1.1概述

在我國，中、低壓母線短路故障中，重點設(shè)備和人員傷害主要由電弧光引起，然而，我國的大多數(shù)中低壓母線沒有設(shè)置快速母線保護，而只是采用了簡單的消弧裝置和變壓器后備保護。這些保護智能化較低，動作速度慢，往往會延長故障切除時間，從而進一步擴大設(shè)備損壞程度，甚至?xí)稹盎馃B營”的惡性事故，沖擊變壓器一次運行，影響整個電網(wǎng)的安全運行。

1.2電弧光產(chǎn)生的原因

引起開關(guān)柜弧光短路故障的原因很多，一般分為以下五類

1)絕緣故障：主要是柜中絕緣材料爬距不足，未滿足加強絕緣要求，在臟污環(huán)境，天氣潮濕下發(fā)生絕緣故障。另外，由于絕緣材料材質(zhì)缺陷，運行年限較長的開關(guān)柜，在強電磁場作用下絕緣老化，也可能造成絕緣損壞而導(dǎo)致故障。

2) 載流回路不良：由于一些接頭截面不夠，緊固螺栓松動，手車柜觸頭接觸不良，在大電流流過時引起發(fā)熱，冒火進而引起相間，相對地擊穿等等。

3)外來物體的進入：如小動物(老鼠等) 進入開關(guān)柜內(nèi)部，或維修人員在工作完成后將工具遺留在開關(guān)柜內(nèi)。

4) 認為操作錯誤：如走錯間隔，誤操作，未對工作區(qū)域進行接地，未對工作區(qū)域進行驗電等。

5) 系統(tǒng)方面的原因：如系統(tǒng)容量增大，接地方式改變，電纜應(yīng)用增多，保護及自控裝置配置不當，系統(tǒng)諧振過電壓等。

1.3電弧光的危害

開關(guān)柜內(nèi)的發(fā)生短路弧光的功率可高達100MW，電弧燃燒所產(chǎn)生的能量與電弧的燃燒時間及短路電流變化值呈指數(shù)倍增長，燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓將會逐步摧毀元器件、銅排以及成列的開關(guān)柜，高明亮的弧光和有毒氣體對人體也有巨大的傷害。

2.1本系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢

1、動作迅速可靠：

采用了可靠的快速算法，可以在短時間內(nèi)判斷弧光變化信號和電流變化信號并迅速出口，從發(fā)現(xiàn)故障到出口跳閘時間間隔優(yōu)于10ms，確保開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備的弧光在75ms以內(nèi)切除。

2、全數(shù)字化設(shè)計：

本裝置采用全數(shù)字化設(shè)計，配置靈活，動作精度高，而且排除了由于旋鈕或其他機械設(shè)計導(dǎo)致的誤差隱患。

3、保護原理簡單、合理

根據(jù)弧光產(chǎn)生時的特點，裝置采用弧光和電流雙重判據(jù)，判據(jù)簡單且可以有效的保證動作的準確性。

4、強大的電氣性能：

弧光探頭設(shè)計、連接線等全部采用耐高溫、阻燃的高分子材料，具有超強的電氣隔離效果。裝置完全滿足EMC的標準，保證了弧光保護系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和動作的可靠性。

5、故障信息記錄全面

在故障弧光發(fā)生并引起裝置跳閘后，主控單元或饋線保護單元可以準確的記錄弧光探頭檢測到故障弧光的位置信息，且可以詳細記錄動作時刻的三相電流值。

2.2弧光保護系統(tǒng)組成

弧光保護系統(tǒng)主要由主控單元、弧光采集單元和弧光傳感器組成，為了適應(yīng)現(xiàn)場的應(yīng)用需求，分為了母線型弧光保護系統(tǒng)和饋線型弧光保護系統(tǒng)。

2.2.1 主控單元

主控單元是母線型弧光保護系統(tǒng)的核心。它檢測分析故障信號、接收分析采集單元的弧光故障信號，并對兩種信號進行綜合分析判斷。在滿足跳閘條件時，發(fā)出跳閘指令以切除故障。

2.2.2 弧光擴展采集單元

弧光擴展采集單元與主控單元配合使用，是弧光保護系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于采集故障弧光，并將 判斷后的結(jié)果通過高速總線傳遞給主控單元。單個弧光采集單元可以安裝16路弧光探頭，根據(jù)系統(tǒng)的大小可以任意增減弧光采集單元的數(shù)量。

2.3.3 弧光傳感器

弧光傳感器中的探頭安裝在柜內(nèi)各間隔中，可實現(xiàn)由簡單到復(fù)雜、有選擇性的保護?；」馓筋^作為光感應(yīng)元件，在發(fā)生弧光故障時檢測突然增加的光強。主流應(yīng)用分為光纖式弧光傳感器和電纜式弧光傳感器兩種。

1) 光纖式弧光傳感器

光纖式弧光傳感器，前置探頭采集弧光信號中的特有光譜信息，并通過專用光纖將光信號傳送給弧光采集單元或主控單元，弧光單元或主控單元完成光信號的分析處理與采集。

2) 電纜式弧光傳感器

電纜式弧光傳感器，前置探頭采集弧光信號中的特有光譜，并在探頭處完成光信號與電信號的轉(zhuǎn)換， 輸出 4-20mA 的電流信號傳送給弧光單元或弧光保護主控單元。