摘要(yào)
：闡述弧光短路在配(pèi)電(diàn)網(wǎng)中(zhōng)的危害性，介(jiè)紹弧(hú)光短(duǎn)路(lù)的(dí)發(fā)生機理及(jí)主要(yào)影響(xiǎng)因素，指(zhǐ)出電弧光(guāng)保護係統的(dí)特(tè)點，構(gòu)成，作(zuò)用(yòng)以(yǐ)及電弧光保(bǎo)護(hù)的實(shí)際應用(yòng)情況。應用(yòng)結果表明
：電弧光保護(hù)裝置(zhì)運(yùn)行(háng)可靠(kào)，模擬試驗動作正確(què)。

關(guān)鍵詞
：弧(hú)光(guāng)短路
；電孤(gū)光保護
；廠用電係統(tǒng)

0前(qián)言

弧(hú)光(guāng)短路是配(pèi)電網(wǎng)中(zhōng)嚴重的(dí)故障。尤其(qí)是發生在(zài)中，低壓(yā)開關櫃內部時，由(yóu)於(yú)電弧(hú)電(diàn)阻(zǔ)原因(yīn)，短路(lù)電流(liú)往往無(wú)法達到過流速(sù)斷整(zhěng)定(dìng)值(zhí)，因(yīn)而不(bù)能動(dòng)作決(jué)速切斷(duàn)故障，電(diàn)弧持續燃(rán)燒釋(shì)放巨大，將造成開關櫃被嚴(yán)重燒(shāo)毀(huǐ)的(dí)災難性(xìng)後果。開關櫃的弧光(guāng)短(duǎn)路(lù)故障(zhàng)，往往(wǎng)由於(yú)未得(dé)到及時，將(jiāng)發展為(wéi)母(mǔ)綫故(gù)障，其危(wēi)害是(shì)非常(cháng)嚴重的(dí)，可能(néng)造(zào)成發電(diàn)廠廠(chǎng)用電瓦解(jiě)，重(zhòng)要用戶停(tíng)電，嚴(yán)重時(shí)會導致(zhì)多組(zǔ)開關櫃(guì)同時(shí)燒(shāo)毀的(dí)“火(huǒ)燒連營"事故等。近(jìn)年(nián)來(lái)，因母(mǔ)綫故障造成(chéng)巨大(dà)短(duǎn)路(lù)電流衝擊(jī)導(dǎo)致變(biàn)壓(yā)器(qì)損(sǔn)壞(huài)也(yě)不少見(jiàn)，造成了(liǎo)重(zhòng)大的(dí)經濟損失(shī)。

1弧光短(duǎn)路(lù)發(fā)生的機(jī)理及影響

1.1弧光放電發生(shēng)的(dí)機(jī)理

當(dāng)兩電(diàn)間電(diàn)壓(yā)升(shēng)高時(shí)，電(diàn)近處空氣中的正(zhèng)負離(lí)子被電(diàn)場(cháng)加速，並(bìng)在移動(dòng)過(guò)程中與(yǔ)其他空(kōng)氣分子碰撞產生新的離(lí)子(zǐ)，這種離子大量增(zēng)加的現(xiàn)象稱為電(diàn)離(lí)。當空氣被電(diàn)離時(shí)，溫度隨之(zhī)急(jí)劇上升產生電弧，這種(zhǒng)放電稱為(wéi)弧光放(fàng)電。弧(hú)光放(fàng)電一般(bān)不(bù)需(xū)要很(hěn)高的電(diàn)壓，屬(shǔ)於低電(diàn)壓大電(diàn)流放(fàng)電(diàn)。

1.2中(zhōng)低(dī)壓(yā)開關櫃內發生(shēng)弧光短路(lù)的主(zhǔ)要因素(sù)

(1)使用了性(xìng)能(néng)不良的(dí)導(dǎo)電(diàn)體(tǐ)。

(2)絕緣損(sǔn)壞(huài)(包(bāo)括老化(huà)，受潮(cháo)，裂(liè)痕(hén)等(děng))。

(3)人(rén)體或其他物(wù)品意(yì)外(wài)接觸到帶電(diàn)部位。

(4)操作(zuò)過程中(zhōng)的(dí)失誤或者設(shè)計，安裝錯(cuò)誤。

(5)元(yuán)件損(sǔn)壞(huài)，沒有良(liáng)好的維修(xiū)和保(bǎo)養設(shè)備。

(6)過電壓(yā)。

(7)電網結構的改(gǎi)變(係統(tǒng)容(róng)量，電纜應(yīng)用增(zēng)多)。

1.3不同燃(rán)弧(hú)時間與設備損壞(huài)程(chéng)度(dù)的(dí)關係

根(gēn)據搜(sōu)集到的(dí)國外(wài)資(zī)料，不(bù)同燃(rán)弧時(shí)問對(duì)設備

造成(chéng)的(dí)損(sǔn)壞程度如(rú)下
：

(1)35ms
：沒(méi)有(yǒu)顯(xiǎn)著(zhù)的(dí)損壞(huài)，一般(bān)可在(zài)檢驗絕緣電(diàn)阻(zǔ)合(hé)格後(hòu)投入(rù)使用(yòng)
；

(2)1001TIS
：損壞較(jiào)小，在開(kāi)關(guān)櫃(guì)再(zài)次(cì)投(tóu)入(rù)運行(háng)前(qián)需要(yào)進行(háng)清(qīng)潔(jié)或(huò)小(xiǎo)修(xiū)
；

(3)500Iris
：設(shè)備(bèi)損壞(huài)很(hěn)嚴(yán)重(zhòng)，現場人員(yuán)也受到(dào)嚴(yán)重傷害(hài)，更換(huàn)部(bù)分(fēn)設備(bèi)才可再投入(rù)運(yùn)行(háng)。

因此(cǐ)，切(qiē)斷(duàn)弧光短(duǎn)路故(gù)障(zhàng)的(dí)時間(jiān)非常關(guān)鍵，隻有速度(dù)更快(kuài)的保(bǎo)護(hù)係統(tǒng)才能提供(gōng)更的保護，在弧光(guāng)短路故障時保護(hù)人(rén)和(hé)設備(bèi)的安(ān)全。

2電弧光保(bǎo)護(hù)係(xì)統的(dí)發展及作(zuò)用

2.1電(diàn)弧光(guāng)保護係統(tǒng)的發展(zhǎn)

近年來，隨著(zhuó)國(guó)內電力工業的高(gāo)速發(fā)展(zhǎn)，中(zhōng)，低壓(yā)開(kāi)關櫃(guì)的應用數量(liáng)越來(lái)越多(duō)，因(yīn)開關(guān)櫃弧(hú)光(guāng)短(duǎn)路故(gù)障(zhàng)而引發的(dí)中(zhōng)，低(dī)壓(yā)母(mǔ)綫故障(zhàng)日益(yì)增多(duō)。鑒(jiàn)於用戶對(duì)供(gōng)電(diàn)可(kě)靠(kào)性(xìng)的(dí)要求越(yuè)來越(yuè)高，國內(nèi)專家一(yī)直強(qiáng)調(tiáo)裝設專用中，低(dī)壓母(mǔ)綫保護(hù)的(dí)重要性，用戶也希望能提供一種造價較(jiào)低，原理簡(jiǎn)單，適(shì)用於6—35kV的母(mǔ)綫(xiàn)保(bǎo)護，以(yǐ)大(dà)限度地(dì)減少母綫故障

對(duì)設(shè)備及人(rén)員(yuán)的(dí)危害(hài)，提高供(gōng)電(diàn)可靠性。在(zài)這(zhè)種(zhǒng)背景(jǐng)下，電弧(hú)光保護係統在(zài)我國電力係(xì)統中(zhōng)得(dé)到了廣泛應用。

2.2電弧(hú)光(guāng)保(bǎo)護(hù)的作(zuò)用(yòng)

(1)保(bǎo)護附(fù)近工作人(rén)員(yuán)免受電(diàn)弧(hú)短路故障(zhàng)造成的傷(shāng)害(hài)。

(2)保護中，低壓(yā)開關設備免受嚴重(zhòng)損壞(huài)，防止(zhǐ)火(huǒ)災(zāi)事(shì)故(gù)的發(fā)生(shēng)。

(3)保(bǎo)護(hù)昂(áng)貴的主(zhǔ)變(biàn)壓(yā)器或廠用變壓(yā)器(qì)免受(shòu)短路(lù)電流(liú)衝(chōng)擊(jī)而損(sǔn)壞(huài)。

(4)防止波及站用直(zhí)流係統(tǒng)，避免(miǎn)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損(sǔn)失。

(5)大(dà)限度地減少用戶的(dí)停(tíng)電(diàn)時間(jiān)，將(jiāng)用戶的停電恢復時(shí)問(wèn)由原(yuán)來的2天(tiān)至(zhì)3個(gè)星期(qī)減少(shǎo)到幾(jī)個小時。

(6)延(yán)長(cháng)現有開(kāi)關設備的(dí)使用(yòng)壽命(mìng)，推遲更換開關設備的(dí)時間。

3電弧(hú)光保護係統及其實(shí)際應用(yòng)

某(mǒu)廠6kV開(kāi)關櫃(guì)采(cǎi)用ARB5光電(diàn)式電弧光保(bǎo)護係(xì)統，其工作(zuò)原(yuán)理是
：采(cǎi)用電(diàn)弧(hú)光傳感(gǎn)器監(jiān)測電弧(hú)光信號，配合(hé)過(guò)流判斷(duàn)故(gù)障，其可(kě)控(kòng)矽(guī)出口小(xiǎo)於(yú)lms，快速繼電器出口小(xiǎo)於8ms以及斷路器3560ms的(dí)跳(tiào)閘(zhá)時間，從(cóng)而(ér)保(bǎo)護(hù)開關設備(bèi)。

3.1電(diàn)弧光保(bǎo)護(hù)係統的特點

(1)采(cǎi)用(yòng)電弧(hú)光(guāng)及過流(liú)雙判據原理。

(2)連續(xù)的自我檢測。

(3)采用光纖傳輸(shū)跳(tiào)閘(zhá)指(zhǐ)令(líng)，可控矽高(gāo)速(sù)出口(kǒu)和快速(sù)繼電(diàn)器(qì)出口相(xiāng)結(jié)合(hé)，動作(zuò)時(shí)間(jiān)小於(yú)8ms。

(4)主(zhǔ)輔元(yuán)件分離，單係統(tǒng)可(kě)以保(bǎo)護(hù)256個監測(cè)點(diǎn)。

(5)輸(shū)入輸(shū)出均可(kě)編程，配置靈活，適合(hé)任何復雜(zá)工況(kuàng)。

(6)顯示(shì)故(gù)障(zhàng)位(wèi)置(zhì)，便(biàn)於(yú)故(gù)障處理，大地提(tí)高了供(gōng)電恢復(fù)速度(dù)。

3.2電(diàn)弧光(guāng)保護(hù)係(xì)統的組(zǔ)成

電弧(hú)光保護(hù)係統(tǒng)由1個電弧光主控單元，1個電源模塊，2個(gè)電(diàn)流輔助單(dān)元，1個弧光(guāng)單(dān)元和若幹(gān)電(diàn)弧(hú)光傳感器(qì)(按(àn)間(jiān)隔(gé)量配置)組成。

將電弧光(guāng)傳感器(qì)安裝(zhuāng)在開關(guān)櫃(guì)母綫(xiàn)室(shì)內，確保母綫(xiàn)室內發生弧(hú)光(guāng)短路(lù)故(gù)障時(shí)能探(tàn)測(cè)到弧光。信號(hào)通過光纖(xiān)和(hé)數據(jù)綫傳(chuán)輸到(dào)主控單(dān)元，主控(kòng)單元(yuán)依據設定邏輯，判斷(duàn)是(shì)否(fǒu)發出跳閘(zhá)指令。弧光單元安裝在某個(gè)選定的(dí)開關櫃(guì)中(zhōng)，選(xuǎn)擇原(yuán)則是(shì)保(bǎo)證該單元與主控單元(yuán)和各個開關(guān)櫃(guì)裏裝設的電(diàn)弧光(guāng)傳感器(qì)的連(lián)接綫距離(lí)較(jiào)短。

3.3電弧光保護的邏(luó)輯

(1)6kV段(duàn)任(rèn)一(yī)開(kāi)關櫃(guì)的(dí)母(mǔ)綫室(shì)產生弧光(現場試(shì)驗用手電筒光(guāng)源(yuán)模(mó)擬(nǐ))，主控(kòng)單(dān)元都能發(fā)出光(guāng)報警(jǐng)(綠(lǜ)燈(dēng)變(biàn)紅燈閃(shǎn)爍)，並能(néng)顯示相應正(zhèng)確的地址，但(dàn)不(bù)發(fā)送(sòng)跳閘(zhá)信(xìn)號。

(2)6kV段工(gōng)作電源(yuán)進(jìn)綫(xiàn)櫃(guì)或備(bèi)用電源進綫(xiàn)櫃(guì)三相電(diàn)流(liú)中的任(rèn)何一(yī)相出(chū)現過流情況(kuàng)(現場試驗采用(yòng)繼(jì)電保護(hù)測試儀給電(diàn)流的(dí)方式(shì)模擬)，主控單(dān)元(yuán)都能(néng)發出(chū)過流(liú)報警(jǐng)(綠燈變紅燈閃爍)，並能(néng)顯示相(xiāng)應正確(què)的地址(zhǐ)，但不(bù)發送跳(tiào)閘(zhá)信(xìn)號(hào)。

(3)6kV段(duàn)任(rèn)一開(kāi)關櫃的(dí)母(mǔ)綫(xiàn)室產生(shēng)弧(hú)光，同(tóng)時工作電(diàn)源進綫櫃或備(bèi)用電源(yuán)進(jìn)綫櫃(guì)三(sān)相電流(liú)中的(dí)任一相出(chū)現(xiàn)過流情況(試驗(yàn)模擬(nǐ)方(fāng)法同上(shàng))，主(zhǔ)控單元都能發(fā)出光報警和過流報警(jǐng)，並(bìng)能(néng)顯示(shì)相應(yīng)正(zhèng)確的地(dì)址(zhǐ)，同(tóng)時(shí)送(sòng)出(chū)相應(yīng)的(dí)跳(tiào)閘(zhá)信(xìn)號。

(4)工(gōng)作電源進綫櫃(guì)任何一相(xiāng)給過流(liú)信(xìn)號(hào)並(bìng)同(tóng)時在任一個弧(hú)光通道給(gěi)弧光信號時，主(zhǔ)控單(dān)元發(fā)跳閘信號給工(gōng)作電源(yuán)進綫(xiàn)櫃跳閘(zhá)出(chū)口及(jí)閉鎖快切出口(kǒu)繼電器。

(5)備(bèi)用(yòng)電源(yuán)進(jìn)綫櫃任(rèn)何(hé)一相給(gěi)過流信號並(bìng)同(tóng)時(shí)在任(rèn)一(yī)個弧(hú)光通(tōng)道給弧(hú)光信號(hào)時(shí)，主(zhǔ)控單元發(fā)跳(tiào)閘(zhá)信號給備(bèi)用電源進綫櫃跳閘(zhá)出(chū)口及閉(bì)鎖快切(qiē)出(chū)口繼電(diàn)器。

4安(ān)科(kē)瑞ARB5-M弧光保(bǎo)護(hù)產品選型(xíng)說(shuō)明(míng)

ARB5-弧光主(zhǔ)控單元(yuán)

（1）＊表示(shì)可選附(fù)件，需(xū)要(yào)另外增加(jiā)費用1500元。

（2）主控(kòng)板(bǎn)和(hé)采(cǎi)集(jí)板數(shù)量之和(hé)不能(néng)大於(yú)4。

（3）弧光探頭(tóu)到采集板的(dí)長(cháng)度(dù)不能(néng)超過(guò)20米。

（4）如(rú)有特(tè)殊(shū)要(yào)求(qiú)，請特(tè)別注明。

5安科(kē)瑞ARB5-M弧(hú)光保護(hù)產(chǎn)品功(gōng)能和(hé)技(jì)術(shù)參(cān)數

6安科瑞(ruì)ARB5-M弧(hú)光(guāng)保護產品現(xiàn)場(cháng)安裝

弧光保(bǎo)護(hù)主(zhǔ)控(kòng)單元，探頭安裝圖如下(xià)。

7結(jié)束(shù)語

該廠機組6kV廠用電係(xì)統(tǒng)共(gòng)有4段(duàn)母(mǔ)綫，每(měi)段(duàn)母(mǔ)綫(xiàn)均配(pèi)有該(gāi)電弧(hú)光保護係統(tǒng)。該係統2010年(nián)投(tóu)入運行(háng)以來(lái)，其6kV廠(chǎng)用電係統未(wèi)發(fā)生過(guò)電弧光(guāng)短路(lù)事(shì)故(gù)
；但從機組(zǔ)大修時(shí)的(dí)檢(jiǎn)測(cè)報告(gào)來看，電(diàn)弧光(guāng)保護(hù)裝(zhuāng)置(zhì)均能正確動(dòng)作。目(mù)前，該廠已將(jiāng)電弧光(guāng)傳感器的檢(jiǎn)查以(yǐ)及整(zhěng)套裝(zhuāng)置的試驗列為大(dà)修中停母(mǔ)綫(xiàn)檢(jiǎn)修的標準(zhǔn)項目，以確(què)保裝(zhuāng)置能(néng)夠正(zhèng)常運行。

參(cān)考(kǎo)文(wén)獻
：

[1]許(xǔ)震，丁(dīng)鑫.電(diàn)弧(hú)光(guāng)保(bǎo)護及(jí)其在(zài)6KV廠用(yòng)電(diàn)係(xì)統中(zhōng)的(dí)應(yīng)用．

[2]安科瑞企業(yè)微電網設計與應(yīng)用(yòng)手冊2022.5（版）.