智能弧光保护系统的这几个关键，你搞懂了吗？

时间：2022-02-18

弧光保护的基本原理是检查弧光和过流。弧光保护系统具有传统低压保护装置的多种功能，可记录故障事件和波形，为事故分析提供重要的基础数据。

电弧光保护是一种快速可靠的特殊母线保护系统，采用电弧光检测和过流双判断原理，原理简单，动作可靠快速，变电站设备无特殊要求，适应各种运行模式，在各种运行模式下保护不需要切换，是电厂、变电站、工商配电系统母线保护的理想解决方案。

什么是弧光放电？

当两个电极之间的电压升高时，电极较近空气中的正负离子被电场加速，在移动过程中与其他空气分子碰撞产生新的离子。这种大量离子增加的现象称为电离。当空气被电离时，温度急剧上升，产生电弧。这种放电称为电弧放电。电弧放电一般不需要高电压，属于低放电。

弧光放电的条件是小间隙和大电流。如果增加间隙或减少电流，电弧就会消失。

二、电弧光是如何形成的？

电弧短路火灾：如果两个电极接触后打开并建立电弧，则维持此10mm长电弧只20V电压。也就是说，只要先接触，然后分开，就有可能产生局部高温电弧，成为火源。根据电弧的不同部分，可分为带电导体之间的电弧、带电导体与地面之间的电弧和绝缘表面的爬电。

电弧光

1.带电导体之间的电弧短路着火:

短路火灾有两种可能性，一种是短路电流（如相线和中性线）接触时短路电流产生的高温熔化接触点金属，然后金属熔化成团体收缩，从接触过程中分离出来。此外，如果线路绝缘水平严重下降，雷电产生的瞬态过电压或电网故障产生的暂态过电压可能会突破恶化的线路绝缘并建立电弧。电弧短路的火灾风险远远大于上述金属短路的火灾风险。

2.接地故障电弧起火:

由于接地故障的概率远远大于带电导体之间的短路，接地故障电弧引起的火灾远远大于带电导体之间的电弧火灾是因为在电气线路施工中，带电导体绝缘皮肤之间没有相对运动引起的摩擦，但带电导体绝缘皮肤与钢管之间的摩擦使绝缘变薄或损坏。此外，当地面出现瞬态电磁场时，电气线路会感应到瞬态过电压。此时，芯线上感应的瞬态过电压基本相同，而电缆梯架由于接地而为地电压，因此芯线对地的电位差较大。从摩擦和电位差的分析来看，接地故障电弧的火灾率自然较高。

三、爬电起火：

爬电是指电弧不是建立在空气间隙中的电弧，而是出现在设备绝缘表面上的电弧。例如电源插头的绝缘表面上的一个或多个相线插脚和PE线插脚，绝缘表面之间可能发生爬电。

中低压开关柜电弧光的主要因素是什么？

▼导电体性能不良；

▼绝缘材料损坏(包括裂缝、进水、老化等)；

▼人体或其他物品意外接触带电物品；

▼操作过程中的错误或设计或安装错误；

▼部件损坏，无良好的维护设备；

▼改变电网结构(增加系统容量和增加电缆应用)。

电弧光事故

三、电弧光的危害

开关设备内部间隔故障产生的电弧光会*增加开关设备的压力和温度。如果不及时切除，可能会造成以下重大危害：

▼电弧光中心温度(相当于太阳表面温度2~4倍，约为10000~20000°C铜排导致铜排和铝排熔化气化；

▼电缆熔化，电缆护套着火；

▼开关设备剧烈振动，松开固定元件；

▼故障电流产生的电力可能导致变压器绕组变形和匝间短路；

▼故障产生的弧光冲击波为300m/s速度爆度爆破坏途中的任何物质。如果影响站内直流系统，导致全站直流失电，将造成不可弥补的重大损失；

▼燃烧产生的有毒气体被吸入会产生生命危险；

▼高温灼伤皮肤，强光刺伤眼睛；

▼爆破声振损伤耳膜，肺；

▼爆炸碎片飞射，造成人员伤亡。

四、电弧光的监测和保护

当低压开关柜发生电弧时，操作人员和设备的安全可以通过三种不同的设计理念得到保护：

改进设备的机械结构，使其能够承受电弧(被动保护)；

限制内部电弧效应的设备安装装置（主动保护）；

限流断路器安装在设备上。

主动保护有两种常见可行的方法：

1.通过压力传感器监测

采用压力传感器作为电弧光检测单元，压力波是设备中电弧事故的影响之一，电弧出现后10-15毫秒后，可以安装一些压力传感器来检测压力峰值。当内部压力达到设定值时，电弧监测装置发出动作指令来控制开关设备的动作。但提前确定柜内电弧产生的过压值并不容易。

2.通过弧光传感器监控

采用光纤传感器作为电弧光探测单元，弧光监测器的操作逻辑如下：电弧现象会产生强烈的光辐射，因此柜体内出现的弧光可以被弧光传感器探测到当弧光监控系统探测到故障，会发出动作信号给断路器。这种方法的探测反应时间仅为1毫秒。弧光传感器分为可分为电流型和光纤性（可见光和紫外光）其中支持可见光的弧光传感器有比善科技ArcSenor弧光传感器系列。

电弧光保护系统

1、相电流电压采集，主控制单元可接入3个电压和3个电流（或6个电流，即2条线路）弧光信号采集，主控制单元可接入12个弧光（温度）等20个输出mA便携式弧光传感器是传感器之一；

2、6个准双工RS422差分通信接口可达691.2kbps，较多可扩展192个辅助单元；

管理全系统的电压、电流、弧光动作定值和温度；

4.有4个双电子一机械继电器控制输出和1个电子继电器控制输出；

5.单弧光启动判据时，总故障出口时间小于3nis；

6.电流和弧光双启动判断总故障出口时间小于6ms

全系统的保护动作、报警、波形记录等功能，逻辊可采用后台软件灵活组态；

7、具有传感器、辅助单元及其连接铜缆的连续监报警功能；

如果电弧光传感器继续移动5，s（时间可设置）以上，传感器的功能将自动退出系统，并发出故障报警；一旦干扰光消失，故障报警将立即恢复正常功能并自动复位；

9、支持IRIG-B(DC)或主控单元自同步采样；

录波存储：4.8k/s采样条件下可保存32次s故障波形。

词条
词条说明
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