[发明专利]基于电流转移特性和磁吹的弧后电流测量装置

说明书

技术领域

本发明属于中高压断路器弧后电流测量领域，尤其涉及一种无地干扰、高精度的基于电流转移特性和磁吹的弧后电流测量装置。

背景技术

随后国家智能电网的建设和电网容量的增加，对高压智能电网的保护开关-高压断路器提出了更高的要求。断路器在开断大电流时，电流过零后由于弧隙间残余等离子体，在暂态恢复电压（TRV）的作用下，存在弧后电流。弧后电流可用于判断断路器的开断性能，是断路器开断过程的重要参量。

目前，对于弧后电流的测量方法之一是采用同轴分流器、机械开关和保护间隙并联，在大电流阶段，由于机械开关电阻（微欧级）远小于同轴分流器电阻（毫欧级），大电流主要由机械开关承担；在主电流过零前1~2ms之内，要求机械开关快速分闸，进而起弧，电流开始由机械开关向同轴分流器转移，且在电流过零前完全转移到同轴分流器上，进而由同轴分流器测量主电流过零后的弧后电流。此种方法对同轴分流器的热容量和机械开关的控制精度要求高，信号较弱且有地干扰。还有一种测量方法是采用分流器或者特制罗氏线圈直接测量，但由于主电流与弧后电流的大小差异太大（主电流一般在几十千安，而弧后电流一般在1~2安），分流器或者特制罗氏线圈等电流测量设备难以承受大电流又可以精确测量小电流，测量精度低，而且高阻抗、低热容量分流器也有地干扰的存在，而特制的罗氏线圈由于是积分信号而无法得到准确的绝对时间信号且设计复杂。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种无地干扰、高精度的基于电流转移特性和磁吹的弧后电流测量装置。

本发明的技术解决方案是：一种基于电流转移特性和磁吹的弧后电流测量装置，设有真空开关，与真空开关的进线端或出线端串联有主电流传感器，在真空开关的进线端与出线端之间接有与真空开关触头串联的真空开关电流传感器，与相串联的真空开关触头及真空开关电流传感器并联有保护间隙及相串联的转移电阻和转移电阻电流传感器，在真空开关的真空灭弧室内固定有相对真空开关触头的脉冲横向磁场线圈，所述主电流传感器、真空开关电流传感器及转移电阻电流传感器的输出均与主控制器相接，与主控制器的输入端还相接有被测断路器状态检测单元，所述主控制器的输出与真空开关驱动机构及脉冲横向磁场线圈控制单元相接。

所述脉冲横向磁场线圈为霍姆赫兹线圈，所产生的脉冲横向磁场脉宽为3ms，磁场强度为0~300mT。

所述转移电阻为直线式康铜电阻，转移电阻的阻值，保护间隙的保护电压，式中：s为转移电阻的截面积，；l为转移电阻的长度，I_m为主电流峰值，Δt₂为真空开关电弧完全熄灭到主电流过零的时间，m为转移电阻的质量，ΔT是转移电阻所用材料的最高工作温升，k为转移电阻所用材料的电阻率，γ是康铜6J20的比热容。

本发明以电流转移特性为基础，以磁场吹弧为辅助，实现了测量回路与主回路的隔离测量，可有效避免地干扰信号；同时本发明通过转移支路电阻参数设计和磁吹作用，可有效控制转移电阻支路的电流，使得真空开关在主电流峰值之后分闸即可，因此对真空开关控制精度要求较低；具有测量精度高、干扰少，可靠性高等优点。另外，通过光纤隔离控制和数据通信，可满足电力系统弧后电流的在线测量。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例的脉冲横向磁场线圈结构示意图。

图3是本发明实施例的电路原理框图。

图4是本发明实施例的测量方法流程图。

图5是本发明实施例的工作原理示意图。

具体实施方式