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电涌保护器后备保护智能脱离装置

技术领域

01. 本技术涉及电涌保护器设备的技术领域,尤其涉及电涌保护器后备保护智能脱离装置。

背景技术

02. 近年来低压配电系统防雷技术的研究与应用得到了快速发展。电涌保护器(sro)是最为主要的防护器件,而sro中脱离器和压敏电阻芯片(Mov)是最为核心的两个部件。由于sro在使用过程中不可避免地会发生短路故障,另外电压限制型sro的核心器件mov会老化失效,如不采取防护措施,将会带来火灾等灾难性的后果,所以设计配置不同功能的脱离器对sro保护大为重要。

[coos. 脱离器是能把sro劣化故障时从电源系统断开的装置,有内置式和外置式两种主要功能,有热保护功能和过电流保护功能。下面介绍目前国内外热脱离装置技术状况和过电流脱离技术状况:

04. 1、目前国内外热脱离装置技术状况

05. 具有热保护功能的脱离器均为内置式结构,根据GB18802.1-2011《低压配电系统的电涌保护器(SPD)第一部分:性能要求和试验方法》标准,IEC61643.1中的要求:A、承受动作负载试验能力、暂态过电压能力;C、限制SPD中MOV劣化程度的能力;D、SPD表面温度要低于120K。因此,脱离器的热保护功能是sro必须具备的。

06. 热保护功能的脱离器主要是控制MOV劣化到一定程度时及时把sro从电源系统中断开。MOV劣化特征为工频泄漏电流增大。MOV发热加剧使得发热量和散热量失去平衡。经大量实验证明当sro劣化泄漏电流> 40mA时,温度上升引起燃烧。

07. 热保护功能的脱离器是通过具有热熔断特性的材料或元件来检测金属电极处温度并熔断。保证在sro外壳在燃烧之前脱离器断开电源。目前使用的热熔断性能材料为低熔点合金材料,低合金材料必须有良好的物理化学性能和可焊性的同时,要有机械强度与温度特性,由于低熔点合金材料的一致性较差、焊接工艺的离散性以及制造结构工艺精度、弹簧张力、低温合金粘连等,这都是目前热脱离器性能极不稳定的原因。因此,经常有SPD燃烧的重大事故产生。

08. 2、目前国内外过电流脱离技术状况

09. SPD的过电流脱离为外置式,一般选用断路器和熔断器在sro发生短路故障时使sro和电网脱离。根据sro过电流保护器的选择依据发现。确保雷电流流过时过电流保护不动作与供电电源主开关QFl和sro过流保护主开关(以下称为电涌保护器后备保护)QF2存在上下级选择性的问题,由于QF2是sro发生短路故障起保护作用的。而要发生短路故障大多是由于MOV芯片劣化,热保护脱离器脱离不彻底而温升燃烧而引起的短路占了绝大部份。因此,常规后保护只能起到故障后的保护,而无外置热保护的功能是最大的缺陷。

技术内容10. 本技术所要解决的技术问题:针对现有技术的不足而提供具有过流保护功能和热保护功能的电涌保护器后备保护智能脱离装置。

11. 本技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:

12. 电涌保护器后备保护智能脱离装置,包括:

13. 若干电涌保护单元,其中一个电涌保护器的第一端接口与零线连接,其余的每一电涌保护器的第一端接口均与相对应的相线连接,所有的电涌保护器的第二端接口均与接地保护线连接;每一电涌保护器具有三个遥信端子;每一电涌保护单元的压敏电阻芯片上均安装有一温度传感器;

14. 一断路器分离装置单元,所述断路器分离装置单元具有第一输入端口、第二输入端口、分励线圈合闸信号输入端口以及若干由所述断路器分离装置单元统一控制的断口 ;所述第一输入端口并接在所述零线上,所述第二输入端口串接一熔断器后并接在其中一根所述相线中,每一断口均与相对应的所述相线和零线串接;以及

15. 一智能测控单元,所述智能测控单元包括输入输出端口、液晶显示面板以及单片机,所述输入输出端口包括分励线圈合闸信号输出端口、电压检测端口、劣化与温度检测端口、雷击信号端口以及电源端口 ;所述智能测控单元的分励线圈合闸信号输出端口与所述断路器分离装置单元的分励线圈合闸信号输入端口连接;所述电压检测端口具有若干子端口,每一电压检测端口的子端口分别并接在相对应的所述相线和零线上;所述劣化与温度检测端口具有三个子端口,所述劣化与温度检测端口的第一子端口分别与每一电涌保护单元的第一遥信端子连接,所述劣化与温度检测端口的第二子端口分别与每一电涌保护单元的第二遥信端子连接,所述劣化与温度检测端口的第三子端口分别与每一电涌保护单元的第三遥信端子连接;所述雷击信号端口与所述接地保护线连接;所述电源端口与外部电源电连接。

16. 在本技术的一个优选实施例中,所述智能测控单元具有一 RS485接口,所述智能测控单元通过RS485接口与上位机连接。

17. 在本技术的一个优选实施例中,所述智能测控单元最多与16台电涌保护器连接。

18. 在本技术的一个优选实施例中,所述智能测控单元的液晶显示面板所显示的数据包括环境温度、每一电涌保护单元的压敏电阻芯片的温度、所有电涌保护单元的工作状态、所有电涌保护单元的输出接点开闭状态、雷击次数、系统电压状态以及系统时钟。

19. 由于采用了如上的技术方案,本技术的有益效果在于:在每一电涌保护器的压敏电阻芯片上安装温度传感器,温度传感器的数据传输至智能测控单元进行处理,一旦检测到压敏电阻芯片的温度超过预报警设定值温度时,发出预报警信号,当压敏电阻芯片的温度超过脱离阀值时,智能测控单元向断路器分离装置单元发出脱离指令,实现热保护脱离功能;但如果检测到雷击信号时,脱离指令被封锁,以免误脱。当断路器分离装置接收到脱离指令时,使得断路器分离装置分闸与电网脱离,实现电涌保护器热脱离的双重保护,这极大提高了电涌保护器系列产品使用的安全性能,最大程度地避免了重大事故的发生。智能测控单元连接至上位机,上位机可实时远程监控智能测控单元的工作状态,可用于会议中心、档案馆、体育中心、智能楼宇、智能电站等重要场合。

附图说明20. 为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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。

21. 图1是本技术的结构示意图。

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22. 图2是本技术的液晶显示面板所显示数据的图像。

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具体实施方式

23. 为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本技术。

24. 参见图1,图中给出的电涌保护器后备保护智能脱离装置,包括四个电涌保护单元110、120、130、140、断路器分离装置单元200、智能测控单元300以及上位机400。

25. 电涌保护单元110、120、130的第一端接口分别与相线L1、L2、L3连接,而电涌保护单元140的第一端接口分别与零线N连接,电涌保护单元110、120、130、140的第二端接口均与接地保护线PE连接。电涌保护单元110、120、130、140具有三个遥信端子111、112、113、121、122、123、131、132、133、141、142、143。电涌保护单元 110、120、130、140 的压敏电阻芯片114、124、134、144上安装有一温度传感器114a、124a、134a、144a。

26. 断路器分离装置单元200具有输入端口 210、220、分励线圈合闸信号输入端口 230以及四个由断路器分离装置200统一控制的断口 241、242、243、244,断口 241、242、243、244与相线L1、L2、L3和零线N串接,输入端口 210并接在零线N上,输入端口 220串接一熔断器250后并接在相线LI中。

27. 智能测控单元300包括输入输出端口、液晶显示面板310以及单片机(图中未示出)。输入输出端口包括分励线圈合闸信号输出端口 320、电压检测端口 330、劣化与温度检测端口 340、雷击信号端口 350、电源端口 360以及RS485端口。

28. 智能测控单元300的分励线圈合闸信号输出端口 320与断路器分离装置单元200的分励线圈合闸信号输入端口 230连接。电压检测端口 330具四个子端口 331、332、333、334,电压检测端口 330的子端口 331、332、333、334分别并接在相线L1、L2、L3和零线N上。劣化与温度检测端口 340具有三个子端口 341、342、343,劣化与温度检测端口 340的子端口341分别与电涌保护单元110、120、130、140的遥信端子113、123、133、143连接,劣化与温度检测端口 340的子端口 342分别与电涌保护单元110、120、130、140的遥信端子连接111、121、131、141,劣化与温度检测端口 340的子端口 343分别与电涌保护单元110、120、130、140的遥信端子112、122、132、142连接。雷击信号端口 350与接地保护线PE连接。电源端口 360与外部电源电连接。

29. 参见图2,智能测控单元300的液晶显示面板310所显示的数据包括环境温度311、电涌保护器110、120、130、140的压敏电阻芯片114、124、134、144的温度312a、312b、312c、312d、电涌保护器110、120、130、140的工作状态313、电涌保护器110、120、130、140的输出接点开闭状态314、雷击次数315、系统电压状态316以及系统时钟317。位于液晶显示面板310下方还设有五个触屏键,分别为菜单318a、移位318b、数据318c、查询318d以及复位 318e。30. 上位机400连接以太网中转器410,再通过RS485端口与智能测控单元300的RS485端口连接,而智能测控单元300最多与16台电涌保护器连接。上位机可实时远程监控智能测控单元300的工作状态。

31 . 当智能测控单元300监测到电涌保护单元110、120、130、140的压敏电阻芯片114、124、134、144的温度超过设定值时,智能测控单元300通过分励线圈合闸信号输出端口 320发出脱离指令,断路器分离装置单元200的分励线圈合闸信号输入端口 230接收脱离指令,从而控制断路器分离装置200内的断口 241、242、243、244断开,使得电涌保护单元110、120、130、140与电网脱离,实现热保护脱离功能。