检测一个内部电弧和一个阻断电弧的方法技术

本发明专利技术涉及在包括至少一组汇流条和一个电路断路器，和配备了一个保护系统和一台计算机的金属外壳的设备中，区分检测到的一个内部电弧和一个阻断电弧的方法，该方法是在于利用一个能产生电弧发生信号的传感器去检测一个电弧的发生；在于传送上述的信号给计算机；和在于确定瞬间ｔ↓［０］和瞬间ｔ↓［ａ］之间的时间间隔Ｔ＝ｔ↓［０］－ｔ↓［ａ］，其中ｔ↓［０］是计算机接收保护系统发出的电路断路器起动命令的瞬间，而ｔ↓［ａ］是标明上述的信号开始被计算机所采集的瞬间。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一个在金属壳体或“镀过金属的”壳体中的一个高压或中等电压的电气装置内部，区分检测出的一个内部电弧和一个阻断电弧的方法。在电气设备中，尤其是在至少包括一组汇流条(bus bars)和一个电路断路器，而且按常规配备了一个保护系统和一台计算机的金属外壳的设备中，采用一个传感器去检测金属外壳和导体之间(或在一个三相装置中的导体之间)电弧的出现是众所周知的，在那里这样的电弧被称为“内部的”。传感器可以是一个压力传感器或一个光传感器。在专利EP-0 197 778和EP-0 313 422中有这样的装置的说明。然而，当电路断路器的触点正在阻断一个负载电流或故障电流时，在它的触点之间触发的电弧被称为“阻断”电弧，该电弧具有与内部电弧相似的一些特点。当阻断一个大的短路电流时，亮度或压力的增加与一个小的短路电流的快速消失的内部电弧产生期间所建立起的结果是相近的。这使得仅仅通过测量亮度或压力的增加去区分一个内部电弧和一个阻断电弧在执行时是不可靠的。本专利技术解决了这个问题，而且提供了在至少包括一组汇流条和一个电路断路器，和配备了一个保护系统和一台计算机的金属外壳的设备中区分一个内部电弧和一个阻断电弧的方法。按常规，这样的设备配备了一个保护系统，该系统是由用于分析电压和/或电流的电子装置构成的。保护系统检测到一个故障就向电路断路器的起动器装置和计算机同时发出起动命令。在起动器装置中，一个用于开启电路断路器的电磁线圈开始运行，使得它的电磁铁推动用于驱动电路断路器触点的装置。从一个电弧出现到起动命令被计算机接收的时间间隔一般是在5毫秒至20毫秒的范围内，5毫秒的适用于所谓的“快”保护，而20毫秒的适用于所谓的“慢”保护。本专利技术的方法是在于利用一个能产生电弧发生信号的传感器去检测电弧的发生；在于传送上述的信号给计算机；和在于确定瞬间t0和瞬间ta之间的时间间隔T＝t0-ta，其中的t0之保护系统传送给计算机的电路断路器起动命令被计算机接收的瞬间，而ta是上述的信号被计算机采集的瞬间。根据第一个特点，如果时间间隔T是正值，那么电弧就被确定为一个内部电弧。根据第二个特点，如果时间间隔T是负值，而它的绝对值是小于或等于10毫秒，那么该电弧就被确定为一个内部电弧。根据第三个特点，如果时间间隔T是负值，而它的绝对值是大于10毫秒，就需要对电弧发生的信号变化进行分析。在这种情况下，如果从开始采集信号之后的500毫秒之内，出现了一个转折点，那么，该电弧就被确定为一个内部电弧，而且如果在开始采集信号之后的500毫秒之内没有转折点，该电弧就被确定为一个阻断电弧。本专利技术还提供了另一个方法去在至少包括一组汇流条和一个闭合的电路断路器，并配备了一个保护系统和一台计算机的金属外壳的设备内部，区分检测到的一个内部电弧和一个阻断电弧，这个方法是打算作为上述方法的补充。第二个方法在于利用一个能产生电弧发生信号的传感器去检测电弧的发生；在于传送上述的信号给计算机；和在于确定信号的持续期是小于或者大于一个预定的界限值。上述的界限值最好位于一个阻断电弧的可测量的持续期T1和可测量的时间间隔T2之中，和由于电路断路器的打开，引起的一个内部电弧的发生和熄灭之间，如果信号的持续期小于上述的界限值，该电弧就被确定为一个阻断电弧，而如果信号的持续期大于上述的界限值，该电弧就被确定为一个内部电弧。实际上，最好是上述的界限值大约为50毫秒。本专利技术在下面参照图例有更详细的说明，该图例只表示本专利技术的一个最佳实例。附图说明图1A到1C表示位于电路断路中的一个内部电弧的事例。图2A到2C表示位于电路断路器外部的一个内部电弧的事例，和接着的是短路电流被电路断路器阻断的事例。图3A到3D表示由于阻断一个短路电流在电路断路器内部的一个内部电弧的事例。图4表示被计算机记录的一个电弧发生的信号。如图1A中所示，金属外壳的设备包括一组汇流条1和一个电路断路器2与一条输出的馈线3连接。它配备了一个保护系统4和一台计算机5。保护系统4是用于分析电压和/或电流的电子装置构成的。当它检测到一个故障电流时，它同时向电路断路器2的起动装置6和计算机5发送起动命令。在起动装置6中的一个电磁的线圈开始工作，打开电路断路器，而且电磁铁因此推动用于驱动电路断路器触点的装置。从故障的出现(在这种情况下是电路断路器内部的一个内部电弧)到计算机获得起动命令的时间间隔一般是在5毫秒至20毫秒的范围内，5毫秒适用于所谓的“快”保护的事例而20毫秒适用于所谓的“慢”保护的事例。电路断路器2配备了一个传感器8，在这个事例中是一个压力传感器，用于检测装置内部是否存在一个内部电弧的目的。压力传感器8打算用于把电路断路器2内部得到的压力传送给计算机5，该计算机以某一个速率(即每隔20毫秒)取样记录这个压力数据，如图4中所示。当压力数据显著地大于正常的压力P0，而且实质上是线性地上升，就检测到一个电弧，而由数据构成的压力上升信号S就被称为“电弧发生”信号。这样就可以从这里推断出压力开始上升的瞬间，即从三个压力取样大于正常的压力。这个检测出来的压力上升前沿的开始点被认为是获得信号的开始。图1B和1C用图解说明了电弧检测的过程和作为时间的函数的电路断路器起动的过程。内部电弧7建立起一个故障电流a和一个上升的压力b。压力的上升通过SF6传播，近似于声速，即150米每秒(m/s)，而且它是在对应于电弧7和传感器8之间的距离的第一延迟之后被传感器8检测到的。这个第一延迟表示在c。然后压力上升前沿在一个相对小的第二延迟之后，在瞬间ta被传送到计算机5，该第二延迟道先是由于传感器的特性，其次是由于计算机的取样系统引起的。这个第二延迟表示在d。在这个时间，保护系统4检测出故障电流并且在瞬间t0把电路断路器的起动命令o送给计算机5。图1B表示出快保护，在那里T＝t0-ta是负值而且绝对值小于或等于10毫秒，而图1C表示的是慢保护，在那里T＝t0-ta是正值。随着一个内部电弧的发生，将是接触点的分开和在触点之间触发阻断电弧。最后所得到的压力上升是不重要的，因为判别的标准是已经制定好了的。在图2A至2C中，一个内部电弧7’出现在电路断路器2的外部，因此没有被传感器检测出来。然而，故障电流a是被保护系统4检测到了，该系统在瞬间t0把一个电路断路器的起动命令o送给计算机5。电路断路器2的接触点分开后如图2B所示，而短路电流的阻断电弧9引起压力的上升b，该压力经过一个第一延迟之后传播到传感器8。这个由于阻断腔和传感器8之间的距离引起的第一延迟在c表示出来。这个压力的上升被触点的移劝所产生的压力波放大了。如上所述，这个压力上升前沿经过一个第二延迟就被传送到计算机5，并且在瞬间ta被计算机所采集。时间间隔T＝t0-ta是负值，而且在绝对值上大于从接收电路断路器起动命令到接触点分开这段时间，它大约是20毫秒。必需注意到在以上图中表示的这两个事例中，判别标准可以直接由计算机5来确定。图3A至3D表示出一个第二种事例，对应于被电路断路器阻断一个短路电流之后，在电路断路器中出现一个内部电弧。在线路上出现一个故障电流10并且被保护系统4检测到，该系统把一个起动命令o送给计算机5，计算机在瞬间t0接收到它。接触点被分开如图3B所示，而且和前面的事例一样，本文档来自技高网...

【技术保护点】
在至少包括一组汇流条（８）和一个电路断路器（２），和配备了一个保护系统（４）和一台计算机（５）的金属外壳的设备中，区分一个检测到的内部电弧和阻断电弧的方法，该方法是在于利用一个能产生电弧发生信号（ｃ）的传感器（８）去检测一个电弧的发生；在于传送上述的信号给计算机（５）；和在于确定瞬间ｔ↓［０］和瞬间ｔ↓［ａ］之间的时间间隔Ｔ＝ｔ↓［０］－ｔ↓［ａ］，其中的ｔ↓［０］是计算机（５）接收保护系统（４）发送到那里的电路断路器起动命令（ｃ）的瞬间，而瞬间ｔ↓［ａ］是标明上述信号的开始被计算机（５）采集的瞬间。

【技术特征摘要】
FR 1996-12-16 96154271.在至少包括一组汇流条(8)和一个电路断路器(2)，和配备了一个保护系统(4)和一台计算机(5)的金属外壳的设备中，区分一个检测到的内部电弧和阻断电弧的方法，该方法是在于利用一个能产生电弧发生信号(c)的传感器(8)去检测一个电弧的发生；在于传送上述的信号给计算机(5)；和在于确定瞬间t0和瞬间ta之间的时间间隔T＝t0-ta，其中的t0是计算机(5)接收保护系统(4)发送到那里的电路断路器起动命令(c)的瞬间，而瞬间ta是标明上述信号的开始被计算机(5)采集的瞬间。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，如果时间间隔T是正值，那么电弧就被确定为一个内部电弧。3.根据前面权利要求中任一项的方法，其特征在于，如果时间间隔T是负值，而且它的绝对值是小于或者等于10毫秒，那么电弧就被确定为一个内部电弧。4.根据前面权利要求中任一项的方法，其特征在于，如果时间间隔T是负值，而且它的绝对值是大于10毫秒，电弧发生信号的变化就被进行分析。...

【专利技术属性】
技术研发人员：让玛莫尼，让佛朗克斯佩宁，
申请(专利权)人：GEC阿尔斯托姆TD公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]