弧光保护在中低压开关柜中的应用
- 来源:
- 安科瑞电气股份有限公司
- 日期:
- 2023年8月3日
1.人身危险。电弧造成的伤害主要体现在以下几个方面:1.熔化金属粒子进入人体皮肤，导致皮肤金属化；2.弧光强度高可能导致眼睛损伤和角膜脱落。；3.高温下粉尘和有毒气体可能会损害身体的呼吸道；4.当弧光电流人体有一定影响时，肌肉意外收缩，损害皮肤、血管和神经。
2.设备的危险。产生电弧时会产生大量高温条件气体，且变形或破碎开关柜。此外，燃烧振动波会导致其剧烈振动，紧固件松动或脱落。此外，在高温下可能会出现电缆燃烧等问题，在较大的情况下，开关柜外壳中的金属可能会熔化，从而导致火灾事故。
3设置弧光保护的必要性
我国开关柜有几种母线保护方法。
1.变压器过流保护:：低成本，保护开关IEC 298不能满足100 ms的低压1-2sS时，母线故障切除。
2.馈线过流保护闭锁:：使用高性能工程微米芯片进行分析、数据采集和命令执行，运行速度为300-400ms，不符合IEC298中低压电母线源100ms故障的要求。
3.母差保护:：典型动作为35.60ms时间，一般故障响应时间随100ms和基本快速性要求而变化，但也存在一些问题，如保护能力较小，复杂接线，较高要求电流互感器，无法提供关键故障点。母线的保护要求未得到满足，实际上电流互感器饱和会造成保护干扰，不符合装置范围的要求，限制了保护的应用。开关柜发生弧光故障瞬间时，弧形保护系统可以快速检测并输出跳闸信号。瞬间脱扣(（断路器)），切断电源，使电弧消失，并减少因弧光故障而造成的损坏。电弧持续时间小于100ms，无论是弧光+电流双判据。传统电源保护的运行时间超过100ms。为此，在开关柜母线保护中促进弧光保护很重要。
4弧光保护原理及系统构成
1.弧光保护原理。是由一个有缺陷的弓引起的弧光，但从弧光故障到弧光检测，速度非常快，不足1ms。电流保护为了提高可靠性，增加故障电流通常还应考虑，发出跳闸命令。
2.系统结构。如图2所示，弧光系统主要由辅助单位组成，如主控单元、弧光检测和连接I/oO。弧光传感器位于开关中的任何位置，根据实际物理位置进行保护调节，要查看主单元弧光的误差位置，请执行操作，从而缩短断电时间，实现电流的快速恢复。弧光传感器可以用一种或多种方式弧光传感器沿开关设备的不同室分布。电弧传感器覆盖一个或多个室传感器为单点或光纤线式。
参考文献：
[1] 雷晋，弧光保护在中低压开关柜中的应用
[2] 周怡．电弧光保护作为母线主保护在中低压开关柜的应用和讨论［J]供用电，2019(12).
[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册2020.06版．
[4]安科瑞用户变电站变配电监控解决方案2021.10
2.设备的危险。产生电弧时会产生大量高温条件气体，且变形或破碎开关柜。此外，燃烧振动波会导致其剧烈振动，紧固件松动或脱落。此外，在高温下可能会出现电缆燃烧等问题，在较大的情况下，开关柜外壳中的金属可能会熔化，从而导致火灾事故。
3设置弧光保护的必要性
我国开关柜有几种母线保护方法。
1.变压器过流保护:：低成本，保护开关IEC 298不能满足100 ms的低压1-2sS时，母线故障切除。
2.馈线过流保护闭锁:：使用高性能工程微米芯片进行分析、数据采集和命令执行，运行速度为300-400ms，不符合IEC298中低压电母线源100ms故障的要求。
3.母差保护:：典型动作为35.60ms时间，一般故障响应时间随100ms和基本快速性要求而变化，但也存在一些问题，如保护能力较小，复杂接线，较高要求电流互感器，无法提供关键故障点。母线的保护要求未得到满足，实际上电流互感器饱和会造成保护干扰，不符合装置范围的要求，限制了保护的应用。开关柜发生弧光故障瞬间时，弧形保护系统可以快速检测并输出跳闸信号。瞬间脱扣(（断路器)），切断电源，使电弧消失，并减少因弧光故障而造成的损坏。电弧持续时间小于100ms，无论是弧光+电流双判据。传统电源保护的运行时间超过100ms。为此，在开关柜母线保护中促进弧光保护很重要。
4弧光保护原理及系统构成
1.弧光保护原理。是由一个有缺陷的弓引起的弧光，但从弧光故障到弧光检测，速度非常快，不足1ms。电流保护为了提高可靠性，增加故障电流通常还应考虑，发出跳闸命令。
2.系统结构。如图2所示，弧光系统主要由辅助单位组成，如主控单元、弧光检测和连接I/oO。弧光传感器位于开关中的任何位置，根据实际物理位置进行保护调节，要查看主单元弧光的误差位置，请执行操作，从而缩短断电时间，实现电流的快速恢复。弧光传感器可以用一种或多种方式弧光传感器沿开关设备的不同室分布。电弧传感器覆盖一个或多个室传感器为单点或光纤线式。
参考文献：
[1] 雷晋，弧光保护在中低压开关柜中的应用
[2] 周怡．电弧光保护作为母线主保护在中低压开关柜的应用和讨论［J]供用电，2019(12).
[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册2020.06版．
[4]安科瑞用户变电站变配电监控解决方案2021.10