)律快速上升，故一旦電弧點(diǎn)燃，周圍的空氣就立刻電離，而產(chǎn)生強(qiáng)大的爆炸性壓力和高溫，如不及時(shí)切除，將會(huì)造成重大事故。目前中、低壓系統(tǒng)中的開關(guān)設(shè)備通常采用以下三種保護(hù)方法(1)、變壓器后備過(guò)流保護(hù)，其保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.2s～1.4s；(2)、采用饋線速斷保護(hù)閉鎖的變壓器后備過(guò)流保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為300ms～400ms；(3)、高阻抗保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為35ms～60ms。由此可見，上述第一種和第二種保護(hù)方法對(duì)開關(guān)設(shè)備保護(hù)，對(duì)總切除時(shí)間小于100ms的要求來(lái)講，動(dòng)作時(shí)間太長(zhǎng)。而采用第三種保護(hù)，其保護(hù)范圍受CT安裝位置的限制，設(shè)備價(jià)格昂貴。
針對(duì)上述問(wèn)題，目前公開的電弧光保護(hù)方法是通過(guò)檢測(cè)開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重短路故障時(shí)所產(chǎn)生的弧光，并結(jié)合過(guò)流閉鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)快速可靠的保護(hù)動(dòng)作，使電弧光保護(hù)系統(tǒng)能提供了小于20ms的跳閘輸出。所以采用這種方法的總故障切除時(shí)間能小于80ms～100ms，并且短路故障對(duì)開關(guān)設(shè)備不會(huì)造成明顯的損壞，是目前最快速的保護(hù)設(shè)備。但目前對(duì)電弧光保護(hù)單元進(jìn)行測(cè)試方法均采用離線測(cè)試法，如通過(guò)離線調(diào)節(jié)光源強(qiáng)度和模擬故障電流的大小來(lái)測(cè)試電弧光保護(hù)單元的動(dòng)作性能，或利用手持閃光燈等光源對(duì)電弧光保護(hù)單元進(jìn)行測(cè)試，但上述二個(gè)電弧光保護(hù)測(cè)試方法過(guò)于簡(jiǎn)單，不能精確地檢測(cè)保護(hù)控制單元實(shí)際的動(dòng)作參數(shù)。
在電力系統(tǒng)中，電弧光保護(hù)單元主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)母線短路保護(hù)，而電弧光保護(hù)單元的弧光傳感器的精度和靈敏度都非常容易受環(huán)境污染等因素的影響，使保護(hù)裝置動(dòng)作的準(zhǔn)確性和迅速性出現(xiàn)變化。因此保護(hù)裝置的拒動(dòng)和誤動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致重大的損失。為了保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在不中斷電力系統(tǒng)運(yùn)行的條件下對(duì)電力保護(hù)裝置進(jìn)行在線測(cè)試是電力設(shè)備發(fā)展的一個(gè)非常重要的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電弧光保護(hù)單元在線測(cè)試方法，在不影響電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的條件下，通過(guò)控制模擬光強(qiáng)度和模擬故障電流大小，在線測(cè)試并記錄給定故障電流和電弧光強(qiáng)度作用下，電弧光保護(hù)單元?jiǎng)幼鞯募夹g(shù)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)電弧光保護(hù)單元持續(xù)、可靠的運(yùn)行。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是一種電弧光保護(hù)單元在線測(cè)試方法，其特征在于(1)、首先在開關(guān)柜內(nèi)安裝弧光傳感器，在弧光傳感器的周圍固定光強(qiáng)度可調(diào)的模擬光源，模擬光源安裝位置能保證模擬光源發(fā)出的光能被弧光傳感器接收；(2)、在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的條件下通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)臨時(shí)解除電弧光保護(hù)單元與電力系統(tǒng)的電氣連接，使電弧光保護(hù)單元與測(cè)試單元連接；(3)、測(cè)試單元控制施加到電弧光保護(hù)單元上的模擬故障電流和模擬光強(qiáng)度，測(cè)試電弧光保護(hù)單元在給定強(qiáng)度的光和電流作用下的動(dòng)作性能；(4)、測(cè)試單元自動(dòng)記錄電弧光保護(hù)單元在各種條件下的測(cè)試結(jié)果，并判斷電弧光保護(hù)單元運(yùn)行是否正常。
本發(fā)明電弧光保護(hù)單元在線測(cè)試方法的原理當(dāng)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，利用轉(zhuǎn)換開關(guān)臨時(shí)切斷電弧光保護(hù)單元和電力系統(tǒng)的電氣連接，并使電弧光保護(hù)單元與測(cè)試單元連接。由測(cè)試單元控制作用在弧光傳感器上的光強(qiáng)度和施加在電弧光保護(hù)單元上的模擬故障電流的大小，模擬構(gòu)造電力系統(tǒng)故障條件下的弧光和電流變化過(guò)程，測(cè)試在不同故障條件下電弧光保護(hù)單元的動(dòng)作時(shí)間，測(cè)試單元自動(dòng)判斷電弧光保護(hù)單元運(yùn)行是否正常，并記錄所有測(cè)試數(shù)據(jù)。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下特點(diǎn)1、保護(hù)測(cè)試在線進(jìn)行，不需要中斷電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。由于本發(fā)明將模擬光源固定在開關(guān)設(shè)備內(nèi)部，不需要打開開關(guān)設(shè)備，當(dāng)電弧光保護(hù)單元與電力系統(tǒng)的電氣連接切換到測(cè)試單元上，不需要停止正常的電力運(yùn)行系統(tǒng)，在固定安裝在設(shè)備內(nèi)部的可控模擬光源的配合下，通過(guò)測(cè)試單元控制施加的模擬光強(qiáng)度，以及施加到電弧光保護(hù)單元上的模擬故障電流，模擬構(gòu)造電力系統(tǒng)的故障特征，從而對(duì)電弧光保護(hù)單元的動(dòng)作性能進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明的測(cè)試方法具有不干擾電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)便、安全的優(yōu)點(diǎn)。
2、精確控制測(cè)試條件。本發(fā)明的測(cè)試方法是通過(guò)測(cè)試單元來(lái)調(diào)節(jié)光強(qiáng)度和模擬故障電流的大小，模擬的故障條件和測(cè)試結(jié)果都較準(zhǔn)確，對(duì)動(dòng)作時(shí)間的測(cè)試精度可控制在0.1ms內(nèi)，模擬故障電流的精度小于0.5％，模擬光強(qiáng)度的絕對(duì)誤差小于200LUX。
3、提高保護(hù)系統(tǒng)的安全性。由于本發(fā)明能在線進(jìn)行檢測(cè)，防止因開關(guān)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中環(huán)境污染、溫度波動(dòng)以及元件性能變化等因素的影響，能及早發(fā)現(xiàn)電弧光保護(hù)單元的缺陷，確保整個(gè)電弧光保護(hù)單元持久安全、可靠地運(yùn)行。
4、配置靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。本發(fā)明模擬光源的布置方式靈活，可根據(jù)開關(guān)設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)靈活選擇光源的安裝位置和安裝方式。因此能應(yīng)用到各種安裝電弧光保護(hù)系統(tǒng)的中低壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)，也可用于已投運(yùn)的各種開關(guān)柜及母線保護(hù)系統(tǒng)的升級(jí)改造工程中。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)行的詳細(xì)描述。
圖1是本發(fā)明的電弧光保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的電弧光保護(hù)單元在線測(cè)試方法如下(1)、首先在開關(guān)設(shè)備內(nèi)部安裝弧光傳感器，弧光傳感器的安裝位置能接收到開關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)所產(chǎn)生的電弧光，在弧光傳感器的周圍固定光強(qiáng)度可調(diào)的模擬光源，通過(guò)弧光傳感器的位置，來(lái)確定模擬光源的安裝位置和安裝方式，模擬光源發(fā)出的光能被弧光傳感器有效地接受收，模擬光源安裝牢固，避免電力設(shè)備運(yùn)行和正常使用過(guò)程中強(qiáng)烈的沖擊和振動(dòng)作用。此外本發(fā)明的模擬光源可選擇高亮度鹵素?zé)舻劝l(fā)光強(qiáng)度較大的燈，光源的發(fā)光強(qiáng)度必需達(dá)到8000LUX以上。(2)、在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的條件下，通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)臨時(shí)解除電弧光保護(hù)單元與電力系統(tǒng)的電氣連接，使電弧光保護(hù)單元與測(cè)試單元連接，以避免構(gòu)造的模擬故障條件影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本發(fā)明可通過(guò)兩工位的轉(zhuǎn)換開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該轉(zhuǎn)換開關(guān)的一個(gè)工作位置是電弧光保護(hù)單元的電流輸入和輸出與電力運(yùn)行系統(tǒng)連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)的另一個(gè)工作位置是電弧光保護(hù)單元的電流輸入和輸出與測(cè)試單元連接，當(dāng)對(duì)電弧光保護(hù)單元進(jìn)行測(cè)試時(shí)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換到與測(cè)試單元連接的工作位置上即可。(3)、在確認(rèn)測(cè)試單元與電弧光保護(hù)單元連接正確后，測(cè)試單元施加故障模擬電流，同時(shí)施加模擬光源的輸入電流以改變模擬光源的發(fā)光強(qiáng)度，構(gòu)造電弧光保護(hù)單元?jiǎng)幼餍枰墓夂碗娏鳁l件，測(cè)試單元對(duì)施加的模擬光強(qiáng)度和模擬故障電流大小能進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，也可對(duì)所施加的模擬光強(qiáng)度和模擬故障電流大小能進(jìn)行離散調(diào)節(jié)，使測(cè)試單元控制施加到電弧光保護(hù)單元上的模擬故障電流和模擬光強(qiáng)度，來(lái)測(cè)試電弧光保護(hù)單元在給定強(qiáng)度的光和電流作用下的動(dòng)作性能。(4)、在施加模擬故障電流和模擬故障光強(qiáng)度的同時(shí)，測(cè)試單元自動(dòng)測(cè)量電弧光保護(hù)單元?jiǎng)幼鞯臅r(shí)間和電弧光保護(hù)單元輸出信號(hào)的狀態(tài)，來(lái)判斷電弧光保護(hù)單元運(yùn)行是否正常。
本發(fā)明為了使模擬光源布置方式能夠保證模擬光源所產(chǎn)生的光能到達(dá)弧光傳感器的光敏感部分，光源可采用多種布置方式。可將模擬光源布置在弧光傳感器光感應(yīng)面的正前方向，此時(shí)光源功率較大，光源與弧光傳感器的距離較遠(yuǎn)；也可將模擬光源與弧光傳感器同側(cè)安裝，使模擬光源沿鉛垂方向布置在弧光傳感器的周邊；還可將模擬光源與弧光傳感器同側(cè)安裝，而模擬光源與弧光傳感器成30°～60°夾角，此布置方式對(duì)弧光傳感器的感光區(qū)域干涉較少，易保證模擬光源能正常到達(dá)傳感器表面。本發(fā)明上述的弧光傳感器還可采用光纖傳感器或透鏡式傳感器。
本發(fā)明首次對(duì)電弧光保護(hù)單元進(jìn)行測(cè)試或?qū)δM光源的安裝位置進(jìn)行調(diào)節(jié)后，如圖1所示，需對(duì)安裝在開關(guān)設(shè)備內(nèi)模擬光源的光強(qiáng)度進(jìn)行標(biāo)定，然后在測(cè)試單元內(nèi)錄入電弧光保護(hù)單元的基本參數(shù)，其中包括電弧光保護(hù)單元的型號(hào)、安裝位置、工作電流、工作電壓以及使用單位等，錄入電弧光保護(hù)單元的基本參數(shù)后，設(shè)置試驗(yàn)所需的光強(qiáng)度和電流，切斷電弧光保護(hù)單元與電力運(yùn)行系統(tǒng)間的全部電氣連接，將電弧光保護(hù)單元與測(cè)試單元連接，連接完成并確認(rèn)無(wú)誤后啟動(dòng)測(cè)試，測(cè)試單元自動(dòng)進(jìn)行測(cè)試并記錄測(cè)試結(jié)果。當(dāng)需要重復(fù)測(cè)試時(shí)，可設(shè)置新的試驗(yàn)電流和光強(qiáng)度條件，繼續(xù)進(jìn)行新的測(cè)試。
權(quán)利要求
1.一種電弧光保護(hù)單元在線測(cè)試方法，其特征在于(1)、首先在開關(guān)柜內(nèi)安裝弧光傳感器，在弧光傳感器的周圍固定光強(qiáng)度可調(diào)的模擬光源；(2)、在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的條件下通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)臨時(shí)解除電弧光保護(hù)單元與電力系統(tǒng)的電氣連接，使電弧光保護(hù)單元與測(cè)試單元連接；(3)、測(cè)試單元控制施加到電弧光保護(hù)單元上的模擬故障電流和模擬光強(qiáng)度，測(cè)試電弧光保護(hù)單元在給定強(qiáng)度的光和電流作用下的動(dòng)作性能；(4)、測(cè)試單元自動(dòng)記錄電弧光保護(hù)單元在給定強(qiáng)度的光和電流條件下的測(cè)試結(jié)果，并判斷電弧光保護(hù)單元運(yùn)行是否正常。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧光保護(hù)單元在線測(cè)試方法，其特征在于所述的模擬光源布置在弧光傳感器光感對(duì)應(yīng)的正前方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧光保護(hù)單元在線測(cè)試方法，其特征在于所述的模擬光源與弧光傳感器同側(cè)安裝，且模擬光源沿鉛垂方向布置在弧光傳感器的周邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧光保護(hù)單元在線測(cè)試方法，其特征在于所述的模擬光源與弧光傳感器同側(cè)安裝，且模擬光源與弧光傳感器成30°～60°的夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧光保護(hù)單元在線測(cè)試方法，其特征在于所述測(cè)試單元施加的模擬光強(qiáng)度和模擬故障電流能連續(xù)調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧光保護(hù)單元在線測(cè)試方法，其特征在于所述測(cè)試單元施加的模擬光強(qiáng)度和模擬故障電流能離散調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電弧光保護(hù)單元在線測(cè)試方法，(1)在開關(guān)柜內(nèi)安裝弧光傳感器，并在弧光傳感器的周圍固定光強(qiáng)度可調(diào)的模擬光源；(2)在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的條件下，通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)臨時(shí)解除電弧光保護(hù)單元與電力系統(tǒng)的電氣連接，與測(cè)試單元連接；(3)測(cè)試單元控制施加到電弧光保護(hù)單元上的模擬故障電流和模擬光強(qiáng)度，測(cè)試電弧光保護(hù)單元在給定強(qiáng)度的光和電流作用下的動(dòng)作性能；(4)測(cè)試單元自動(dòng)記錄電弧光保護(hù)單元在給定強(qiáng)度的光和電流條件下的測(cè)試結(jié)果，判斷電弧光保護(hù)單元運(yùn)行是否正常。本發(fā)明能在線測(cè)試并記錄不同故障電流和光強(qiáng)度作用下，電弧光保護(hù)單元精確的動(dòng)作參數(shù)，為保證電弧光保護(hù)單元可靠運(yùn)行提供了精確的測(cè)試手段。
文檔編號(hào)H01H33/26GK101034801SQ20071002108
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者錢維忠, 姚明, 周陶宏, 姚建歆, 盧黎暉, 袁檢, 唐建中, 王臘洪, 張堅(jiān) 申請(qǐng)人:上海市電力公司, 常州森源開關(guān)有限公司