[發明專利]用于提供電弧閃光緩解的方法、系統和設備

有效

• 申請號: 201510347229.7
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN105207189B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: B.C.庫姆菲爾;H.H.小梅森;C.B.威廉斯;M.E.瓦爾德斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02H9/00
• 分類號: H02H9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;姜甜

本申請題為用于提供電弧閃光緩解的方法、系統和設備。提供了一種電力設備保護系統。電力設備保護系統包括被配置成監視第一電路的第一跳閘單元、被配置成監視在所述第一電路下游的第二電路的第二跳閘單元、被配置成檢測電弧閃光的電弧閃光(AF)傳感器、AF緩解裝置、至少一個電流傳感器和控制器。電力設備保護系統能夠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傳感器和所述至少一個電流傳感器二者生成的信號激活所述AF緩解裝置，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個電流傳感器和所述AF傳感器中的至少一個生成的信號激活所述AF緩解裝置。

技術領域

本文中描述的實施例一般涉及電弧閃光檢測和緩解的系統和方法，并且更具體地涉及提供連續保護并且促進降低錯誤檢測的電弧閃光檢測和緩解系統。

背景技術

至少一些已知的電力分配電路(諸如開關柜單元)具有由諸如空氣或氣體或固態介電質的絕緣隔離的導體。然而，如果導體位置過于靠近，或者如果導體之間的電壓超過導體之間的絕緣的絕緣性質，可能出現電弧閃光。例如，導體之間的絕緣可能電離化，這使絕緣導電，能夠形成電弧閃光。

電弧閃光包括由于兩相導體之間、一相導體和中性導體之間和/或一相導體和接地點之間的故障造成的能量的快速釋放。電弧閃光可能以熱、強光、壓力波和/或聲波的形式釋放大量的足以損壞導體和相鄰設備的能量。更具體地，電弧閃光溫度可能達到或超過20,000℃，使導體和相鄰的設備汽化。為了緩解在電弧閃光中造成的損壞，已知的電弧閃光緩解裝置產生使電弧閃光能量消失的可控短路。然而，已知的電弧閃光緩解裝置會在跳閘(也稱作接合)之后明顯中斷電力分配電路的服務。例如，電力分配電路可能被中斷，直到技術員手動檢查、修理和/或復位系統。相應地，“意外跳閘(nuisance trips)”(即由錯誤地檢測電弧閃光引起的跳閘)對電力分配電路的操作員強加大量的代價。

特別是，一些已知的電弧閃光緩解裝置被設計成基于指示出現電弧閃光的測量電流而接合。然而，產生電弧閃光的故障的電流水平可能小于短路的電流水平，使得在一些標準的短路期間檢測到電弧閃光。此外，標準的斷路器可能不能夠在電弧閃光緩解系統接合之前清除短路，中斷了電力分配電路的服務。相應地，已知的基于電流的電弧閃光緩解裝置可能在錯誤地檢測電弧閃光之后中斷服務，而電弧閃光可能是使用標準斷路器可恢復的。

其它一些已知的電弧閃光緩解系統使用光傳感器來檢測電弧閃光過程中發射的光的存在。然而，這種傳感器通常對低的光水平敏感，以致也檢測非電弧閃光的光并觸發電弧閃光緩解裝置的“意外跳閘”。例如，典型的電弧閃光事件可能在距離電弧閃光事件三到四英尺的距離處產生量級在100,000勒克司的光通量的光，而已知的光傳感器通常在700或更低勒克司飽和。在跳閘期間由斷路器發出的光通過空間照明或通過直射陽光可能引起光傳感器錯誤地檢測到電弧閃光事件。

由于與“意外跳閘”關聯的成本，許多已知的電弧閃光緩解裝置只是在特定的時段操作，例如在技術員操作電力分配電路時。因此，需要能夠連續操作、可靠地檢測電弧閃光事件來緩解意外跳閘并且快速操作以促進預防對技術員和設備造成傷害的電弧閃光檢測系統。

發明內容

在一方面，提供了一種電力設備保護系統。所述電力設備保護系統包括：第一跳閘單元，所述第一跳閘單元被配置成監視第一電路；第二跳閘單元，所述第二跳閘單元被配置成監視在所述第一電路下游的第二電路；電弧閃光(AF)傳感器，所述電弧閃光傳感器被配置成檢測電弧閃光；AF緩解裝置；至少一個電流傳感器，以及控制器，所述控制器耦連到所述AF傳感器和所述至少一個電流傳感器。所述電力設備保護系統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傳感器和所述至少一個電流傳感器二者生成的信號激活所述AF緩解裝置，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個電流傳感器和所述AF傳感器中的至少一個生成的信號激活所述AF緩解裝置。