电弧光保护装置发展状况综述
浅析弧焊电源的现状与发展
浅析弧焊电源的现状与发展摘要阐述了目前国内国外弧焊电源发展历程、现状及未来发展的趋势,并对近年来出现的新技术在弧焊电源生产中的应用前景进行了论述。
关键词弧焊电源;现状;发展弧焊技术是现代焊接技术的重要组成部分,其应用范围几乎涵盖了所有的焊接生产领域。
电弧焊作为一种基本的金属处理方法,被广泛的运用于国民经济的各部门,为电弧焊提供能量的弧焊电源从诞生起已取得了很大的发展。
1弧焊电源发展历程[ 1 ] - [ 3 ]作为一种气体导电的物理现象,电弧是在19世纪初被发现的,直到1885年俄国人别那尔道斯发明碳极电弧可以看作是电弧作为热源应用的创始,而电弧真正运用于工业是在1892年发现金属极电弧后。
上世纪40年代研究成功埋弧焊,而随着航天与原子能的发展出现了氩弧焊。
上世纪50年代出现了CO2与各种气体保护焊并研究出等离子弧焊,到70 - 80年代,弧焊电源的发展更是出现飞跃:多种型式的弧焊整流器相继出现和完善,研制成功多种型式的脉冲弧焊电源,为进一步提高焊接质量和适应全位置焊接自动化提供了性能优良的弧焊电源。
此外,还先后研制成功高效节能,性能好,晶闸管式、晶体管式、场效应管式和IGBT弧焊逆变器。
随着新型弧焊技术的发展,弧焊电源也有了长足的进步。
2弧焊电源的分类、特点及运用2. 1 弧焊电源的分类弧焊电源的分类无论是国内还是国外都有不同的分类方法,因此其结果也不尽相同,本文采用陈祝年的分类方法,具体分类如图(1)所示。
[ 4 ]2. 2各种弧焊电源的特点及运用[ 2 ] [ 5 ] [ 6 ]弧焊变压器,它把网路电压的交流电变成适宜于弧焊的低压交流电,由主变压器及所需的调节部分和指示装置等组成. 它具有结构简单、易造易修、成本低、效率高等优点,但其电流波形为正弦波,输出为交流下降外特性,电弧稳定性较差,功率因数低,但磁偏吹现象很少产生,空载损耗小,一般应用于手弧焊埋、弧焊和钨极氩弧焊等方法。
矩形波交流弧焊电源,它采用半导体控制技术来获得矩形波交流电流,其电弧稳定性好,可调参数多,功率因数高。
望亭电厂6kV厂用母线弧光保护装置使用情况介绍
望亭电厂6kV厂用母线弧光保护装置使用情况介绍摘要：望亭电厂在2013年投运了厦门ABB开关有限公司生产的快速灭弧器（UFES），本文主要是介绍快速灭弧器的原理和灭弧的功用和配备的必要性。
关键词：弧光；速断保护；过流保护在6kV中压系统中，由于6KV设备绝缘老化、设备安装工艺不到位等情况导致6kV母线发生电弧故障的概率还是很大的。
电弧故障产生的高温及巨大的电动力对设备的破坏性很大，如当检修或运行人员在操作6kV母线设备时发生弧光故障那将严重威胁到人员的生命安全。
2011年、2012年在南京某电厂连续发生了2起6kV母线弧光故障人身伤亡事故，因此电力系统技术人员已意识到加装6kV母线弧光保护装置实现快速抑制故障电弧、降低电弧故障造成的破坏十分重要，因此弧光保护产品也随之推出并不断得到应用。
电弧故障的危害程度取决于电弧电流及切除时间，电弧产生的能量与I2t成指数规律快速上升，只有当总切除时间小于10ms才能使人身和设备不遭受损害，当总切除时间大于80ms时必将会对人身安全、设备带来严重侵害。
望亭电厂14号机组是1989年投运的，由于机组投产年代早，6kV母线开关柜等产品性能低下，6kV开关动作分闸时间长，母线继电保护功能只配有常规的过流、速断保护，如果6kV母线发生弧光故障，开关切除故障最短动作时间在300～500ms，不能实现快速灭弧，如果考虑母线故障由高厂变后备保护切除，动作时间将长达1.5～2.0s。
一旦发生母线故障，故障电弧将存在300ms～2.0s的时间，这将不可避免地对开关设备造成巨大的损坏，同时也严重危胁着人身安全。
图1 弧光保护原理图经过对弧光保护产品的市场调研，我厂选用了厦门ABB开关有限公司生产的快速灭弧器（UFES）。
UFES由一次主元件和检测控制装置组成，检测控制装置在2ms内能可靠地检测到故障弧光及故障电流信号，一次主元件收到动作指令后1.5ms内动作，即电弧故障出现后4ms内熄灭电弧，因此UFES是一款主动型电弧故障保护设备，与传统电流型继电保护相比，此设备能更快地检测到内部电弧故障，快速熄灭电弧，有效减轻电弧故障造成的破坏。
10kV厂用电系统电弧光保护应用及运行分析
10kV厂用电系统电弧光保护应用及运行分析摘要：近年来，随着经济的发展，各行各业对电力的需求激增，电网容量持续增加。
应注意的是，10kV开关柜设备故障时，危及供电系统的稳定运行和安全，可能会出现母线绝缘部分损坏、设备老化等情况。
这可能导致设备起火，甚至可能严重危及工作人员的生命和安全。
传统的电流保护装置和接地故障设备动作时间比较长，很难快速切除电弧光，造成事故扩大。
电弧光保护会在发生故障时及时发出信号，并断开断路器。
目前电弧光保护动作时间大约小于10毫秒，比传统的继电器保护更为复杂。
关键词：10kV厂用电系统；电弧光保护；应用及运行引言中压开关柜是输电、配电和供电的转换装置。
电气系统中带电设备短路引起电弧光。
电弧光以一定的速度爆炸，破坏了电弧光辐射表面的所有物质，并扰乱了电力系统。
电弧是电气系统中的一个连续过程，当电气系统中两点之间的电压超过其工业频率强度限制时发生。
1问题的提出近年来，随着国内电力工业的高速发展，中、低压开关柜的应用数量越来越多，因开关柜弧光短路故障引发的中、低压母线故障也日益增多。
当出现弧光时，弧光以高速爆发，毁坏途中任何物质。
只要故障设备不断电，弧光就会一直存在。
要想最大限度减少弧光危害，我们需要一种安全、迅速而有效的电弧光保护系统，可在开关柜发生弧光故障时，迅速切除故障，保护操作人员不受伤害，降低财产损失。
2电弧光的特点及危害分析电力系统中压开关柜短路故障容易产生电弧光，电弧光产生时瞬时功率最大达40MW，设备内部最高温可达2×104℃，弧光产生和结束时最高温可达4.5×103℃，弧光最大电压可达1000V，光照强度达正常光照强度的2000倍。
电弧光在毫秒级时间内产生和消失，可释放巨大的能量，对供电设备、人身安全都有巨大的破坏性。
从历年电力系统电弧光故障的案例来看，主要产生以下几种危害：电弧光温度高，可损坏电网和电缆设备；电弧可引发火灾；温度过高会导致开关柜内设备发生爆炸；产生有毒气体，损害人员的呼吸系统。
弧光保护装置的作用
可能会引起非常严重的后果。
所以，在实际的设计过程中，必须加强对供配电设计的重视。
参考文献：[1]曾海涟,何宗楚.低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性探讨[J].建材与装饰,2015,48:228-229.[2]赵建一.高层建筑高低压供配电系统的设计及应用[J].电气制造,2015,02:44-46.[3]梁子剑.针对高层建筑供配电技术方案及其可靠性分析[J].中国新技术新产品,2015,09:81-82.[4]刘祖斌.高层建筑电气中的低压配电设计分析[J].江西建材,2015,18:204+208.弧光保护装置的作用黄 超中煤科工集团武汉设计研究院有限公司新疆分公司新疆 830000摘 要：本文通过对弧光产生的原因、弧光保护现状及国内现有的中压母线保护方案的分析，揭示当前相关标准与保护方案对比过程中发现的问题，并经过试验得到35kV及以下中低压开关柜内部弧光与设备燃烧时间的函数关系和采用常规保护切除故障的效果，进而提出中低压开关柜加装电弧光保护的必要性和可行性。
关键词：过电压；弧光保护；接地故障；保护区域；原理中图分类号: TM773 文献标识码：A正文：弧光通常是由于电气设备在运行过程中由于过电压及绝缘配合不好引起空气击穿过程产生的的电弧光现象，以及由于电弧光现象产生的高温造成燃烧、爆炸性压力，如不及时切除或采取有效防护措施，小则可能引电气设备的绝缘损坏，设备无法正常运行，大则可能引发造成人身伤亡事故、因电气设备的弧光在可易燃易爆环境下引起爆炸事故、相邻设备烧毁事故。
1 弧光保护产生的原因在线路出现过电压过程中对电气设备进行操作时，就可能引发弧光现象。
过电压又分为工频过电压、谐振过电压、间歇性电弧接地过电压、铁磁谐振过电压、空载线路合闸过电压、空载线路空载过电压等多种类别，其发生形式、幅值大小等不尽相同，因而所引发的弧光也各有所异。
目前也没有那个单一的产品对不同形式过电压又能起到好的防护效果。
VAMP321电弧光保护系统概述及应用
VAMP321电弧光保护系统概述及应用1. 概述在电力系统中，35kV及以下电压等级的母线由于没有稳定问题，一般未装设母线保护。
然而，由于中低压母线上的出线多，操作频繁，三相导体线间距离与大地的距离比较近，容易受小动物危害，设备制造质量比高压设备差，设备绝缘老化和机械磨损，运行条件恶劣，系统运行条件改变，人为和操作错误等原因，中低压母线的故障几率比高压、超高压母线高得多。
但长期以来，人们对中低压母线的保护一直不够重视，大多采用带有较大延时的后备保护来切除母线上的故障，往往使故障被发展、扩大，从而造成巨大的经济损失。
近年来，由于各种原因开关设备被严重烧毁，有的甚至发展成“火烧连营”的事故时有发生。
而主变压器由于遭受外部短路电流冲击损坏的事故也逐年增加，这些配网事故处理不当甚至被扩大发展为输电网事故，造成重大的经济损失，已引起电力部门的广泛关注。
究其原因大多是因为没有装设中低压母线保护，未能快速切除故障造成的。
所以，为了保证变压器及母线开关设备的安全运行，根据继电保护快速性的要求，迫切需要配置专用中低压母线保护。
本文首先介绍开关柜弧光短路故障以及变压器动稳定时间对中低压母线保护动作时间的要求；其次介绍开关柜弧光短路故障的防护措施及现有的中低压母线保护方案；最后介绍一新型的电弧光中低压母线保护系统。
2. 开关柜内部燃弧耐受时间及变压器动稳定时间指标 2.1 开关柜内部电燃弧耐受时间IEC298标准附录A A中规定的内部燃弧时间是100ms，目前市场上销售的开关柜基本上是按照IEC298标准生产的，也就是说，开关柜可以承受的电弧燃烧时间为100ms。
由于发生弧光故障在断路器动作前，故障短路电弧是一直在燃烧的，即保护动作时间加上断路器分闸时间之和，即为电弧燃烧的持续时间。
电弧光保护及其在中低压开关柜和母线保护中的应用分析
电弧光保护及其在中低压开关柜和母线保护中的应用分析随着电力系统的不断发展和现代化的需求，对于电力设备的安全性和可靠性要求也越来越高。
而电弧光保护技术的应用，为中低压开关柜和母线保护提供了更为有效的手段。
本文将对电弧光保护及其在中低压开关柜和母线保护中的应用进行分析，以期更好地认识和理解这一技术的作用和价值。
一、电弧光保护技术的基本原理电弧是指电流在两个电极之间通过气体产生的放电现象。
电弧光保护技术是利用视觉传感器和电弧光检测器等设备，对电弧放电进行实时监测和检测，一旦检测到电弧光信号，即可触发相应的保护动作，将故障隔离，以避免事故的发生。
1. 电弧光特性：电弧放电会产生明显的光辐射，这种光辐射具有特定的光谱特性，对应不同的放电状态。
2. 视觉传感器：利用视觉传感器来监测电弧光辐射，识别电弧光信号；3. 电弧光检测器：通过光电传感器、滤波器和信号处理器等设备，对电弧光信号进行采集和处理。
4. 保护动作：一旦检测到电弧光信号，系统即可触发保护动作，进行故障隔离和处理。
二、电弧光保护技术在中低压开关柜中的应用1. 中低压开关柜的特点：中低压开关柜是电力系统中重要的配电设备，其主要功能是对电能进行配送和保护。
中低压开关柜在运行中，往往会面临诸多的故障和风险，而电弧光保护技术的应用，可为开关柜提供更为全面和有效的保护。
2. 应用场景：在中低压开关柜中，由于电气设备的运行，如断路器、隔离开关、接地开关等，容易产生电弧放电现象。
一旦发生电弧故障，将给电力设备和人员带来严重的安全隐患。
采用电弧光保护技术，对中低压开关柜进行实时监测和检测，一旦发现电弧光信号，即可触发相应的保护动作，切断电路，确保电气设备和人员的安全。
3. 优势和价值：中低压开关柜是电力系统中的重要设备，其安全性和可靠性直接关系到整个系统的稳定运行和人员的生命财产安全。
而采用电弧光保护技术，不仅可提高电弧故障的及时响应能力，降低故障风险，还可减少因电弧故障引发的事故和损失，具有非常重要的意义和价值。
浅析电解铝供电整流中的电弧光保护 董耀勤
浅析电解铝供电整流中的电弧光保护董耀勤发表时间：2018-05-14T09:23:40.657Z 来源：《电力设备》2017年第35期作者：董耀勤[导读] 摘要：伴随我国国民经济的不断攀升，我国对于金属铝的需求量在逐年增长，与之相关的电解铝行业正在蓬勃发展。
（山西华圣铝业有限公司山西运城 044500）摘要：伴随我国国民经济的不断攀升，我国对于金属铝的需求量在逐年增长，与之相关的电解铝行业正在蓬勃发展。
整流柜是电解铝行业中最为基础的设备，随着时代的发展也在不断进行改进完善，例如整流柜中整流机组数量与容量的增加，但这种改进在实际操作过程中存在一定问题，会产生电弧，造成短路现象，这给电解铝行业的发展造成严重影响。
为此，本文就供电电流中的电弧光保护进行分析探究，并从电弧光保护的原理、措施以及应用三个方面进行阐述，希望能为电解铝行业的发展产生积极影响。
关键词：电解铝；供电整流；电弧光保护；措施随着我国物质生活水平的提高，各行各业对于金属铝的需求量也是日益增加，这使得电解铝行业的发展迅猛，而为了满足时代发展的需求，该领域的技术与设备需要不断的创新与发展。
而整流柜作为电解铝行业中的基础设备，增加整流机组的数量与容量是必须的，但这样的改进会导致电弧产生的概率，从而引发短路故障的发生。
尤其是近年来，我国电解铝行业时常发生整流柜爆炸的安全事故，不仅造成巨大的经济损失，同时还严重影响从事人员的生命财产安全，这给电解铝行业的发展带来严重的不良影响。
为了杜绝此类事故的发生，逆流保护及电弧光保护技术逐渐被应用至供电整流系统中，这在原有的保护机制上，有效的扩展了系统的保护范围，而电弧光保护所具有的优势，更是使得其备受电解铝行业从事人员的肯定。
一、电弧光保护的原理分析电弧光保护是为防止或降低电弧光危害而研发的一种技术，其运转机理是指利用弧光传感器捕捉光信号，将其转化为特殊电流并传输给电弧光的辅助单元，同时辅助单元会向主单元发出信号，并判断是否释放跳闸信号以降低电弧危害，从而避免短路故障的发生。
高压开关柜中电弧光保护装置的应用研究
高压开关柜中电弧光保护装置的应用研究摘要：高压开关柜是电力系统中重要的电气设备之一，它通常用来分离电力系统中不同部分的电路，确保电气设备的安全运行。
在开关柜中，由于电路的切换和负载的变化，会产生大量的电弧光，这会对开关柜内部的设备和工作人员的安全造成威胁。
因此，为了适应电力系统的要求，高压开关柜中需要安装电弧光保护装置。
关键词：高压开关柜；电弧光保护装置；应用研究引言据调查数据显示，在我国供电系统中，每年都有200多面开关柜被烧毁，造成严重的电网事故，给企业带来严重的经济损失。
因此，研究高压开关柜中电弧光保护装置的应用非常必要。
本文阐述了电弧光的特点以及危害分析，电弧光保护装置的实际应用情况和存在的问题，并提出一些解决方案。
通过本文的研究，希望可以为高压开关柜的安全运行提供一些有益的参考。
一、电弧光的特点以及危害分析电弧光是在高压开关柜中产生的一种非常强烈的光辐射，具有以下特点；第一点，高亮度。
电弧光的亮度非常高，可以达到数千、数万流明，甚至比太阳还要亮。
第二点，高温度。
电弧光的温度可以达到几千度甚至更高，会对开关柜中的设备和元器件造成热损伤。
第三点，高压力。
电弧光会在开关柜中形成强大的气流，对设备和元器件产生压力作用，可能导致机械损坏。
第四点，高电压波动。
电弧光产生的电压波动频繁而剧烈，可能对电气设备产生干扰或损坏。
电弧光的危害主要包括以下几个方面；首先，是机械损坏。
电弧光会在开关柜中形成强大的气流，对设备和元器件产生压力作用，因此，可能导致机械损坏。
其次，是电磁干扰。
电弧光产生的电压波动频繁而剧烈，可能对电气设备产生干扰或损坏。
此外，是火灾风险。
电弧光会产生高温和火花，可能引起火灾。
最后，是工作人员安全问题。
电弧光的高亮度和高温度会对工作人员的眼睛和皮肤造成伤害，甚至可能引起爆炸，从而对工作人员的安全造成威胁。
因此，为了保证高压开关柜运行的安全和稳定，必须采取有效的电弧光保护措施。
[1]二、高压开关柜中电弧光保护装置的实际应用情况目前，电弧光保护装置已广泛应用于高压开关柜中，成为保护电力设备和维护人员安全的主要手段之一。
电气故障电弧防护产品的阶段发展趋势
从21世纪初北美商户在中国寻求来料代加工开始，电弧故障防护产品（AFD）这个名称也进入我国，特别是伴随着由北美国家提案推动，IEC的各类标准中也逐步引入了AFD的概念，AFD更是在我国的各类电气圈引起了热议，似乎找到了降低各类电气火灾的钥匙，于是乎我国的各类电气标准中也开始涉及了AFD,吸引了众多的电器工程师和资金投入研究电弧故障防护产品开发的行列。
也为电弧故障防护产品未来的发展奠定了基础。
1、现有电弧故障防护产品（AFD）的基本要素电弧本身是一个高频粒子流，不同性质的电弧在燃烧过程中有着各自特有的电弧频率，这些频率叠加存在配电线路中，因此目前市场上的各类AFD产品电弧检测原理均采用同一的基本要素：分析被监视（保护）线路的电流频率。
为实现这个基本原理AFD产品均包括下列几个环节：一一被保护线路中频率及相关电气量的采集：通过高频互感器及其他电流采集元件将线路中存在的混合频率以及电流幅值。
一一电弧频率筛选：将线路的电流频率分析筛选出具有故障电弧风险的频率。
一一电弧故障判断：综合线路中其他电流变化信息对具有电弧风险的电流频率分析判断确定故障电弧。
U「嘉好传鹿N取出传亚越. ]⅜r路长鬼片AFDD 噪声功率指示X1V-25dB图1AFD基本工作原理2、现有电弧故障防护产品（AFD）的技术难点电弧故障防护产品（AFD）从出世到今天的近30年间，硬件经历从模拟元件加低速通用芯片到专用模拟+高速数字集合专用芯片的发展，软件架构也从频率阈值内数据库比对发展到神经元算法，但面对被保护线路中不同类型的高频信号的不断变化，电弧故障防护产品（AFD）运行过程中的误动作或不动作仍是困惑电气人员的难题，如同一个习惯于乡村公路和赛车场赛道的专业赛车手，一下进入车流满满并每人驾驶习惯和水平不同的大都市混合道路，也不免会操作失误或直接发生事故。
简单总结目前的AFD产品在使用上有以下两点不适：一一不适用于有多用电线路存在的支干线的电弧故障防护；一末端用电负荷的变化和更新状况下的电弧判断难度。
2023年电力保护设备行业市场发展现状
2023年电力保护设备行业市场发展现状电力保护设备是保障电网系统安全稳定运行的重要组成部分，主要职责是在电力系统发生故障时，快速切断相应设备的电源或将故障信号反馈到控制系统，及时采取安全措施，保证电网系统的稳定运行。
随着电力领域的不断发展和技术水平的持续提升，电力保护设备行业的市场发展也在逐步扩大壮大。
本文将对电力保护设备行业市场发展现状进行详细阐述。
一、行业规模快速扩大随着我国电力行业市场化进程的加速，电力保护设备行业逐步走向成熟。
据不完全统计，目前我国电力保护设备企业已经达到数千家，其中大部分为小型企业，但随着行业整合加强和市场分配的逐步调整，规模较大的电力保护设备企业开始崭露头角，市场份额逐步扩大。
相信在未来五年内，该行业的市场规模将持续扩大，行业竞争也将越来越激烈。
二、技术水平快速提升电力保护设备是电力系统中的重要组成部分，其效果直接关系到电力系统的安全运行。
为更好地保障电力系统运行，提高电力保护设备的性能效果是动态发展之势。
在技术升级领域，全数字化、在线监测、智能操作等技术成为发展热点。
同时，电力系统保护设备的在线监测系统、电力系统集中保护系统等，也将为电力保护设备的标准化及应用推广奠定技术支持基础。
三、市场需求增长迅速随着电力行业发展，特别是新能源、智能电网等领域的快速发展，电力保护设备的市场需求逐年攀升，此趋势一直持续至今。
近年来，我国政府出台的一系列政策措施不仅进一步推动了电力行业的发展，也为电力保护设备行业提供了稳定的市场需求。
下一步，行业需积极开拓海外市场，扩大行业份额。
四、安全性能要求更高随着电力行业的快速发展，电力保护设备的性能需求也随之提高，尤其是安全性能的重视。
电力保护设备作为电网系统的核心，其安全性能直接影响电网系统的正常运行。
同时，电力保护设备还面临诸多环境因素的影响，如磁场干扰，杂光干扰等。
在未来的发展过程中，电力保护设备企业需要提高安全性能，提高设备的稳定性和耐受性，以更好地满足市场需求。
2023年电弧故障断路器(AFCI)行业市场分析现状
2023年电弧故障断路器（AFCI）行业市场分析现状电弧故障断路器（AFCI）是一种能够在电气系统中检测、监测和控制电弧故障的装置。
它能够及时检测电气回路中的电弧故障，并切断电源，从而避免因电弧故障引起的火灾和其他安全事故。
AFCI被广泛应用于住宅、商业建筑和工业设施等领域。
目前，AFCI行业市场正处于快速增长阶段。
以下是该行业市场分析的现状：1. 市场规模扩大：随着人们对电气安全的重视和对火灾风险的关注增加，AFCI市场的规模不断扩大。
根据市场研究机构的数据，全球AFCI市场预计在未来几年内保持持续增长。
2. 技术进步：AFCI技术不断创新和改进，使其在探测和保护电弧故障方面更加可靠和有效。
新一代的AFCI产品通常具有更高的故障检测率和更低的误报率，为用户提供更安全的电气系统保护。
3. 政府政策支持：为了促进电气安全和防止火灾事故，许多国家和地区已经出台了法规和政策要求在特定建筑和设施中安装AFCI。
这些政府政策的出台进一步推动了AFCI市场的增长。
4. 市场竞争激烈：AFCI市场竞争激烈，主要供应商之间存在激烈的竞争。
供应商通过不断改进产品性能、降低成本、提供完善的售后服务等方式来争夺市场份额。
5. 区域差异：AFCI市场在不同的地区表现出明显的差异。
北美地区是AFCI市场最大的市场之一，主要受到当地法规要求的推动。
亚太地区和欧洲地区的AFCI市场也在不断增长，受到电气安全意识的提高和对防火安全的需求的推动。
6. 应用领域广泛：AFCI广泛应用于住宅、商业建筑和工业设施等领域。
在住宅领域，AFCI主要用于保护电路和电线，减少因电弧故障引起的火灾；在商业建筑和工业设施领域，AFCI用于保护重要电气设备和设施。
总而言之，AFCI行业市场正处于快速增长阶段，市场规模扩大、技术进步、政府政策支持、市场竞争激烈、区域差异和应用领域广泛是该行业市场现状的主要特点。
随着电气安全意识的提高和对防火安全的需求的增加，AFCI行业市场有望继续保持健康稳定的增长势头。
电弧光保护及其在中低压开关柜和母线保护中的应用分析
电弧光保护及其在中低压开关柜和母线保护中的应用分析【摘要】本文主要介绍了电弧光保护及其在中低压开关柜和母线保护中的应用分析。
在文章从背景介绍、研究意义和研究目的三个方面入手，引出电弧光保护的研究背景和意义。
接着在详细介绍了电弧光保护的原理，以及在中低压开关柜和母线保护中的具体应用情况。
之后从优势分析和案例分析两个角度对电弧光保护进行了深入探讨。
结论部分分析了电弧光保护的应用前景，并进行了总结和展望。
通过本文的阐述，读者可以更加全面深入地了解电弧光保护技术在中低压开关柜和母线保护中的重要性和应用情况，为相关领域的研究和实践提供参考。
【关键词】关键词：电弧光保护、中低压开关柜、母线保护、原理、应用、优势分析、案例分析、应用前景、总结、展望。
1. 引言1.1 背景介绍在传统的电弧故障保护技术中，主要采用电流和电压等参数进行检测并进行干预，但是这种方法存在着响应速度慢、误报率高等问题。
而电弧光保护技术则是一种基于检测电弧光的光谱特征来实现故障检测和保护的新技术。
它通过检测电弧光的频谱特征来实时判断电弧故障的发生，并迅速断开故障电路，有效避免了事故的扩大。
电弧光保护技术具有响应速度快、误报率低、保护效果好等优点，在工业生产和电力系统中具有广阔的应用前景。
1.2 研究意义电弧光保护技术是一种新型的电气安全保护技术，可以有效地对电气设备中的电弧故障进行监测和保护。
在现代工业生产中，电气设备的电弧故障不仅会造成设备的损坏，还可能引发火灾和安全事故，对生产和人员造成巨大的危害和损失。
研究和应用电弧光保护技术具有重要的意义。
电弧光保护技术可以提高电气设备的安全性和可靠性，有效地减少因电弧故障引发的事故。
采用电弧光保护技术可以提高电气设备的运行效率和稳定性，减少设备的维护和维修成本，延长设备的使用寿命。
电弧光保护技术还可以提高生产效率，降低生产成本，提高企业的竞争力。
研究和应用电弧光保护技术对促进工业生产的安全、高效、可持续发展具有重要的意义。
2021全球与中国市场电弧闪光保护装置深度研究报告(目录)
2021全球与中国市场电弧闪光保护装置深度研究报告(目录)全球与中国市场电弧闪光保护装置深度研究报告版本2022【纸版价格】：rmb18900【电子版(pdf)价格】：rmb18900【企业版】：rmb37800【报告篇幅】：125【报告图表数】：190[报告发布日期：2022年3月] [行业报告]：机械设备【联系方式】：中商产业研究院；百度文库报告摘要本报告研究了电弧闪光保护装置在全球和中国市场的发展现状和未来发展趋势，并从生产和消费的角度分析了电弧闪光保护装置的主要生产区域、主要消费区域和主要制造商。
重点分析全球和中国市场主要制造商的产品特性、产品规格、价格、不同规格产品的产量和产值，以及主要制造商在全球和中国市场的市场份额。
主要制造商包括：霍尼韦尔nationalsafetyapparel3mlakelandmsatranemowestexansellcintasdrifiresanketsafetyequipmentsllparcflashppc针对产品特性，本报告将其分为下面几类，主要分析这几类产品的价格、销量、市场份额及增长趋势。
主要包括：电弧闪光防护头盔和口罩套件电弧闪光防护手套电弧闪光防护服针对产品的主要应用领域，本报告提供主要领域的详细分析、每种领域的主要客户（买家）以及各个领域的规模、市场份额和增长率。
主要应用领域包括：电力、石油天然气建设和制造业本报告同时分析国外地区的生产与消费情况，主要地区包括北美、欧洲、日本、东南亚和印度等市场。
对比国内与全球市场的现状及未来发展趋势。
主要章节内容：第一章，分析电弧闪光保护装置行业特点、分类及应用，重点分析中国与全球市场发展现状对比、发展趋势对比，同时分析中国与全球市场的供需现在及未来趋势。
第二章分析了全球市场和中国电弧闪蒸保护装置主要制造商的竞争情况，包括2022、2022年度各厂家的产量（10000）、产值（10000元）、市场份额和产品价格。
电弧光保护装置系统介绍
2.RIZNER-EagleEye电弧光保护系统概述
SAQE电弧光保护系统的面市已经近10年.所有的主要的电力系统和电力 公司都已使用.加拿大核电站的运行证实, 在发生电弧时, 只有SAQE的电弧光 保护才能保护他们的开关柜. SAQE电弧光保护系统使用先进的处理器技术来控制 系统的功能。该处理器技术也使得电弧光保护系统功能的编程，可匹配开关 柜的不同运行方式。 在跳闸回路里采用的半导体技术(可控硅开关)确保了开关柜里的供电开 关以最小的延时得到跳闸信号。在不论是SAQE电弧光保护系统的主控单元， 还是电弧光单元探测到电弧光，并且电流单元的整定的电流定值被超过，电 弧光保护系统的跳闸信号将在小于1ms到达供电开关。电流的信息也可直接 取自安全电流回路，在此情况下，电弧光保护也可尽可能快的得到过流的信 息。 如果偶尔光线信号超过光线设定值或者电流信号超过电流设定值，系统 不会输出跳闸信号，也不会记忆在跳闸回路中，但是在主控单元上会显示报 警信号。在编程的时候，必须考虑系统按照用户所希望的方式正常工作。 采用光纤技术来向主控单元传输跳闸信号，确保了电弧光保护系统的完 美功能，它的抗干扰能力强，跳闸信号可以非常迅速的输出到断路器。 电弧光保护系统
电流的信息也可直接取自安全电流回路在此情况下电弧光保护也可尽可能快的得到过流的信如果偶尔光线信号超过光线设定值或者电流信号超过电流设定值系统不会输出跳闸信号也不会记忆在跳闸回路中但是在主控单元上会显示报警信号
电弧光保护装置系统介绍
1.电弧光保护概述
电弧光保护系统可以在开关柜发生弧光故障的时候， 保护操作人员不受伤害，并且降低财产损失程度。 当出现弧光时候，弧光以300m/s的速度爆发，摧毁 途中的任何物质.。只要系统中不断电，弧光就会一直存 在。要想最大限度的减少弧光的危害，我们需要一种安全、 迅速而有效的半导体电弧光保护系统。 在开关柜抽屉内，弧光可以迅速的在10ms内达到 3M 远，因此要想最大程度降低损失，时间是个最主要的 因素。RIZNER-EagleEye电弧光保护系统输出跳闸信号 时间小于1ms,即使在安装或者维护的时候也能保护操作 人员的安全。
家用电弧故障保护电器发展综述
家用电弧故障保护电器发展综述刘金琰;季慧玉;黄武杰;周积刚【摘要】电弧故障保护电器（AFDD）能有效防止电弧故障引起的电气火灾。
介绍了AFDD的作用、保护特性及AFDD在国内外发展情况,包括北美、欧洲和中国标准法规情况及产品应用情况。
介绍了电弧故障检测技术及试验设备,并展望了AFDD的技术及应用发展前景,对行业发展起到了一定的指导作用。
【期刊名称】《电器与能效管理技术》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】6页(P1-6)【关键词】电弧故障保护装置;故障电弧;电气火灾;剩余电流保护;过电流保护【作者】刘金琰;季慧玉;黄武杰;周积刚【作者单位】;;;;【正文语种】中文【中图分类】TM5610 引言随着社会发展、科技不断进步和城镇化进程的不断加快，现代化程度越来越高，但电气设备、通信设备等应用越来越多，家居及办公条件不断得到改善和提高，电气火灾造成的损失也越来越大。
据中国消防年鉴统计，我国电气故障原因引发的火灾占总火灾损失的33%以上，是发达国家的数倍。
从近期国内外火灾成因统计得出，故障电弧是引起电气火灾的主要成因［1-2］。
这是由于目前的传统保护电器，如断路器、熔断器、剩余电流动作保护器(ResidualCurrentOperated Protective Device，RCD)都只能对如过载、短路和接地故障电流提供保护，而对故障电弧无法检测，因此对故障电弧引起的火灾无法提供保护。
这就存在用电保护漏洞，对人类的财产及生命安全造成极大危害。
电弧故障保护电器(Arc Fault Detection Device，AFDD)是新型的防火灾保护电器，能检测电气线路中的故障电弧，并在引发电气火灾之前切断电路，能有效防止由于线路绝缘老化或接触不良产生的串联电弧、线路和线路之间以及线路对地之间故障产生的并联电弧所引发的电气火灾，可以弥补用电保护漏洞。
传统保护电器和AFDD的共同应用，将提供完整的火灾保护措施，对保护人身安全和财产安全具有重大意义。
综述电弧焊技术的发展现状
工 业 技 术1 前言电弧焊接技术是当前工业生产中的重要基础工艺,更是当前社会发展过程中各种技术要求和工业发展要求的新型综合工业加工技术和方法。
被广泛应用于造船、压力容器制造,石油化工等钢结构制造领域。
随着当前社会发展中,各种工业生产要求的不断提高和加快,在工业生产的过程中是利用各种相应的技术手段进行分析和管理的过程,更是采用相应的技术措施进行分析与管理的主要加工模式。
整个电弧焊接工艺过程应包括母材预热处理、切割下料、成型、电弧焊接、焊后检查和焊后处理等工艺环节。
2 现代电弧焊接技术发展的重要特点电弧焊接技术是随着当前科学技术发展而产生的,是随着电力应用和工业生产中各种施工和加工要求的不变化而实现的发展手段和发展措施。
在当前科学技术发展的过程中,各种科学技术手段和科学设备不断的应用在各个企业生产之中,使得企业在生产过程中对其各个手段的要求也在不断的提高和增加,成为当前社会发展过程中的主要发展方向。
近二三十年,科学技术以空前速度向前发展。
随着各种物理技术和化学技术的不断发展,使得电弧焊接技术在应用的过程中结合离子物理、电子束、红外线、真空、超声、声学乃至计算机技术、微电严技术、自动控制技术、材料科学与工程断裂力学、检测技术等许多观代科学技术的新成就。
都在电弧焊接上获得应用。
奠定了电弧焊接技术发展的基础。
增强了电弧焊接技术本身的能力。
扩大了电弧焊接技术的内涵和外延。
因而电弧焊接作为一门科学技术,无论在理论上、应用上都在日新月异地发展。
现代科学技术的新成就已日益渗透到电弧焊接科学枝术领域,促进了现代电弧焊接技术发展的—个重要特点。
3 钢铁工业与电弧焊接技术的发展电弧焊接素有钢铁裁缝之美称,其在发展的过程中离不开钢铁工业发展的支持,随着当前社会中人们对钢铁工业认识的不断加深,在电弧焊接技术发展中,不断的向着钢铁工业靠近。
世界工业发达国家在上个世纪末电弧焊接结构用钢量占钢产量的60-70%。
我国目前只占40％左右,和发达国家相比较好存在着一定的差距。
弧焊电源现状及发展趋势
.弧焊电源及数字化控制作业学院：材料科学与工程学院专业班级：焊接1301班姓名：徐昀华学号：130200308任课教师：常云龙完成日期：...弧焊电源的现状与开展摘要：阐述了目前国内外弧焊电源开展历程、现状及开展的趋势，并对近年来出现的新技术在弧焊电源生产中的应用前景进行了论述。
关键词：弧焊电源；现状；开展弧焊技术是现代焊接技术的重要组成局部，其应用范围几乎涵盖了所有的焊接生产领域。
电弧焊作为一种根本的金属处理方法，被广泛地运用于国民经济的各部门，为电弧焊提供能量的弧焊电源从诞生起已取得了很大的进展。
各种焊接方法的问世使弧焊电源从诞生起已取得了很大的进展。
弧焊电源性能的优劣,很大程度上决定了焊接过程的稳定性。
没有先进的弧焊电源,要实现先进的焊接工艺和焊接过程自动化是难以办到的。
弧焊电源的分类按输出电流种类，弧焊电源分为：交流弧焊电源、直流弧焊电源、脉冲弧焊电源、逆变式弧焊电源。
交流弧焊电源交流弧焊电源包括弧焊变压器和矩形波交流弧焊电源。
交流弧焊电源具有结构简单、易造易修、本钱低、效率高等优点,一般应用于焊条电弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊等方法。
矩形波交流弧焊电源是利用半导体控制技术来获得矩形波交流电流的。
由于输出电流过零点时间短,电弧稳定性好,正负半波通电时间和电流比值可以自由调节,因此特别适合于铝及铝合金钨极氩弧焊。
直流弧焊电源直流弧焊电源包括直流弧焊发电机和弧焊整流器。
直流弧焊发电机现已根本不生产。
弧焊整流器是由主变压器、半导体整流元件以及获得所需外特性的调节装置等组成。
与直流弧焊发电机比拟,它具有制造方便、价格低、空载损耗小、噪声小等优点,而且大多数可以远距离调节,能自动补偿电网电压波动对输出电压、电流的影响,可作为各种弧焊方法的电源。
脉冲弧焊电源焊接电流以低频调制脉冲方式馈送,一般是由普通的弧焊电源与脉冲发生电路组成。
它具有效率高、热输入较小、可在较宽范围内控制热输入等优点。
...这种弧焊电源主要用于气体保护电弧焊和等离子弧焊,对热输入比拟敏感的高合金材料薄板和全位置焊接,具有独特的优点。
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电弧光保护装置发展状况综述发表时间：2016-07-18T15:30:57.443Z 来源：《电力设备》2016年第8期作者：陈波1 康真1 陈亮2 张军侠2 胡宇3 [导读] 期望为相关部门制定产品标准提供参考，也期望为电力同行全面了解内部电弧故障及电弧光保护产品提供帮助。
陈波1 康真1 陈亮2 张军侠2 胡宇3（1.国网宁夏电力公司检修公司，宁夏银川 750011；2. 陕西德瑞森电气工程有限公司，陕西西安 710054；3.陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西西安 710001）摘要:本文阐述了开关柜内部电弧故障的起因、危害、相关标准的具体要求以及电弧光保护在母线保护中的地位和积极作用，同时还介绍了国内外电弧光保护产品的基本状况，给出了电弧光保护产品的分类，分析了电弧光保护产品所涉及的关键技术，系统总结了电弧光保护产品自身及其市场推进中存在的问题，以期为相关部门制订产品标准提供参考、为电力同行全面了解这类产品提供帮助。
关键字：电弧光保护；母线保护；关键技术；快速识别；快速开断；故障预警1 概述在我国，40.5kV及以下电压等级的配电系统大多为中性点高阻接地系统，开关柜内部或外部单相弧光接地虽不会出现短路电流，但由此引发的弧光接地过电压可达3.5倍相电压，甚至更高[1]，由此引发开关柜内部其它相的薄弱环节对地放电从而发展成相间电弧光短路事故的概率很大。
在国外，52kV及以下电压等级的配电系统也有中性点低阻接地或直接接地的，那么单相弧光接地直接就是单相短路，若在开关柜内，瞬间就会发展为相间短路或三相短路事故。
由于配电系统成本控制及继电保护配置的原因，在开关柜内部发生电弧短路这种小概率事件时往往需要1s以上才能完成故障识别及开断，这已经超出绝大多数开关柜内部电弧故障承受能力的极限。
在高能电弧及故障电流长时间的作用下，开关柜自身会损毁，变压器会受到严重冲击或损坏[2]，相关的金属材料及绝缘材料会汽化，相邻开关柜也会被“火烧连营”，高温有毒气体、高亮度弧光或柜体高压燃爆会威胁到邻近人员的身体健康甚至生命安全，给企业带来重大的经济损失并可能造成不良的社会影响。
电弧光保护装置也称电弧光母线保护装置，就是针对开关柜内部电弧故障设计的，目的是实现对故障电流及内部电弧的快速识别，以便在最短时间内直接触发电源侧断路器动作从而切除故障，达到保护电力设备及人身安全、降低恢复供电的成本投入、缩短恢复供电的时间的效果，并由此给电力企业或电力用户带来安全效益、经济效益和社会效益。
但到目前为止，并没有关于电弧光保护装置的标准公布，所以这类产品呈现出千姿百态、五花八门的现象，其性能的确认还缺乏权威性，没有规范性的型式试验作为依据，一些性能指标都是厂家自我宣传，用户有些无所适从。
本文着重归纳和展现目前产品的类别及性能差异，期望为相关部门制定产品标准提供参考，也期望为电力同行全面了解内部电弧故障及电弧光保护产品提供帮助。
2 开关柜内部电弧故障GB3906-1991《3-35kV交流金属封闭开关设备》参照采用IEC298(1990)《1kV以上52kV及以下交流金属封闭开关设备和控制设备》在其“设计和结构”章节(6.16)对开关柜的内部电弧故障性能作出了规定：当引燃内部电弧时，不应伤及人，同时也不应该影响相邻的金属封闭开关设备的运行。
要采取必要的防护措施，保证人身安全，但最重要的是应该避免上述电弧的发生，就是万一发生也能够限制它的持续时间和后果。
在其“型式试验”章节(7.15)将内部故障电弧效应的试验列入了根据供需双方协议进行的试验项目[3]。
在其附录A中，规定了试验持续时间：电弧持续时间的选择与保护装置确定的电弧可能的持续时间有关，一般取0.8~1s。
在试验具有压力释放帘板的金属封闭开关设备时，仅就验证它对压力的释放阻力而论，电弧持续时间为0.1s一般已足够。
GB3906-2006《3.6kV-40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》，修改采用IEC62271-200：2003《额定电压1kV以上52kV及以下交流金属封闭开关设备和控制设备》(第一版、即IEC60298的第四版），取代GB3906-1991。
标准定义了内部电弧级开关设备和控制设备(IAC)，即经过验证能满足在内部电弧情况下保护人员规定要求的金属封闭开关设备和控制设备(3.132)。
在其“设计和结构”章节(5.101)明确了内部故障性能要求：满足本标准要求设计和制造的金属封闭开关设备和控制设备，原则上能够防止内部故障的出现。
至少在其整个使用期间出现内部电弧的概率是很小的，但不应完全忽视。
因产品缺陷、异常的使用条件或者误操作引起的外壳内部的故障可能导致内部电弧，如果现场有人，会造成伤害。
并在其“型式试验”章节(6.106)将内部电弧试验列入IAC级开关设备和控制设备强制试验项目。
标准还列出了内部故障的部位、原因及降低内部故障概率的措施，具体如下：表1 内部故障的部位、原因及降低内部故障概率的措施举例除采取上表中的措施之外，也可采取其它措施来提高内部电弧情况下对人员更高的防护，这些措施是为了限制此类事件的外部影响。
下面是这些措施的例子：(1)通过光传感器、压力传感器、热传感器或母线差动保护触发的快速故障排除；(2)选用适当的熔断器与开关装置组合来限制允通电流和故障持续时间；(3)通过快速传感器及快速合闸装置(灭弧器)把电弧转移到金属短接回路上来消除电弧；(4)遥控；(5)压力释放装置；(6)仅当前门关闭时才允许可抽出部件移入和退出运行位置。
目前的情况是，第(5)和第(6)条已经在开关柜中普遍采用，第(2）条在熔断器-负荷开关组合电器中普遍采用，第(1)及第(3)条有少量采用。
在标准的附录A(规范性附录)中还给出了开关柜台内部故障试验方法，并规定了试验持续时间：制造厂应规定试验持续时间，标准推荐1s、0.5s、0.1s。
目前国内使用的开关柜一般都满足GB3906-1991，新上的变电站在设备采购时要求满足GB3906-2006，例如国家电网公司在设备招标技术条件上直接列出内部燃弧试验持续时间大于或等于0.5s的要求，有少数厂家按1s进行试验。
按GB3906-1991型式试验的产品基本未做内部燃弧试验，而按GB3906-2006型式试验的产品必须强制进行内部燃弧试验，由此可见时代发展对开关柜产品安全性提出了更高的要求。
但即便如此，型式试验是否按标准严格进行，厂家提供给用户的产品是否是型式试验确认的产品，我们有理由对此持怀疑态度。
理由是，在国内过度竞争的环境下用户要求厂家提供的产品价格足够低廉，而燃弧持续时间由0.1s提高到0.2s，设备成本将上升10%，提高到1s设备成本将上升100%[4]，这显然存在矛盾。
另外，现场事故已经暴露了开关柜在内部故障方面的实际性能[5][6]。
用户不得不面对现实：仅依靠开关柜自身能力难以抵抗内部电弧故障破坏性的威胁，必须采取GB3906-2006给出的其它措施来提高内部电弧情况下对人员和设备更高的防护。
图1是开关柜内部燃弧试验的现场效果，可见即使是通过燃弧试验的开关柜，在现场运行过程中一旦出现长时间内部燃弧故障，破坏力将是不可估量的。
图1 开关柜进行内部燃弧试验3 中低压配电系统的母线保护方案开关柜内部电弧故障发生在开关柜内，等同于母线故障，所以也属于母线保护范畴。
而母线故障基本都表现为开关柜内部电弧故障的形式，所以两者的实质内容基本相同。
电弧光保护属于母线保护方案之一。
3.1 变压器后备过流保护方案这是目前国内应用最广泛的开关柜母线保护方案，由于考虑到与馈线和母线分段开关的阶梯时差配合原则，以致到进线开关时延已达1.0s~1.4s，甚至更长[4][7]。
显然，这个保护方案的突出问题就是快速性严重不够，不能达到开关柜内部电弧故障的有效保护。
不仅如此，持续的故障电流对变压器绕组将造成强大的热效应冲击，使配电系统的设备安全面临巨大风险。
3.2 简易母线保护方案(馈线电流闭锁式母线保护)利用微机继电保护采用传统方法识别进线故障电流及馈线故障电流，两者同时存在，则通过馈线继电保护输出信号闭锁进线继电保护，否则开放进线继电保护[8]，这是近年来国内外应用较广泛的方案。
其典型动作时间300ms以上[4]，与变压器后备过流保护方案相比有了很大进步。
3.3 基于GOOSE的母线保护方案智能数字化变电站是建立在“一次设备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准”基础上的变电站[9] [10]。
基于GOOSE(通用面向变电站事件对象）网络[11]，可以获得变电站包括开关量在内的所有信息，通过接口配置、光纤传输及逻辑运算就可以实现母线电流差动保护或简易母线保护方案的功能。
由于传统的故障电流识别技术、中间环节的时延，在网络通信正常的前提下此方案的典型动作时间在100ms以上。
3.4 电弧光母线保护方案利用电弧的光特性、热特性、超声波特性或周围气体压力特性来识别内部电弧的存在，作为第一判据；利用母线进线故障电流快速识别技术来判别故障电流的存在，作为第二判据。
将上述两个判据进行逻辑组合后直接触发进线开关或母线快速短接开关，达到快速切除或转移内部电弧故障的目的。
此方案不与其它继电保护装置发生关联，具有相对独立性，工程量小，典型动作时间约80ms~100ms，特殊的可以达到20ms以内。
3.5 其它母线保护方案包括电流差动保护、电流相位比较式母线保护、方向过流比较式母线保护，高阻抗保护等等[12]，这些方案接线复杂、对CT要求高，对馈线较多的中压配电系统来说施工量很大，成本也很高。
这类方案的典型动作时间在100ms附近。
综上所述，从典型动作时间、成本投入及实施效果方面来看，电弧光母线保护方案在目前母线保护方案中占有一定的优势。
4 国内外电弧光保护产品基本状况4.1 国外状况上世纪60年代，欧美就开始了对电弧光短路故障的研究，80~90年代已经对这类故障有了深入了解，并提出各种弧光短路的防护措施[5]。
电弧光保护系统作为一种主动性保护措施在欧美国家的一些电力系统和工矿企业应用已有近20年的历史。
90年代ABB公司研发出REA10系列电弧光保护产品，芬兰UTU公司开发出UTU-Falcon电弧光保护产品，澳大利亚RIZNER公司开发出RIZNER-EagleEye电弧光保护产品。
2000年后芬兰VAMP公司推出VAMP220系列电弧光保护产品，ABB公司推出UFES+QRU1基于超快速接地开关的电弧光保护产品，德国TYSEN-KLD公司推出KLD-AP电弧光保护产品，德国Moeller公司推出Arcon电弧光保护产品。
电弧光保护在欧美国家得到了比较广泛的应用，在一些国家甚至已成为中低压开关柜的标准配置[13]。