簡(jian)婷

安科(ke)瑞電氣(qi)股(gu)份有限公(gong)司 上海嘉定 201801

1弧光短路發生的(de)機理及影響

1.1弧光(guang)放電發生的機理

當(dang)兩電(dian)(dian)間電(dian)(dian)壓(ya)升(sheng)高時，電(dian)(dian)近處空(kong)氣(qi)中的正(zheng)負離子(zi)(zi)被電(dian)(dian)場加速，并在移動過(guo)程中與其他空(kong)氣(qi)分子(zi)(zi)碰撞產生新(xin)的離子(zi)(zi)，這種離子(zi)(zi)大(da)量增加的現象(xiang)稱為電(dian)(dian)離。當(dang)空(kong)氣(qi)被電(dian)(dian)離時，溫度隨之急劇(ju)上升(sheng)產生電(dian)(dian)弧(hu)，這種放電(dian)(dian)稱為弧(hu)光(guang)放電(dian)(dian)。弧(hu)光(guang)放電(dian)(dian)一般不需要(yao)很(hen)高的電(dian)(dian)壓(ya)，屬于低電(dian)(dian)壓(ya)大(da)電(dian)(dian)流放電(dian)(dian)。

1.2中低壓開(kai)關柜(ju)內發生弧光短路的主要因素

(1)使用了性能不良的導電體。

(2)絕(jue)緣損壞(huai)(包括老化、受潮(chao)、裂(lie)痕等)。

(3)人體或其他物品意外(wai)接觸到帶電部位。

(4)操作(zuo)過程中的失誤(wu)或者設計、安裝錯誤(wu)。

(5)元件損壞，沒有(you)良好的維(wei)修(xiu)和保養設備。

(6)過電壓。

(7)電(dian)網結構的改變(系統容量、電(dian)纜應用(yong)增多)。

1.3不(bu)同(tong)燃弧時(shi)間與設備損壞程度(du)的(de)關系(xi)

根(gen)據搜集(ji)到的國外資料，不(bu)同燃弧時問對(dui)設(she)備

造成的損壞程(cheng)度如下(xia)：

(1)35ms：沒有顯著的損壞，一般(ban)可(ke)在(zai)檢驗絕緣電(dian)阻合格(ge)后投入使用；

(2)1001TIS：損壞較小，在開關柜再次(ci)投(tou)入運行前需(xu)要進行清潔(jie)或小修(xiu)；

(3)500Iris：設備損(sun)壞很嚴重，現場(chang)人(ren)員也(ye)受到嚴重傷害，更(geng)換部分設備才可(ke)再投入運行。

因此，切斷弧(hu)光(guang)(guang)短路故障(zhang)的(de)(de)時(shi)間非常關鍵，只有速(su)度更快(kuai)的(de)(de)保護系統才能提供更的(de)(de)保護，在弧(hu)光(guang)(guang)短路故障(zhang)時(shi)保護人和設備的(de)(de)安(an)全。

2電(dian)弧(hu)光保護系統(tong)的發展及(ji)作用

2.1電弧(hu)光保(bao)護系統(tong)的(de)發展

近年來(lai)，隨(sui)著國內(nei)電力工業的(de)高(gao)速發(fa)展，中(zhong)、低(di)(di)壓(ya)開關柜的(de)應(ying)用(yong)數(shu)量越來(lai)越多(duo)，因開關柜弧光短(duan)路故障而引(yin)發(fa)的(de)中(zhong)、低(di)(di)壓(ya)母(mu)線故障日益增多(duo)。鑒于用(yong)戶(hu)對供電可靠性(xing)的(de)要求越來(lai)越高(gao)，國內(nei)專家一(yi)直強(qiang)調裝(zhuang)設(she)專用(yong)中(zhong)、低(di)(di)壓(ya)母(mu)線保(bao)護的(de)重要性(xing)，用(yong)戶(hu)也希望(wang)能提供一(yi)種造價較低(di)(di)、原(yuan)理(li)簡單(dan)、適用(yong)于6—35kV的(de)母(mu)線保(bao)護，以大限度地減少母(mu)線故障

對(dui)設備(bei)及人員的危害，提高供電可(ke)靠(kao)性(xing)。在這種背(bei)景(jing)下，電弧光保護(hu)系(xi)統在我國電力系(xi)統中得到了廣泛應用。

2.2電(dian)弧光保(bao)護的作用

(1)保護附近(jin)工(gong)作人(ren)員免受電(dian)弧短路故障造成(cheng)的傷害。

(2)保護中、低壓開關設備(bei)免受嚴重損壞，防止火災事故(gu)的發生。

(3)保護昂貴的(de)主變壓(ya)器(qi)(qi)或廠用變壓(ya)器(qi)(qi)免(mian)受短路電流(liu)沖擊而損壞。

(4)防止波及站用直流系統，避免造成巨大的(de)經濟損失。

(5)大限度地減(jian)少用(yong)戶(hu)的停電(dian)時間，將用(yong)戶(hu)的停電(dian)恢(hui)復(fu)時問由原來的2天至3個星(xing)期減(jian)少到幾(ji)個小時。

(6)延長(chang)現有開(kai)關(guan)(guan)設(she)備(bei)的(de)使用(yong)壽命，推遲更(geng)換(huan)開(kai)關(guan)(guan)設(she)備(bei)的(de)時(shi)間(jian)。

3電弧光(guang)保護系統及其實際應用

某廠6kV開(kai)關(guan)(guan)柜采用ARB5光電(dian)式電(dian)弧光保護(hu)系統，其工(gong)作原理(li)是：采用電(dian)弧光傳感器監測電(dian)弧光信號(hao)，配合過流(liu)判斷故障，其可控硅出(chu)口小于lms，快速(su)繼電(dian)器出(chu)口小于8ms以及(ji)斷路器3560ms的跳閘(zha)時間，從而保護(hu)開(kai)關(guan)(guan)設(she)備。

3.1電弧光保護系(xi)統的特點(dian)

(1)采用電弧(hu)光及過流(liu)雙判據原理。

(2)連續的(de)自我(wo)檢測。

(3)采用光纖傳輸(shu)跳閘(zha)指令，可控硅高速出口(kou)和快(kuai)速繼電器(qi)出口(kou)相結合，動作(zuo)時間小于8ms。

(4)主輔元件分離，單系(xi)統可以保護(hu)256個(ge)監測點。

(5)輸(shu)入輸(shu)出(chu)均可編程(cheng)，配置靈活，適合任何復雜工況。

(6)顯示故障(zhang)位置，便于故障(zhang)處(chu)理，大地提高了供電恢復速度。

3.2電弧光保(bao)護(hu)系統的組成

電(dian)弧(hu)光(guang)保護系(xi)統由1個電(dian)弧(hu)光(guang)主控單(dan)元(yuan)、1個電(dian)源模塊、2個電(dian)流輔助單(dan)元(yuan)、1個弧(hu)光(guang)單(dan)元(yuan)和若干(gan)電(dian)弧(hu)光(guang)傳感器(按間隔量配置)組(zu)成。

將電(dian)弧光傳(chuan)感(gan)器(qi)安裝在開(kai)關柜母線室內(nei)，確保(bao)母線室內(nei)發(fa)生弧光短路故障時能探(tan)測到弧光。信號通(tong)過(guo)光纖(xian)和數(shu)據線傳(chuan)輸(shu)到主(zhu)控(kong)單(dan)元(yuan)(yuan)，主(zhu)控(kong)單(dan)元(yuan)(yuan)依據設定(ding)邏輯，判(pan)斷是否發(fa)出跳閘指令(ling)。弧光單(dan)元(yuan)(yuan)安裝在某(mou)個選(xuan)定(ding)的(de)開(kai)關柜中，選(xuan)擇(ze)原則是保(bao)證(zheng)該單(dan)元(yuan)(yuan)與主(zhu)控(kong)單(dan)元(yuan)(yuan)和各個開(kai)關柜里裝設的(de)電(dian)弧光傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)連接線距離較(jiao)短。

3.3電弧光保(bao)護的邏(luo)輯

(1)6kV段任(ren)一開關柜(ju)的母線室(shi)產生(sheng)弧光(guang)(現(xian)場試(shi)驗用(yong)手(shou)電筒光(guang)源模擬(ni))，主控單元都能發出光(guang)報警(綠燈(deng)變紅燈(deng)閃爍)，并能顯示相應正確的地址，但(dan)不發送(song)跳閘信號。

(2)6kV段工作電(dian)(dian)源進(jin)線柜(ju)或備用電(dian)(dian)源進(jin)線柜(ju)三(san)相(xiang)電(dian)(dian)流(liu)(liu)中的(de)(de)任何一相(xiang)出現過流(liu)(liu)情況(現場試(shi)驗采用繼電(dian)(dian)保護(hu)測試(shi)儀給電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)方(fang)式模(mo)擬(ni))，主控(kong)單元都能(neng)發出過流(liu)(liu)報(bao)警(綠燈變(bian)紅燈閃爍)，并(bing)能(neng)顯示相(xiang)應(ying)正確的(de)(de)地址，但(dan)不發送(song)跳閘(zha)信(xin)號。

(3)6kV段任(ren)一(yi)開(kai)關(guan)柜的(de)母線室(shi)產生弧光(guang)，同時工作電(dian)源進線柜或備用電(dian)源進線柜三相(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)中的(de)任(ren)一(yi)相(xiang)(xiang)出(chu)現(xian)過(guo)流(liu)情況(kuang)(試驗模擬方法同上(shang))，主控單元都能(neng)發出(chu)光(guang)報(bao)警和過(guo)流(liu)報(bao)警，并(bing)能(neng)顯示相(xiang)(xiang)應正確的(de)地址，同時送(song)出(chu)相(xiang)(xiang)應的(de)跳閘信號(hao)。

(4)工作(zuo)電(dian)源進線柜任(ren)何一相給過(guo)流信號并同(tong)時(shi)在任(ren)一個弧光通(tong)道給弧光信號時(shi)，主控(kong)單(dan)元發跳(tiao)(tiao)閘信號給工作(zuo)電(dian)源進線柜跳(tiao)(tiao)閘出口(kou)及閉鎖快切出口(kou)繼電(dian)器。

(5)備(bei)用(yong)電源進線柜任(ren)何一相給(gei)(gei)過流信(xin)(xin)(xin)號并同時(shi)(shi)在任(ren)一個弧(hu)光通道給(gei)(gei)弧(hu)光信(xin)(xin)(xin)號時(shi)(shi)，主(zhu)控(kong)單元(yuan)發跳閘信(xin)(xin)(xin)號給(gei)(gei)備(bei)用(yong)電源進線柜跳閘出(chu)口及(ji)閉鎖(suo)快切出(chu)口繼電器(qi)。

4安(an)科瑞ARB5-M弧光保(bao)護產品選(xuan)型(xing)說明

ARB5-弧光主控單元

（1）＊表示可選附件，需要另外增加費用1500元。

（2）主控板和(he)采集板數量之(zhi)和(he)不能大于(yu)4。

（3）弧光(guang)探(tan)頭到采(cai)集(ji)板的長度不能超過(guo)20米(mi)。

（4）如有特殊要求，請特別注明。

5安科瑞ARB5-M弧光保護產品功能(neng)和技術參數

6安(an)科瑞ARB5-M弧光保護產品現場(chang)安(an)裝

弧光保護主控單元、探頭安(an)裝(zhuang)圖如(ru)下。

作者(zhe)介紹(shao)

簡婷，安科瑞電氣股份有限公司，187 0199 8775,主要研究方向為弧(hu)光保護(hu)。