电缆终端防爆系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电缆终端防爆系统及方法，所述系统包括输电电缆、电缆终端、开关柜以及防爆支路；输电电缆分别连接光伏电站以及电缆终端；开关柜包括断路器，断路器连接于所述电缆终端；电缆终端包括连接于输电电缆的入口接线端子、连接于断路器的第一出口接线端子以及连接于防爆支路的第二出口接线端子；当电缆终端正常运行时，所述防爆支路呈现断路状态；当光伏电站遭到雷击，使得断路器断开时，所述防爆支路呈现短路状态，以使输电电缆中由于雷击产生的雷电电压波通过防爆支路传输至接地端。本发明专利技术可避免由于光伏电站遭受雷击导致电缆终端发生爆炸。缆终端发生爆炸。缆终端发生爆炸。

【技术实现步骤摘要】
电缆终端防爆系统及方法


[0001]本专利技术涉及电缆终端防爆
，具体涉及一种电缆终端防爆系统及方法。

技术介绍

[0002]在光伏电站电力系统中，正常情况下输电电缆在额定电压下工作，电压偏差很小，进入开关柜中的电缆终端也正常工作。但由于光伏组件在户外工作，存在着受到雷击的情况，在这种情况下，系统中会出现雷电过电压波，幅值一般为300～400kV，以行波的形式沿输电电缆传播，持续时间很短，约为50～100μs。由于其幅值较高，在短时间内能够带来巨大的能量，能够使电气设备产生绝缘故障和停电事故。
[0003]在以电缆为输电线路的电力系统中，电缆终端与开关柜中的断路器相连，通过开关柜与变配电设备进行变电配电，所以保障电缆终端的线路完好对于整个系统的稳定可靠运行至关重要。当光伏电站遭受雷电侵袭时，输电电缆将传播雷电过电压波，传播至电缆终端时，在高电压的作用下产生巨大的过电流使得断路器断开。此时，由于输电电缆中电压波将发生反射叠加，出现两倍于入射波的超高电压，产生巨大的电动力和热量，造成电缆终端的爆炸现象，对输电电缆与开关柜造成损毁。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种电缆终端防爆系统及方法，旨在解决现有技术中存在的由于光伏电站遭到雷击导致电缆终端爆炸的技术问题。
[0005]本专利技术提供了一种电缆终端防爆系统，包括输电电缆、电缆终端、开关柜以及防爆支路；
[0006]所述输电电缆的两端分别连接光伏电站以及所述电缆终端；
[0007]所述开关柜包括断路器，所述断路器连接于所述电缆终端；
[0008]所述电缆终端包括入口接线端子、第一出口接线端子以及第二出口接线端子，所述入口接线端子连接于所述输电电缆，所述第一出口接线端子连接于所述断路器，所述第二出口接线端子连接于所述防爆支路；
[0009]当所述电缆终端正常运行时，所述防爆支路呈现所述断路状态；当所述光伏电站遭到雷击，使得所述断路器断开时，所述防爆支路呈现短路状态，以使所述输电电缆中由于雷击产生的雷电电压波通过所述防爆支路传输至接地端。
[0010]在本专利技术一些可能的实现方式中，所述防爆支路包括连接第二出口接线端子和所述接地端的防爆走线，以及依次设置在所述防爆走线上的压敏阀片和可调电阻；
[0011]所述压敏阀片用于当所述输电电缆中未产生所述雷电电压波时断开；当所述输电电缆中产生所述雷电电压波时导通；
[0012]所述可调电阻用于当所述压敏阀片导通时，使所述防爆支路的电阻与所述输电电缆的线路波阻抗匹配。
[0013]在本专利技术一些可能的实现方式中，所述防爆支路还包括设置在防爆走线上的放电
间隙，所述放电间隙设置在所述第二出口接线端子与所述压敏阀片之间，所述放电间隙用于当所述输电电缆中未产生所述雷电电压波时断开；当所述输电电缆中产生所述雷电电压波时导通。
[0014]在本专利技术一些可能的实现方式中，所述电缆终端防爆系统还包括检测装置和控制装置，所述检测装置用于检测所述防爆支路中的电压，并生成电压信号，所述控制装置与所述检测装置通信连接，用于接收所述电压信号，并判断所述电压信号是否小于阈值电压，若所述电压信号小于所述阈值电压，则发出闭合指令，控制所述断路器闭合，且所述防爆支路呈现断路状态；若所述电压信号大于或等于所述阈值电压，则所述防爆支路呈现短路状态。
[0015]在本专利技术一些可能的实现方式中，所述输电电缆的线路波阻抗Z为：
[0016][0017]其中，μ0为真空的磁导率；μ
r
为相对磁导率；ε0为真空或气体的介电常数；ε
r
为相对介电常数；h
c
为所述输电电缆与地面之间的距离；r为所述输电电缆的半径。
[0018]在本专利技术一些可能的实现方式中，所述压敏阀片还用于当所述防爆走线中的雷电电压波消除后断开，以使所述防爆支路呈现所述断路状态。
[0019]在本专利技术一些可能的实现方式中，所述压敏阀片为氧化锌压敏电阻片，所述氧化锌压敏电阻片的伏安特性为：
[0020]u＝Ci
δ
[0021]其中，u为电压，i为电流，C为材料常数，δ为非线性指数。
[0022]在本专利技术一些可能的实现方式中，所述放电间隙的布置方式为垂直布置，且所述放电间隙的间隙至为10μm。
[0023]在本专利技术一些可能的实现方式中，所述可调电阻的电阻值为0Ω
‑
100Ω。
[0024]另一方面，本专利技术还提供了一种电缆终端防爆方法，适用于上述任意一项所述的电缆终端防爆系统，电缆终端防爆方法包括：
[0025]当光伏电站遭到雷击时，输电电缆中产生雷电电压波，且开关柜中的断路器断开，则所述防爆支路呈现短路状态，以使所述输电电缆中由于雷击产生的雷电电压波通过所述防爆支路传输至接地端；
[0026]判断所述输电电缆中的雷电电压波是否消除，若所述输电电缆中的雷电电压波已经消除，则将所述防爆支路呈现断路状态；若所述输电电缆中的雷电电压波未被消除，则所述防爆支路呈现短路状态。
[0027]本专利技术通过设置连接于第二出口接线端子的防爆支路，当光伏电站遭到雷击，断路器断开时，防爆支路呈现短路状态，以使输电电缆中由于雷击产生的雷电电压波通过防爆支路传输至接地端，避免由于雷电电压波造成断路器的断开，导致雷电电压波发生反射叠加，从而避免电缆终端发生爆炸，保证输电电缆和开关柜的安全性。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附
图。
[0029]图1是本专利技术实施例提供的电缆终端防爆系统的一个实施例结构示意图；
[0030]图2是本专利技术实施例提供的电缆终端防爆方法的一个实施例流程示意图。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本专利技术，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本专利技术。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本专利技术的描述变得晦涩。因此，本专利技术并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本专利技术所公开的原理和特征的最广范围相一致。
[0033]本专利技术实施例提供一种电缆终端防爆系统及方法，以下进行详细说明。
[0034]图1为本专利技术实施例提供的电缆终端防爆系统的一个实施例结构示意图，如图1所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电缆终端防爆系统，其特征在于，包括输电电缆、电缆终端、开关柜以及防爆支路；所述输电电缆的两端分别连接光伏电站以及所述电缆终端；所述开关柜包括断路器，所述断路器连接于所述电缆终端；所述电缆终端包括入口接线端子、第一出口接线端子以及第二出口接线端子，所述入口接线端子连接于所述输电电缆，所述第一出口接线端子连接于所述断路器，所述第二出口接线端子连接于所述防爆支路；当所述电缆终端正常运行时，所述防爆支路呈现断路状态；当所述光伏电站遭到雷击，使得所述断路器断开时，所述防爆支路呈现短路状态，以使所述输电电缆中由于雷击产生的雷电电压波通过所述防爆支路传输至接地端。2.根据权利要求1所述的电缆终端防爆系统，其特征在于，所述防爆支路包括连接第二出口接线端子和所述接地端的防爆走线，以及依次设置在所述防爆走线上的压敏阀片和可调电阻；所述压敏阀片用于当所述输电电缆中未产生所述雷电电压波时断开；当所述输电电缆中产生所述雷电电压波时导通；所述可调电阻用于当所述压敏阀片导通时，使所述防爆支路的电阻与所述输电电缆的线路波阻抗匹配。3.根据权利要求2所述的电缆终端防爆系统，其特征在于，所述防爆支路还包括设置在防爆走线上的放电间隙，所述放电间隙设置在所述第二出口接线端子与所述压敏阀片之间，所述放电间隙用于当所述输电电缆中未产生所述雷电电压波时断开；当所述输电电缆中产生所述雷电电压波时导通。4.根据权利要求1所述的电缆终端防爆系统，其特征在于，所述电缆终端防爆系统还包括检测装置和控制装置，所述检测装置用于检测所述防爆支路中的电压，并生成电压信号，所述控制装置与所述检测装置通信连接，用于接收所述电压信号，并判断所述电压信号是否小于阈值电压，若所述电压信号小于所述阈值电压，则发出闭合指令，控制所述断路器闭合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭阁，陈浩，常中正，李林川，陶劲松，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：