一种基于非电量信息的高压断路器保护装置及方法，包括安装在断路器灭弧室内的灭弧室气体压力开关、弧光传感器和温度传感器，在断路器灭弧室外靠近静触头端导体上设有电流互感器。通过在高压断路器灭弧室内安装灭弧室气体压力开关、弧光传感器、温度传感器和电流互感器，通过对断路器内部产生持续电弧所带来的效果进行检测，从而通过逻辑判断是否触发断路器保护动作，能够避免现有断路器仅有的“操作机构弹簧压力低/油压低”、“灭弧室SF气体压力低”这种原因性因素的保护功能，而不能防止因其他因素导致的电弧，能够更好地保护高压断路器。器。器。
【技术实现步骤摘要】
一种基于非电量信息的高压断路器保护装置及方法
[0001]本专利技术涉及高压输电设备领域，具体涉及一种基于非电量信息的高压断路器保护装置及方法。
技术介绍
[0002]断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置，一般串联在电气主回路中，用于操作带电设备或在异常情况下切除故障保护主设备安全。
[0003]断路器切断短路电流主要依赖于灭弧室的灭弧能力，灭弧能力不足时，应禁止断路器分闸，以避免断口燃弧无法熄灭导致断路器解体爆炸，造成巨大损失。
[0004]目前常见的设计思路中，一般普遍采用“操作机构弹簧压力低/油压低”、“灭弧室SF6气体压力低”作为闭锁断路器分、合操作的条件。这种方法仅可避免断路器在弹簧压力、SF6压力不足这两种情况下分闸导致的断路器事故，而对于触头温度过高、气室压力过大、弧光持续过长等重要信号，尚无用来作为断路器本体保护判断的案例。
[0005]近一两年来，在国内陆续发生了一些案例，原因和过程较为一致——首先因为断路器操作机构故障导致合闸时仅弧触头闭合、主触头不闭合；然后在数万安培的强大负荷电流下弧触头发热融化，周围的气体分解，绝缘下降；最后灭弧室导体对地放电，继电保护动作跳闸，断路器因已失去灭弧能力而解体爆炸。
[0006]案例表明，在高压断路器控制回路中，仅采用“操作机构弹簧压力低/油压低”、“灭弧室SF6气体压力低”作为闭锁断路器分、合操作的条件是远远不够的。
[0007]基于对高压断路器的基础研究的不断完善，对高压断路器的性能机制有了更全面的了解，例如中国专利文献CN 110376514A公开了一种直流高速开关综合性能评估方法，通过对直流高速开关的不断试验测试其外部绝缘性能、开断性能、机械性能及载刘性能，通过此种对开关本身的研究，可以借以参考进行对断路器的保护。
技术实现思路
[0008]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于非电量信息的高压断路器保护装置及方法，充分利用断路器本体各种非电量信号进行多维组合判断，消除此类风险，确保电力设备安全运行。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于非电量信息的高压断路器保护装置，包括安装在断路器灭弧室内的灭弧室气体压力开关、弧光传感器和温度传感器，在断路器灭弧室外靠近静触头端导体上设有电流互感器，灭弧室气体压力开关、弧光传感器、温度传感器和电流互感器与逻辑判断单元的输入端连接，逻辑判断单元输出端可向外发出告警信号和启动断路器失灵保护信号。
[0010]上述的逻辑判断单元与人机交互模块通讯连接，弧光传感器、温度传感器和电流互感器通过变送器进行信号转换后与模拟量输入模块连接，模拟量输入模块与逻辑判断单
元电连接。
[0011]上述的逻辑判断单元输出端设有报警信号继电器和断路器失灵保护执行继电器，用于发出报警信号和执行保护动作。
[0012]使用的一种基于非电量信息的高压断路器保护装置的保护方法，方法的步骤为：步骤一、断开断路器，在人机交互模块上设定灭弧室气体压力超限时间t1、弧光信号持续时间t2、温度超限时间t3、断路器负荷电流越限时间t4及保护启动延时时间t5，根据断路器类型和负载特性设定灭弧室气体压力现在只、温度限值和负荷电流限值；步骤二、断路器合闸，灭弧室气体压力开关对灭弧室内的气体压力是否查过设定值进行检测，超过时开关闭点断开，逻辑判断单元接收到断开信号及压力超限信号开始进行计时并与时间t1进行比较，弧光传感器对灭弧室内的弧光信号进行检测，模拟量输入模块接收到有弧光信号传送至逻辑判断单元并计时，计时时间与t2进行比较，温度传感器对灭弧室内温度进行检测，模拟量输入模块接收到温度信号传送至逻辑判断单元，如果温度超限开始进行计时并与t3进行比较，电流互感器采集断路器的三相电流信息，模拟量输入模块接收到电流大小并传送至逻辑判断单元，如果电流超过设定限值开始计时并与时间t4进行比较；步骤三、当步骤二中的灭弧室内的气体压力超越时间超过t1、弧光信号持续时间超过t2、温度超限时间超过t3和断路器负荷电流越限时间超过t4其中任意一项或者多项满足时，控制报警信号继电器吸合发出告警信号，报警内容传送至人机交互模块并显示，当以上四项条件全部满足时，且经过保护启动延时时间t5后仍然满足，控制断路器失灵保护执行继电器吸合，将与本断路器响铃的其他所有断路器跳闸，实现故障断路器的电气隔离，保护线路。
[0013]上述的步骤三中，四项条件中只有灭弧室内的气体压力超越时间超过t1满足时，判断为压力开关异常或者灭弧室压力异常，在人机交互模块上显示对灭弧装置进行检查。
[0014]上述的步骤三中，四项条件中只有温度超限时间超过t3和断路器负荷电流越限时间超过t4满足时，判断为负载过大，在人机交互模块上显示对灭弧装置进行检查。
[0015]上述的步骤三中，四项条件中只有灭弧室内的气体压力超越时间超过t1和弧光信号持续时间超过t2满足时，判断为断路器灭弧能力减弱，触头耗损，在人机交互模块上显示对灭弧装置进行检查。
[0016]本专利技术提供的一种基于非电量信息的高压断路器保护装置及方法，通过在高压断路器灭弧室内安装灭弧室气体压力开关、弧光传感器、温度传感器和电流互感器，通过对断路器内部产生持续电弧所带来的效果进行检测，从而通过逻辑判断是否触发断路器保护动作，能够避免现有断路器仅有的“操作机构弹簧压力低/油压低”、“灭弧室SF6气体压力低”这种原因性因素的保护功能，而不能防止因其他因素导致的电弧，能够更好地保护高压断路器。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术高压断路器的信号采集示意图；图2为本专利技术电气原理图；
图3为电气原理图局部放大图；图4为高压断路器保护逻辑。
[0018]其中：灭弧室气体压力开关1、弧光传感器2、温度传感器3、电流互感器4、逻辑判断单元5、人机交互模块51、模拟量输入模块52、断路器灭弧室6、报警信号继电器7、断路器失灵保护执行继电器8。
具体实施方式
[0019]以下结合附图和实施例详细说明本专利技术技术方案。
[0020]如图1
‑
3中所示，一种基于非电量信息的高压断路器保护装置，包括安装在断路器灭弧室6内的灭弧室气体压力开关1、弧光传感器2和温度传感器3，在断路器灭弧室6外靠近静触头端导体上设有电流互感器4，灭弧室气体压力开关1、弧光传感器2、温度传感器3和电流互感器4与逻辑判断单元5的输入端连接，逻辑判断单元5输出端可向外发出告警信号和启动断路器失灵保护信号。
[0021]上述的逻辑判断单元5与人机交互模块51通讯连接，弧光传感器2、温度传感器3和电流互感器4通过变送器进行信号转换后与模拟量输入模块52连接，模拟量输入模块52与逻辑判断单元5电连接。
[0022]上述的逻辑判断单元5输出端设有报警信号继电器7和断路器失灵保护执行继电器8，用于发出报警信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于非电量信息的高压断路器保护装置，其特征在于，包括安装在断路器灭弧室（6）内的灭弧室气体压力开关（1）、弧光传感器（2）和温度传感器（3），在断路器灭弧室（6）外靠近静触头端导体上设有电流互感器（4），灭弧室气体压力开关（1）、弧光传感器（2）、温度传感器（3）和电流互感器（4）与逻辑判断单元（5）的输入端连接，逻辑判断单元（5）输出端可向外发出告警信号和启动断路器失灵保护信号。2.根据权利要求1所述的一种基于非电量信息的高压断路器保护装置，其特征在于，所述的逻辑判断单元（5）与人机交互模块（51）通讯连接，弧光传感器（2）、温度传感器（3）和电流互感器（4）通过变送器进行信号转换后与模拟量输入模块（52）连接，模拟量输入模块（52）与逻辑判断单元（5）电连接。3.根据权利要求1所述的一种基于非电量信息的高压断路器保护装置，其特征在于，所述的逻辑判断单元（5）输出端设有报警信号继电器（7）和断路器失灵保护执行继电器（8），用于发出报警信号和执行保护动作。4.使用上述权利要求3所述的一种基于非电量信息的高压断路器保护装置的保护方法，且特征在于，方法的步骤为：步骤一、断开断路器，在人机交互模块（51）上设定灭弧室气体压力超限时间t1、弧光信号持续时间t2、温度超限时间t3、断路器负荷电流越限时间t4及保护启动延时时间t5，根据断路器类型和负载特性设定灭弧室气体压力现在只、温度限值和负荷电流限值；步骤二、断路器合闸，灭弧室气体压力开关（1）对灭弧室内的气体压力是否查过设定值进行检测，超过时开关闭点断开，逻辑判断单元（5）接收到断开信号及压力超限信号开始进行计时并与时间t1进行比较，弧光传感器（2）对灭弧室内的弧光信号进行检测，模拟量输入模块（52）接收到有弧光信号传送至逻辑判断单元（5...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯小虎，杨维胜，黄福强，冉帅，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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