電弧光是通過電離的氣體(空氣)在帶電體和地之間或帶電體之間的短路。高能量的電弧光故障表現為電氣火花。它們釋放了大量的能量,表現為輻射、熱、強光和高壓波的形式。
電弧光產生的原因
● 人為原因操作不當
● 設備正常時間的絕緣老化
● 小動物、灰塵、溫度、濕度、腐蝕等環境因素
電弧光特點
● 當至少一部分電流擊穿絕緣體時,例如空氣,就會產生電弧光(電弧光可以通過絕緣體傳播)
● 大峰值功率可達40MW
● 電弧光內部溫度高可達到太陽表溫的五倍(20000℃)
● 電弧光強度是普通辦公室照明的2000倍
● 電弧光的大電壓可達500-1000V
電弧光的危害
● 生產安全事故-人員死傷重大事件
● 燃燒導致設備的報廢導致財產損失
● 有氣體造成環境污染,傷害呼吸系統
電弧光故障的危害程度取決于電弧電流及切除時間,電弧產生的能量與I²t成指數規律快速攀升;只有總切除時間小100ms,將會對設備造成不同程度的損害。
傳統保護方法的缺陷
1) 變壓器后備過流保護方案:
保護跳閘一般整定為 1. 25 -2. 0s,不能滿足快速切除中壓母線故障的要求。
2) 饋線過流元件閉鎖進線過流保護方案:
保護動作時間為 300ms-400ms ,仍不能滿足85ms (弧光保護總切除時間)以內快速切除弧光短路故障的要求。
3) 采用環流原理的高阻抗方案:
保護動作時間一般為 35-60ms 。這種方案接線復雜、對 CT 的要求高,安裝在 380V -35KV 母線上有很多困難,也很不經濟。此外,這種由于其保護范圍由于受到 CT 安裝位置的限制,不能保護到發生故障幾率較高的電纜接頭處的故障,并且也不能提供故障定位。因此也不適合中壓母線保護應用。
電弧光保護原理
電弧光保護的原理如圖1所示,它的動作判斷據為故障時產生的兩個條件,即弧光和電流增量。當同時檢測到弧光和電流增量時系統發出跳閘指令,當僅檢測到弧光或者電流增量時發出報警信號,而不會發出跳閘指令。
電弧光保護系統組成
電弧光保護系統由主單元、電流單元、傳感器單元、以及連接電纜組成。弧光傳感器可放置在開關設備的任何位置(一般安裝在母線室內,以檢測母線故障),根據弧光傳感器的實際物理位置可實現保護分區的功能,并在電弧光控制單元上顯示故障發生的位置,此功能可減少停電處理時間,以便快速恢復供電
電弧光保護系統功能特點
1) 原理簡單: 通過檢測電弧光,經過流閉鎖把關,保護結構簡單。
2) 動作迅速可靠: 通過檢測電弧光信號,整套母線的保護動作時間為 5~7ms; 采用檢測弧光信號和過流閉鎖的雙重判據,可實現保護的可靠動作; 整套系統連續自檢,充分保證整套系統的安全性和可靠性。
3) 故障點定位: 控制部分可顯示弧光發生點的位置,便于快速查找和處理故障、恢復供電。
4) 具備斷路器失靈保護功能: 在主斷路器拒動時,可發出跳閘指令,跳開上一級斷路器,
提高保護系統的可靠性。
5) 通過弧光和電流判別,可對各段母線實施有選擇性的保護,適用于各種運行方式、且在各種運行方式下,保護不需作切換。
功能:
ARB5系列弧光保護裝置外觀時尚、大屏幕液晶顯示,圖形化多語言菜單,操作快捷方便;具有強大的功能集成:集保護、測量、控制、監測、通訊、故障錄波、事件記錄等多種功能于一體,準確實時監測弧光信號,保護電流,適用于中低壓等級電網的 弧光故障迅速切除裝置。
應用范圍:
適用于石油化工、數據中心、電網電廠、機場軌道交通、醫療公共設施等行業。
訂貨范例:
主控單元支持1塊弧光主控板信號接收,同時本身自帶9個弧光探頭的采集信號;
二次額定相電流為5A,裝置電源和開入電源為DC110V;
支持GOOSE通訊。
根據選型表,確定型號為:ARB5-M 12512。