中低壓母線裝設弧光保護裝置

來源:本站???作者:001 ???發布時間: 2023-10-27 10:23???瀏覽: 1284

中低壓母線裝設弧光保護裝置

弧光放電不僅會造成停電事故，還會造成設備性損壞和人身傷害，帶來不可估量的損失。弧光放電事故是中低壓開關柜內嚴重的事故之一，本文就幾個方面來探討中低壓母線裝設弧光保護的必要性。

重視中低壓母線故障的原因

我國電力發展建設已經進入大電網、大機組、壓輸電階段，并且對發電機組的容量要求越來越高，這對電力系統運行提出了更高的要求，因為單臺大機組的運行情況，會直接影響到整個電網的運行穩定性、經濟性。同時，發電廠的用電系統與運行，對發電機組的影響也越來越大。由此可以看出，如果中低壓母線出現故障，它會產生弧光，所產生的弧光對電力設備及人本身的影響大，會造成不同程度的損傷，有時還會引發“鏈式反應”。

現行的繼電保護設計標準，是采用借助于上元件的后備過流的方法來保護，從而切除中低壓系統母線短路的問題，這樣的做法存在弊端。電路故障應該在盡可能短的時間得到維修，而這類保護方法會導致維修時間增長，對設備也有一定的損傷。這些問題如果沒有及時解決，還會引起不同程度的事故，輕則會發展為輸電網故障，重則會使電力系統出現整體性故障。

產生中低壓弧光故障的因素

中低壓電力系統在運行中發生的弧光故障事故，多是受到環境條件的影響，絕緣材料受潮、設備表面產生凝露和附著污穢，從而使設備絕緣水平下降引發事故。

1、弧光產生的技術原因

設備故障和帶電設備的誤操作，檢修工具遺漏在開關設備內，錯誤的接線和母線連接，絕緣老化和機械磨損、過電壓，小動物、灰塵、溫度、濕度、腐蝕等環境因素，容性接地電流擴大等。

2、弧光產生的人為原因

誤入帶電間隔，隔離開關誤操作，忘記在工作區接地，忘記測量工作區內的高壓等。

除此之外，電力系統的迅速發展，電網的結構總是在不停地改變，用電負載在增多，從而導致電纜增多，電量超負荷，也容易導致故障發生。

弧光故障事故的危害

弧光產生的溫度可達4500℃，內部溫度甚至有10000～20000℃。弧光產生時大瞬時功率可達到40MW，弧光光強可超過正常照明光強2000多倍。因此中低壓開關柜內因故障而產生電弧時若不能及時采取合理措施，則會產生諸多危害。

1、對設備的危害

電弧發生時產生大量高溫高壓氣體，氣體瞬時沖擊波可造成開關柜體變形、破碎；沖擊波爆破震動可造成開關柜劇烈震動，使各連接處緊固件松脫；產生的高溫可引起電纜燃燒、銅排融化、鋁排氣化，甚至將開關柜外殼金屬融化、元器件嚴重損壞并引起火災。

2、對人的危害

高溫灼傷皮膚；熔化的金屬蒸發并滲入人的皮膚表層造成皮膚金屬化；高強度弧光傷害眼睛，甚至造成角膜脫落；高溫燃燒產生的粉塵和有毒有害氣體損傷呼吸系統；弧光電流作用于人體可使肌肉產生非自主劇烈收縮，也可損傷肌腱、皮膚、血管、神經組織等。

電弧產生的能量與I2t成指數規律快速上升，其不僅與故障電流的大小有關，還與燃弧時間有關。根據故障點的不同，通常情況下故障短路電流會在幾千安至幾萬安，故障若不能及時切除以熄滅電弧，則會產生巨大能量。總之，開關柜發生內部電弧故障，不論是對開發設備還是對附近的工作人員，其危險性不可謂不嚴重。

圖1 電弧能量-時間曲線

弧光保護與傳統保護之間的比較

傳統母線保護方案有如下幾種。

1、進線過流保護方案

利用微機過流保護實現中低壓開關柜及其母線保護方案。過流保護動作時間需與各饋線過流保護時間配合，至少在300ms以上，動作時間不能滿足快速切除弧光短路故障的要求。

2、變壓器后備過流保護方案

該方案是目前應用廣泛的中低壓母線保護方案，保護跳閘時間一般整定為1.2～2.0s，更加不能滿足快速切除中低壓母線和線路故障的要求。

3、環流原理的高阻抗母線保護方案

該方案是專用的母線保護方案，保護動作時間一般為35~60ms。但是這種方案接線復雜、對CT要求高，安裝在中低壓開關柜有很多困難，也不經濟。此外，由于其保護范圍受到CT安裝位置的限制，不能保護發生故障機率較高的電纜接頭處的故障，并且也不能提供故障定位，因此其實用性差。

弧光保護專門用于來保護中低壓開關柜母線，它的動作時間快，相比于傳統的保護系統，更具優越性，它采用弧光和電流閉鎖的方法來進行雙重判斷，增加了可靠性和性。它在發生故障時，能準確地定位，可減少維修人員查找故障點的時間，大大減短了維修時間，從而保障事故檢修之后快速恢復供電。

安科瑞ARB5系列弧光保護裝置

安科瑞ARB5系列弧光保護裝置具有原理簡單、動作可靠迅速、對變電站一次設備無特殊要求、適應于各種運行方式、且在各種運行方式下保護不需要切換等優點，為目前發電廠、變電站、工業及商業配電系統0.4kV-35kV中低壓母線保護理想的解決方案。它通過弧光+電流雙重判據或弧光單判據啟動保護，其弧光單判據動作時間≤7ms；弧光+電流雙判據動作時間≤20ms，為快速切除中低壓弧光故障提供了技術支持。

圖2 ARB5弧光保護邏輯原理圖

ARB5弧光保護還具有失靈保護、CT監測、弧光故障點定位、弧光光纖鏈路自檢及裝置異常自檢、支持包括IEC61850在內的主要行業內通訊協議等功能。

圖3 ARB5弧光保護典型配置圖

中低壓開關柜母線弧光保護的應用案例

安科瑞ARB5系列弧光保護裝置廣泛應用于中低壓開關柜母線保護。

（1）某機場10kV開關柜母線弧光保護

圖4 某機場10kV開關柜ARB5弧光保護安裝圖

（2）某工廠0.4kV開關柜母線弧光保護

圖5 某工廠0.4kV開關柜ARB5弧光保護安裝圖

結語

中低壓系統母線的保護，1BZ-I73Z-O7O6不僅需要、熟練地掌握技術，還需要一些保護系統來協調配合完成，而弧光保護作為一個理想的解決方法，可以合理地解除故障，減少設備維護的次數，提高電力系統的經濟效益，提高電力系統的性和可靠性。

公司介紹：上海上繼科技有限公司是一家專業從事電力系統繼電保護及智能電網電力自動化產品的研發、設計、生產、銷售和服務為一體的高科技公司。擁有資深繼電保護專家團隊和國內領先的檢測儀器及校驗設備。同時還引用國內外先進技術，來進行技術創新。本公司的產品廣泛用于電力、工礦、鐵路、建筑等國家重大工程輸配變電系統上，產品遠銷東南亞及中東地區。產品通過國家繼電保護及自動化設備質量監督檢驗中心檢測，獲得ISO9001國際質量體系認證。“科技創新，誠信務實”是公司的經營理念，本公司以高超的技術支持和對用戶高度負責的售后服務贏得了輸配電成套企業的信賴，且樹立了良好的信譽。

公司主營：繼電器（時間繼電器，電壓繼電器，電流繼電器，中間繼電器，信號繼電器，閃光繼電器，沖擊繼電器，同步檢查繼電器，接地繼電器，差動繼電器，重合閘繼電器，絕緣監視繼電器，雙位置繼電器，模數化繼電器），微機保護裝置，電力儀表，智能操控裝置

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