母線弧光保護(hù)在中低壓開關(guān)柜中的應(yīng)用

時(shí)間：2022-08-04作者：江蘇安科瑞電器制造有限公司瀏覽：166

摘要：電力成套設(shè)備快速發(fā)展的今天，設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。而隨著電力行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜化和深入性,使得中低壓成套開關(guān)設(shè)備發(fā)生故障的可能性也隨之變大。成套開關(guān)設(shè)備中母線故障產(chǎn)生的弧光將燒壞其他電器元件,從而導(dǎo)致事故擴(kuò)大,往往造成較大的經(jīng)濟(jì)損失,而母線弧光保護(hù)正好解決了這個(gè)難題，能夠很好的保護(hù)開關(guān)設(shè)備并降低損失。

關(guān)鍵詞：中低壓開關(guān)柜；母線弧光保護(hù)；弧光保護(hù)裝置

0引言

中低壓成套開關(guān)柜作為電能生產(chǎn)與分配的基礎(chǔ)設(shè)施之一，使用量逐年增加，并且使用場合的復(fù)雜性也在增加，使用遵循的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求也隨著社會(huì)的發(fā)展而提高。如何保證中低壓開關(guān)柜安全可靠運(yùn)行、降低電氣事故損失越來越多地受到重視。

弧光放電事故是中低壓開關(guān)柜內(nèi)嚴(yán)重的事故之一，由于電弧電阻的原因，故障電流往往達(dá)不到保護(hù)定值而不能*切斷故障，或者弧光故障電流達(dá)到了保護(hù)啟動(dòng)值，動(dòng)作時(shí)間不能快速切斷故障。

弧光放電不僅會(huì)造成停電事故，還會(huì)造成設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞和人身傷害事故，帶來不可估量的損失。

1 弧光故障事故危害

弧光產(chǎn)生時(shí)溫度可達(dá)到4500℃，內(nèi)部溫度可達(dá)到10000～20000℃?；」猱a(chǎn)生時(shí)瞬時(shí)功率可達(dá)到40MW，弧光光強(qiáng)可**過正常照明光強(qiáng)2000多倍。因此中低壓開關(guān)柜內(nèi)因故障而產(chǎn)生電弧時(shí)若不能及時(shí)采取合理措施，則會(huì)產(chǎn)生諸多危害。

（1）對(duì)設(shè)備的危害：電弧發(fā)生時(shí)產(chǎn)生大量高溫高壓氣體，氣體瞬時(shí)沖擊波可造成開關(guān)柜體變形、破碎；沖擊波爆破震動(dòng)可造成開關(guān)柜劇烈震動(dòng)，使各連接處緊固件松脫；產(chǎn)生的高溫可引起電纜燃燒、銅排融化、鋁排氣化，甚至將開關(guān)柜外殼金屬融化、元器件嚴(yán)重?fù)p壞并引起火災(zāi)。

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

電弧產(chǎn)生的能量與I 2t成指數(shù)規(guī)律快速上升，其不僅與故障電流的大小有關(guān)，還與燃弧時(shí)間有關(guān)。根據(jù)故障點(diǎn)的不同，通常情況下故障短路電流會(huì)在幾千安至幾十安，故障若不能及時(shí)切除以熄滅電弧，則會(huì)產(chǎn)生巨大能量?？傊?，開關(guān)柜發(fā)生內(nèi)部電弧故障，不論是對(duì)開發(fā)設(shè)備還是對(duì)附近的工作人員，其危險(xiǎn)性都很大。

圖1 電弧能量-時(shí)間曲線

因此，很有必要引入快速切除弧光故障的保護(hù)系統(tǒng)。安科瑞ARB5系列弧光保護(hù)裝置通過弧光+電流雙重判據(jù)或弧光單判據(jù)啟動(dòng)保護(hù)，其弧光單判據(jù)動(dòng)作時(shí)間≤7ms；弧光+電流雙判據(jù)動(dòng)作時(shí)間≤20ms，為快速切除中低壓弧光故障提供了技術(shù)支持。

2 中低壓開關(guān)柜弧光保護(hù)必要性

國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定，110kV及以上的電壓級(jí)別的變壓器的熱穩(wěn)定允許時(shí)間和動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間分別是2s和0.25s。一般，在低壓側(cè)出口出現(xiàn)短路故障時(shí)時(shí)間往往**過2s，不能滿足變壓器動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間要求，這樣就會(huì)導(dǎo)致變壓器損壞。

為了解決開關(guān)柜弧光短路故障問題，可以采取一些常規(guī)性防護(hù)措施，比如加強(qiáng)開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)，設(shè)置釋放板和泄壓通道將氣流等輸出柜體。但此類措施會(huì)提高設(shè)備成本，對(duì)電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶來影響。

弧光保護(hù)相比這些防護(hù)措施，可以從根本上限制故障電弧，從而解決開關(guān)柜弧光短路故障對(duì)工作人員和開關(guān)設(shè)備的影響和危害。一方面，可以在開關(guān)柜耐受燃弧時(shí)間內(nèi)采用中低壓母線保護(hù)快速切除故障；另一方面，能減少用戶停電時(shí)間，可盡快恢復(fù)生產(chǎn)。此外，對(duì)于使用年限很長需要進(jìn)行改造的開關(guān)柜，采用弧光保護(hù)可合理延長其使用壽命，從而減少對(duì)開關(guān)設(shè)備的投資費(fèi)用。

3 安科瑞ARB5系列弧光保護(hù)

安科瑞ARB5系列弧光保護(hù)裝置主要由ARB5-M主控單元、ARB5-S弧光探頭及光纖組成。

（1）ARB5-M主控單元特點(diǎn)

1）啟動(dòng)條件可選弧光單判據(jù)或弧光+電流雙判據(jù)。其中電流突變量啟動(dòng)系數(shù)可整定范圍為0.05~10In，電流常量啟動(dòng)系數(shù)可整定范圍為0.05~10In。

2）11路可編程跳閘出口。

3）4組3相電流采集。

4）支持20路弧光探頭信號(hào)采集。

5）弧光故障點(diǎn)定位。

6）弧光光纖鏈路自檢及裝置異常自檢。

7）4組失靈保護(hù)。

8）支持IEC61850，便于組建數(shù)字化智能變電站。

（2）ARB5-S弧光探頭特點(diǎn)

1）自帶濾光功能。

2）無源型弧光傳感器。

3）探測角度≥180°。

圖2 ARB5-S弧光探頭探測角度

4 中低壓開關(guān)柜母線弧光保護(hù)的應(yīng)用

安科瑞ARB5系列弧光保護(hù)裝置廣泛應(yīng)用于中低壓開關(guān)柜母線保護(hù)。

（1） 某機(jī)場10kV開關(guān)柜母線弧光保護(hù)

圖3 某機(jī)場10kV開關(guān)柜ARB5弧光保護(hù)安裝圖

（2） 某工廠0.4kV開關(guān)柜母線弧光保護(hù)

圖4 某工廠0.4kV開關(guān)柜ARB5弧光保護(hù)安裝圖

5 結(jié)語

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，由于自身電容量等因素的限制，需要對(duì)中低壓開關(guān)柜與母線進(jìn)行合理地保護(hù)，因此，需要從中低壓開關(guān)柜電弧光短路故障原因和現(xiàn)有的中低壓母線保護(hù)方案存在的問題進(jìn)行分析，明確故障問題帶了的嚴(yán)重危害，通過應(yīng)用弧光保護(hù)，合理處理故障問題，從而較好地保護(hù)實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜與母線的保護(hù)。


江蘇安科瑞電器制造有限公司專注于集中式電能表,配電房**系統(tǒng),三相導(dǎo)軌式電能表等

• 詞條

  詞條說明

• 淺談高速公路機(jī)電運(yùn)維管理

  摘要：我國高速公路總里程逐年持續(xù)增長，其中機(jī)電系統(tǒng)是高速公路服務(wù)設(shè)施和管理設(shè)施的重要組成部分，為人們安全，快速，合理出行提供了必要的服務(wù)和**。不斷提升機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)維管理質(zhì)量，有利干高速公路機(jī)電系統(tǒng)平穩(wěn)和安全運(yùn)行，提高道路的運(yùn)行能力和效率。論文分析高速公路機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)維管理的必要性，全方面分析運(yùn)維管理工作中遇到的相關(guān)問題，并提供了一套基于信息化、智能化、數(shù)字化的高速公路運(yùn)維管理平臺(tái)。 關(guān)鍵詞：高速公

• 淺談剩余電流動(dòng)作繼電器的應(yīng)用

  摘要：剩余電流動(dòng)作繼電器，作為主保護(hù)或者后備保護(hù)應(yīng)用在低壓配電系統(tǒng)中，主要對(duì)于減少對(duì)人體的傷害或火災(zāi)的隱患起著重要的作用，正確使用剩余電流動(dòng)作繼電器和對(duì)其原理的了解，對(duì)**電氣系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行具有重大意義。 關(guān)鍵詞：剩余電流動(dòng)作繼電器；低壓配電系統(tǒng)；火災(zāi)隱患 0引言 隨著我國低壓電氣系統(tǒng)及經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)模的不斷發(fā)展，電力電子設(shè)備的增多，尤其是大量整流、變頻和開關(guān)電源設(shè)備的應(yīng)用，線路中的波形畸變?nèi)找鎳?yán)重

• 煙臺(tái)市檔案館能耗監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

  摘要：本文介紹煙臺(tái)市檔案館，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的電能消耗數(shù)值。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過Acrel-5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。1 引言統(tǒng)計(jì)顯示，我國建筑能耗約占全國總能耗的28%，在我國每年新建的20億平方米建筑中，其中99%是高能耗建筑；而既有的建筑中，僅有4%采取了節(jié)能措施，具有巨大的節(jié)能空間，能耗監(jiān)測系統(tǒng)推廣已經(jīng)勢在必

• 多功能物聯(lián)網(wǎng)表在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

  有線多功能電能計(jì)量表 應(yīng)用場景 功能： 1.支持全電力參數(shù)測量；以及2-31次分次諧波測量；支持雙向有功電能計(jì)量，支持四套時(shí)段表、4個(gè)時(shí)區(qū)、14個(gè)日時(shí)段、4種費(fèi)率的電能統(tǒng)計(jì)；需量及發(fā)生時(shí)間統(tǒng)計(jì)；上48月及上90日歷史電能（含各費(fèi)率電能）凍結(jié)。 2. 背光延時(shí)關(guān)閉時(shí)間可設(shè)；液晶除顯示電參量、電能值外，還可以顯示當(dāng)前象限、通訊狀態(tài)、缺相、失壓、逆向序等信息。 3. Modbus RTU規(guī)約/DL/T6