國網(wǎng)南瑞SAI-670 電弧光保護裝置微機綜合保護弧光信號采集
1.1概述
在我國，中、低壓母線短路故障中，重點設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，從而進一步擴大設備損壞程度，甚至會引起“火燒連營”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。
弧光保護系統(tǒng)是我公司根據(jù)國內(nèi)實際情況，吸收國外電弧光保護的特點，結(jié)合行業(yè)檢測及保護配置相關(guān)規(guī)程，自主研發(fā)技術(shù)、具有***實用性、高可靠性的***電弧光保護系統(tǒng)。采用弧光檢測和過電流檢測雙判據(jù)原理，具有保護動作速度快、可靠性高等特點。
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***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忘在開關(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（如下圖所示），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。
要保證設備不受結(jié)構(gòu)性損傷，必須盡量縮短切除時間。
以下為國外資料介紹的各種燃弧時間長短和對設備造成的損壞程度的評估：
燃弧時間 | 設備損壞程度 |
35 ms | 沒有***的損壞，一般可以在檢驗絕緣電阻后投入使用 |
100ms | 損壞較小，在開關(guān)柜再次投入運行以前需要進行清潔或某些小的修理 |
500ms | 設備損壞很嚴重，在現(xiàn)場的人員也受到嚴重的傷害，必須更換部分設備才可以再投入運行。 |
1.4電弧光保護系統(tǒng)作用及應用領域
電弧光保護系統(tǒng)，可以起到以下作用：
減少或降低電弧光對于人體的傷害；
減少或降低電弧光短路故障對于設備的損害；
避免變壓器因近距離母線故障造成動穩(wěn)定破壞，延長變壓器的使用壽命；
縮短電弧光故障切除時間，避免波及站內(nèi)直流系統(tǒng)造成重大損失；
減少因電弧光故障造成設備停運的時間，更快地恢復供電；
電弧光保護系統(tǒng)，主要應用于以下場合：
1）電力變電站
2）火電廠電氣段開關(guān)柜母線室及饋線柜
3）風電場升壓站集電線路開關(guān)柜
4）箱式變電站
5）鋁鎂行業(yè)大型直流整流柜
