[发明专利]用于使用断路器状态来检测电弧事件的方法、系统和设备

说明书

技术领域

一般来说，本文所述的实施例涉及电弧闪光检测和抑制，更具体来说，涉及用于减少错误检测的电弧闪光检测系统。

背景技术

至少部分已知的配电电路和开关设备一般具有通过诸如空气或者气体或固体电介质之类的绝缘来分隔的导体。但是，如果导体定位成过于靠近，或者如果导体之间的电压超过导体之间的绝缘的绝缘性质，则电弧可能发生。例如，导体之间的绝缘可能变为离子化，这使绝缘成为导电的，并且使得形成电弧闪光。

电弧闪光包括因两相导体之间、一相导体与中性导体之间或者一相导体与接地点之间的故障而引起快速释放能量。电弧闪光温度能够达到或超过20000℃，这会使导体和相邻设备汽化。此外，电弧闪光能够采取热量、强光、压力波和/或声波形式释放相当大的能量，足以损坏导体和相邻设备。但是，生成电弧闪光的故障的电流水平一般小于短路的电流水平，使得断路器可能不跳闸或者可能呈现延迟跳闸，除非断路器专门设计成处理电弧故障状况。

光传感器可用于检测电弧闪光期间所发射的光的存在。但是，这类传感器往往对低光度敏感，使得它们还检测非电弧闪光的光，并且触发电路保护装置的“错误跳闸”。例如，典型电弧闪光事件能够在离电弧闪光事件三至四英尺的距离产生大约100000勒克斯的光通量的光，而已知的光传感器一般在700勒克斯或以下则饱和。由断路器在跳闸期间、由空间照明或者由直射阳光所发射的光可使光传感器错误地检测电弧闪光事件。因此，需要一种可靠地检测电弧闪光事件并且抑制电路保护装置的错误跳闸的电弧闪光检测系统。

发明内容

在一个方面，电力设备保护系统包括：第一电路监测装置，配置成监测第一电路；第二电路监测装置，配置成监测电耦合到第一电路的第二电路；以及处理器，通信上耦合到第一电路监测装置和第二电路监测装置。处理器配置成从第一电路监测装置和第二电路监测装置中的至少一个接收指示故障的信号，确定故障是在第一电路还是在第二电路中发生，以及如果故障在第二电路中发生，则确定故障是否为电弧事件。

在另一方面，提供控制器以与电力设备保护系统配合使用。控制器配置成通信上耦合到配置成监测第一电路的第一电路监测装置，并且通信上耦合到配置成监测与第一电路电耦合的第二电路的第二电路监测装置。控制器还配置成从第一电路监测装置和第二电路监测装置中的至少一个接收指示故障的信号，确定故障是在第一电路还是在第二电路中发生，以及如果故障在第二电路中发生，则确定故障是否为电弧事件。

在另一方面，提供一种方法以用于保护具有至少一个第一电路和第二电路的电力设备。该方法包括：由处理器从至少一个电路监测装置接收指示故障的信号；以及确定故障是在至少一个第一电路还是在第二电路中发生。如果故障在第二电路中发生，则处理器基于跨第二电路的多个导体所测量的电压水平来确定该故障是否为电弧事件，以及如果该故障是电弧事件，则处理器生成激活电路保护装置的信号。

附图说明

图1是示范电力系统的示意框图。

图2是可与图1所示电力系统配合使用的示范配电系统的示意框图。

图3和图4是可与图1所示电力系统配合使用的设备保护系统的示意图。

图5是示出用于使用图3和图4所示设备保护系统来保护电力设备的示范方法的流程图。

具体实施方式

本文描述供保护配电设备或其它电气设备免于故障中使用的系统、方法和设备的示范实施例。这些实施例便于设备保护系统的连续操作。此外，例如，这些实施例使分支电路上发生的穿越故障能够使用馈电断路器来正常处理。本文所使用的“穿越故障”是在被保护区外部的配电系统中发生的故障，其中故障电流的全部或部分流经被保护区。这类穿越故障通常不要求电弧闪光能量的转向，而是能够通过使馈电断路器跳闸来消除，同时继续监测主电源馈电装置以检测电弧闪光。本文所述的实施例使穿越故障能够被检测，并且在检测到它们时使电路保护装置能够被激活。此外，这些实施例实现电弧事件的可靠检测，同时减少可能由基于光的检测系统引起的错误跳闸。