电弧光保护在35kV及以下母线保护中的应用
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。
弧光保护的作用是什么？
弧光保护的作⽤是什么？
弧光保护定义：
电弧光保护是根据35kV及以下开关柜故障时的特征⽽开发的保护装置，它采⽤检测弧光和过流双判据原理，具有原理简单、动作可靠迅速、对变电站⼀次设备⽆特殊要求、适应各种运⾏⽅式、且在各种运⾏⽅式下保护不需要切换等优点，是变电站低压开关柜很好的保护配置。
弧光保护作⽤：
1、弧光保护优点动作迅速可靠:跳闸回路⾥采⽤了快速继电器技术,确保保护系统在1ms内发出跳闸信号,使开关柜内部电弧光故障总切除时间控制在100ms以内,⽽且在外观上⽆明显损坏。
2、故障点定位功能:根据弧光传感器的实际安装位置可以实现分区保护的功能,弧光传感器可以安装在开关设备的任何位置(⼀般装在母线室内,以检测母线故障),并在主控单元上显⽰故障发⽣的位置,此功能可以减少故障处理时间,快速恢复供电。
3、抗⼲扰能⼒强:电弧光保护系统采⽤⽆源弧光传感器探测弧光,系统主控单元、弧光单元、电流单元及弧光传感器采⽤了光纤星形及传输技术,且装置完全满⾜电磁兼容EMC的标准,确保了整个弧光保护系统的可靠性及⾼强的抗⼲扰能⼒。
4、配置灵活、适应性强：系统使⽤先进的处理器技术，通过对弧光和过电流动作信号的灵活编程，可对各段母线提供选择性的保护，适⽤于不同类型的接线盒运⾏⽅式。
电弧光保护在中低压开关柜和母线保护中的应用
电弧光保护在中低压开关柜和母线保护中的应用2008年第26卷第2期内蒙古电力技术INNERMONGOLIAELECTRICPOWER53电弧光保护在中低压开关柜和母线保护中的应用ApplicationofElectricArcProtectioninIntermediateandLowV oltage SwitchCabinetandBusBarProtections樊建军.张景玉,李硕(1.乌海电业局,内蒙古乌海016000;2.海勃湾发电厂,内蒙古乌海016034)[摘要]分析了现有的中低压母线保护方案及存在的问题,介绍了一种新型中低压母线保护装置电弧光保护的原理,特点及其在鸟海电网中的应用情况.该装置的应用,填补了鸟海电网中低压母线没有快速保护的空白,提高了系统安全运行水平.『关键词1中低压母线保护;开关柜;电弧光保护;应用分析f中图分类号】TM77[文献标识码】B『文章编号11008—6218(20o8)02—0o53—03近几年来,随着乌海电力工业的快速发展,35kV中低压开关柜的应用数量越来越多,由于开关柜弧光短路故障引发的中低压母线故障时有发生,并且也发生过主变压器由于遭受外部短路电流冲击损坏的事故,经济损失严重;另一方面,用户对供电的可靠性要求也越来越高:因此,乌海电业局在35kV开关柜装设了专用快速母线保护——电弧光保护.1装设电弧光保护的必要性1.1开关柜内部燃弧耐受时间当开关柜内部弧光短路故障时,IEC298标准附录AA中规定的内部燃弧时间是100ms,也就是说,开关柜可以承受的电弧燃烧时间,即保护动作和断路器切除故障的时间之和应小于100ms才能达到保护该开关柜的目的.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.表1为国外对各种燃弧持续时间下进行试验得出的对设备造成的损害程度.1.2变压器动稳定时间及中低压母线保护动作时间的要求国标规定的110kV及以上电压等级的变压器的热稳定允许时间为2S,动稳定时间为0.25s.但表1不同燃弧持续时间下对设备造成的损坏电弧燃烧时间/ms设备损坏程度351o0500没有明显的损坏,一般可以在检验绝缘电阻后投入使用.设备损坏较小,在开关柜再次投入运行以前仅需要进行清洁或可能的某些小的修理.设备损坏很严重,现场工作人员可能受到严重伤害,必须更换部分设备才可以再投入运行.实际上,在低压侧出口短路故障时过流后备保护切除动作时间往往在2S以上,距变压器的动稳定时间要求0.25S相差甚远,这也是造成变压器损坏的重要原因.1_3现有的中低压母线保护方式及存在的问题1.3.1变压器后备过流保护这是目前国内应用最广泛的中低压母线保护方式(乌海电业局也是应用的这种保护方式).由于考虑到与馈线和母线分段开关的配合,保护跳闸时间一般整定为1.0～1.4S,有的甚至更长,达2.0S以上.这一动作时间远远不能满足快速切除中低压母线故障的要求.1.3.2馈线过流保护闭锁变压器过流保护近年来利用馈线过流元件闭锁变压器过流保护的应用较为广泛,与变压器后备过流保护方式相比其动作速度有了一定的提高,典型动作时问为300～400ms.但对于要求100ms以内切除故障的,显然【收稿日期】2008—03—25【作者简介】樊建军(1977一),男,内蒙古人,毕业于内蒙古工业大学,在读工程硕士,助理工程师,现从事电网调度工作.54内蒙古电力技术2008年第26卷第2期不能满足要求.1-3.3采用环流原理的高阻抗母线保护这种保护方式典型的保护动作时间为35～60ms.考虑到断路器的分闸时间,这一动作速度对要求100ms以内切除故障来说也慢.并且这种保护方式的接线复杂,对TA的质量要求高,安装在有很多出线的6～35kV母线上非常困难,也不经济.此外,由于其保护范围受到TA安装位置的限制,不能保护到发生故障几率较高的电缆室电缆接头处的故障.因此并不适合应用于中低压母线保护.从实际应用情况来看.现有的保护方式显然不能满足快速切除母线故障或保护覆盖范围的要求, 因此,在中低压母线和开关柜装设一种快速的母线保护是必要的,也是迫切的.2V AMP221新型电弧光母线保护系统2.1V AMP221电弧光保护原理电弧光保护原理很简单,主要动作依据为故障产生的两个不同因素:弧光及电流增量.当同时检测到弧光和电流增量时发出跳闸命令.也就是说,当系统发生故障时,弧光传感器将弧光信号转化为电信号,通过I/0辅助单元传给主单元,主单元再通过检测电流信号并且达到启动值,即发出跳闸信号.保护原理见图1所示.来自弧光传感器厂_]L>I断塑Trio,塑≥1&路器l:l图1电弧光保护原理示意图2.2V AMP221电弧光保护系统结构V AMP221电弧光保护系统结构如图2所示,其主要部件组成如下.2.2.1主单元主单元包含有电流检测和断路器失灵保护,它通过检测短路电流和来自弧光传感器的动作信息, 并对收集的数据进行处理,判断,发出跳闸信号以切除故障.该系统在同时检测到弧光和过流时发出跳闸指令.在进线断路器未能动作切除故障时,它将启动断路器失灵保护逻辑,发出跳闸指令给上级断路器切除故障.此外,主单元根据辅助单元传送来的弧图2V AMP221电弧光保护系统组成框图光传感器的动作信息和温度传感器测量的温度,提供弧光故障点的定位和温度报警信息.2.2.2辅助单元辅助单元安装在开关柜中,当系统发生弧光故障时,辅助单元收集来自弧光传感器的动作信息并传送给主单元,在主单元上显示辅助单元和弧光传感器的地址编号,有利于及时检修和排除故障. 2.2-3弧光传感器弧光传感器安装在开关柜各间隔室中,可实现对由简单到各种复杂接线中,低压开关柜提供有选择性的保护.弧光传感器作为光感应元件,将检测在发生弧光故障时突然增加的光强,并将光信号转换成电流信号传送给辅助单元.2.2.4便携式弧光传感器其功能和性能与前述弧光传感器相同,差别只是它可以在连接电缆允许的范围内随意移动.它可以临时连接到辅助单元上,通过安置在离工作地点较近的地方(比如挂在胸前口袋上)用于增强运行操作人员在带电维修开关时的安全性.2.2.5温度传感器温度传感器可用于监视开关柜内部的关键部件(比如母线接头)的温度,在超过其整定值时主单元可发出报警信号.3V AMP221电弧光保护系统在五福变电站35kV母线保护中的应用保护对象是该变电站的35kVI,II段母线.整套系统由主单元V AMP221,电流辅助单元V AM4C, 辅助单元V AM10L,弧光传感器V A1DA和连接电缆组成,接线原理见图3.在每个开关柜母线室内安装1个弧光传感器,在母联断路器和母联隔离车安2008年第26卷第2期内蒙古电力技术55V AVⅡ段夔囊囊囊囊编TV曩囊囊囊囊rrV图3乌海局五福变电站35kV弧光保护接线原理图装1个弧光传感器,在母线桥加装3个弧光传感器, 在TV柜内安装2个弧光传感器,通过辅助单元V AM10L把采到的弧光信号传送给主单元V AMP221.系统配置V AM4C用于提供过流判据.主单元V AMP221和辅助单元V AM4C可安装在进线柜上,辅助单元V AM10L可安装在馈线柜上.具体配置方案为:35kVI,II段母线采用1套电弧光保护系统.配置主单元V AMP2211台,电流辅助单元V AM4Cl台,共有20面开关柜,需配置26个探头式弧光传感器,4个辅助单元VAM10L. 当弧光传感器采集到弧光信号,主单元V AMP221或辅助单元V AM4C采集到进线过流信号时,将启动跳闸继电器跳开进线断路器,同时将动作信号(硬接点)传递给后台监控系统.系统拥有完善的自检功能,能实时在线自检,系统自检告警信息可以在装置上看到,也可通过主单元的告警继电器送到后台.当任意一段母线出现故障时,都只会跳开该段母线的进线断路器,其他段母线仍会正常运行在母联开关运行时,跳开故障母线进线断路器和母联断路器.其中弧光判据的启动条件为:光强度超过8000lx,电流超过最大负荷电流.V AMP221电弧光保护从开始投入运行至今,系统运行状况良好.其优点为:(1)系统调试稳定,实验合格.保护正确动作率100%.(2)系统运行稳定可靠,未出现过误动作现象,符合系统设计要求.(3)系统引进了芬兰V AMP公司生产的弧光保护装置,消化吸收好,原理简单明了,易于掌握.(4)系统结构设计合理,实现了与原有保护系统的无缝连接,很好地保证了该系统的可靠性和实用性4结语电弧光保护能快速切除中低压母线故障,保证输配电网的安全运行.目前,乌海电业局五福变电站,宝山变电站35kV母线已安装了V AMP221电弧光保护,运行效果良好,并可作为参考,广泛地应用在其他中低压母线上,发挥其应有的作用.[参考文献1[1]陈新.预防主变压器因外部短路引起损坏事故的对策【Jll 电力安全技术,2002,(12).[2]潘贞存,王葵,杜世双,等.中低压母线加装专用继电保护的必要性和几种方案的探讨[J1.电网技术,2002,(9).[3]A.deJongh.Re—V AMPYourBusBarProtection[M]. Transmission&DistributionW0dd.2001.编辑:郭昆。
浅谈新型电弧光保护中低压母线系统中的应用
得 到以下 ５ 种情况 ：
（ １ ） 设备 绝缘故 障。 目前开关 柜内部空 间越来越小 ， 造成开关柜 中部分绝缘 材料爬 距 不够 ， 绝缘强 度不 足 ， 长 期运行 容易 造成 绝缘 击穿放 电事故 。 （ ２ ） 载流 回路接触 不 良。这类 因素一般 是一 次设备 的连接 部分 不牢靠 引起 的。 （ ３ ） 外来 物体 的影 响 。一般是 老 鼠等小 动物 的进入 或工作 人员工 作结 束后误 将扳 手物品遗 留在开关 柜内部。 （ ４ ） 人为误操作 。由于操作 人员操作 目 的不 清楚 ， 操 作时 精神不 集 中 ， 会造成 误人 其 他带电间隔 、 误操作 等。
２ Ｑ １
Ｑ ： Ｑ （ ）
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｎｅ ｗ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
工 业 技 术
浅谈新型 电弧光保 护 中低压母线 系统 中的应用
于 兴 羽 方 宇 刘 学敏 王 华锋
（ 浙江省衢 州电力局 ， 浙江 衢 州 ３ ２ ４ ０ ０ ２ ）
该 型 系统 的必要 性 。
关 键词 ： 中低 压母 线 ； 电弧 光保 护 系统 ； 应用 中图分 类号 ： Ｔ Ｍ７ ７ ３ 文献 标识 码 ： Ａ
１ 概述
在 电力系 统 中 ， ３ ５ ｋ Ｖ及 以下 电压 等 级 的母线一般 不考虑稳定 问题 ， 因此一般 未装
设单独 的母线保护 。南于 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 等原因 ， 中低压母线 的故障几率 比高压 、 超高压母 线 高得多 。由于人们对中低压母线保护不够重 视， 多采用带有 较大延时 的后备保护来 切除 母线 上 的故障大多 是 因为没 有装设 单独 设置 的专用 中低压 母 线保护 ， 未能快速切除故障造成 的。 ２ 电弧光短路特性分析 ２ ． １ 故 障电弧 产生的原 因 发生在开关柜 内部 的弧光短路 故障 ， 究 其原 因可归纳为两类 ，一类是设备 原因 ， 另 类 是人为原 因。将这 些原 因做具 体分析 ，
VAMP321电弧光保护
VAMP321电弧光保护系统概述及应用一、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。
二、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AA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。
也就是说，从保护开关柜方面考虑，保护动作时间应在小于100ms切除故障以防止弧光短路故障进一步发展扩大造成更大的危害。
上表为国外对各种燃弧持续时间下进行试验得出的对设备造成的损害程度。
电弧光保护系统在中低压母线保护中的应用
1 引言近年来，电力系统屡次发生开关柜恶性事故，不仅造成电网设备的严重损坏，还造成了人员伤亡，事故原因大多由于中低压母线上的出线多，操作频繁，导体相间及相地间距离比较近，容易受小动物、设备制造质量、设备绝缘老化和机械磨损、运行条件以及操作错误等因素的影响而发生弧光短路现象造成的。
此外，开关柜内部弧光短路故障还可能波及站用直流系统发展为系统故障。
案例1：湖北某变电站10kV开关柜型号为XGN2-12型，由于10kV 开关柜内螺栓、垫片等部件脱落，引发相间短路，且开关柜未按要求设置压力释放通道，柜内发生三相短路时，电弧产生高温高压气浪冲开柜门，造成2名正在开关柜外进行现场检查的运行值班员被电弧灼伤，其中1人死亡。
案例2：江西某变电站10kV开关柜型号为KYN28-12型，事故原因由于10kV手车式母线PT柜内电压互感器和避雷器一次接线与设计图纸不符，直接连接在10kV母线上，导致拉开10kV母线PT间隔小车后，10kV避雷器仍带电，该站改造工程中，施工人员触碰带电避雷器接线头，造成人员触电伤亡。
变电站中低压母线一般未装设专用的快速母线保护，而是依赖上一级元件的后备过流保护来切除母线短路故障。
所以，为最大限度的保护设备和人员免受严重伤害，除了严格保证开关设备的制造质量、按照相关规程进行正确维护和操作以外，还必须配置快速动作的保护装置，一旦发生内部弧光短路故障能快速切除。
本文首先介绍开关柜弧光造成的危害；其次介绍目前中低压母线保护情况；以及一种新型中低压母线保护系统。
2 开关柜电弧光造成的危害开关设备发生短路故障产生的电弧使开关设备中的压力和温度迅速增加，如不及时切除，将造成重大损害。
1）电弧温度相当于太阳温度的2倍，大约为20000℃，由于过热将导致通牌、铝排熔毁、气化；2）电缆熔毁，电缆包覆层着火；3）过热导致压力上升，是开关设备爆炸，如图1所示；图1：开关设备爆炸4）开关设备强烈振动，使固定元件松脱；5）高温灼烧皮肤，强光刺伤眼睛；6）产生大量的有害气体，伤害呼吸系统；7）爆破音震损耳膜、肺脏；8）碎片飞射，造成人员伤害，甚至死亡。
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。
试析电弧光保护系统在中低压开关柜及母线保护中的应用
试析电弧光保护系统在中低压开关柜及母线保护中的应用摘要：在电力系统运行过程中，中低压开关柜以及母线馈线由于自身电容量的限制，极容易在较大电压以及电流环境下，发生短路故障或者是其它问题，对于电力系统的安全稳定运行有着极大的不利影响。
本文主要从中低压开关柜在电力系统运行中的电弧光故障问题特征，以及电弧光保护系统的检测保护原理等方面，对于电弧光保护系统在中低压开关柜以及母线保护中的应用进行分析研究。
关键词：电弧光保护；中低压开关柜；母线保护；电弧光检测；应用；分析开关柜是电力系统变配电部分的重要电气装置设备，在电力系统变配电系统结构部分的应用十分广泛。
在电力系统运行过程中，中低压开关柜装置设备由于受到自身电容值情况的限制，极容易受到较高电压以及电流冲击的影响，从而发生中低压开关柜故障问题，影响电力系统的安全以及稳定运行。
中低压开关柜在电力运行过程中出现的所用故障问题中，以开关柜内部出现的电弧光短路故障，对于电力系统安全稳定运行的影响作用最大，也是电力系统运行中比较严重的一种故障问题。
电弧光保护系统是一种应用电弧光保护原理实现的一种系统保护功能，在对于中低压开关柜的电弧光故障问题保护应用中，不仅可以控制电弧光短路对于开关装置设备的危害情况，还有利于避免电力系统运行过程中，中低压开关柜的电弧光故障问题产生，很大程度上对于电力用户的利益也能够进行保障。
1、中低压开关柜故障问题与原因分析在电力系统运过程中，中低压开关柜的常见故障问题中，对于电力系统安全稳定运行影响比较严重，危害作用比较大的故障问题，主要是中低压开关柜内部由于电弧光短路引起的设备故障以及问题。
1.1 中低压开关柜电弧光短路故障原因分析通常情况下，在中低压开关柜装置设备运行应用中，由于电弧光短路引起的开关柜装置设备故障原因和情况主要有以下几个方面。
首先，中低压开关柜电弧光电路故障问题产生，主要是由于开关柜装置设备本身由于绝缘性能不佳，或者是开关柜的绝缘材料部分在受到脏污、潮湿环境的影响，导致开关柜装置设备在运行应用中，出现绝缘故障，就有可能导致开关柜内部电弧光短路故障问题发生。
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。
电弧光保护系统在中低压母线保护中的应用
电弧光保护系统在中低压母线保护中的应用摘要：为提升中低压系统工作质量，减少风险问题出现，在现有工作环境上，必然会设定母线保护，以提升其工作的有效性。
但是在实际的运行操作现状中分析可知，中低压母线的故障必然会导致变压器以及母线开关设备的安全运作受到影响。
为此中低压母线保护就需要得到相关人员的充分认识和理解，寻找出一种符合安全工作要求，且快速有效的保护装置设备，这也是现阶段电弧光保护系统安装管理的主要内容。
为此本文基于中低压母线保护工作特点，提出针对性的电弧光保护系统，以求发挥安全管理要求，提升管理质量。
关键词：中低压；母线；电弧光保护在当前的电力系统环境中，35千伏以下电压等级的母线因为始终稳定运作，因此未能设定专项的母线保护装置。
但是因为中低压母线中所呈现出的线路内容较多，操作较为频繁，三相导体线之间的距离与地面之间的距离相对较近，很容易受到外力因素的影响产生问题，设备的制造质量也会比高压设备更差，设备的绝缘老化以及机械的磨损性较高，运行操作的环境较为恶劣，系统运作的环境条件也会出现变化，人为的操作问题等因素，导致中低压母线的故障问题也会比高压等母线问题更高。
但是长期的发展中，人们对于低压母线的保护关注度不足，多数都是以延时后备保护机制切除母线故障问题，这就会导致故障问题逐渐的扩张，产生严重的危害。
在此背景下电弧光保护系统也随之产生。
一、弧光短路故障的防护措施1、消极防护措施分析当前使用弧光短路故障防护管理的主要目的，是为了限制故障电弧所产生的各种反应。
诸如强化开关柜的结构、密封以及隔离不同的单元室、设定释放板以及泄压的通道等等。
使用这种措施可以全面减少损坏的程度状态。
另外若是通过强化结构的方式深化开关柜的燃弧耐受时间，就需要增设设备费用，导致不必要的资金消耗支出。
2、积极防护措施分析为达到最佳的防护处理，现阶段我们可以通过使用高速专用中压母线保护切除故障的方式，更好地限制故障电弧处理的时间等等，从根本上有效地限制故障电弧问题，消除各种特殊的反应对于设备和人员所产生的危害问题。
电弧光保护在中低压母线保护中的应用
１ １ ０ ｋ Ｖ瑞 金变采 用 的 Ｒ Ｅ Ａ Ｉ Ｏ 一 弧光 保 护 系统结
构 如 图 ２所 示 。
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７ ３・
贵州电力技术
第ｌ ７卷
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ＲＥ ＾Ｉ Ｏ １
Ｒ Ｅ＾ Ｉ Ｏ ５
图２ １ １ ０ ｋ Ｖ瑞 金 变 Ｒ Ｅ Ａ ｌ ０ 一 弧 光 保 护 系统 组 成 框 图
．
检测 到过 流信 号 和扩展 单元 ｓ ３检测 到故 障 时 ， 就 跳
开断 路器 ４ Ｄ Ｌ 、 ０ １ ０ （ Ｓ １执 行 ） 和０ ２ ０ （ Ｓ ２执 行 ） 。相
应地 ， 当 Ｍ３和 ｓ ２同时 检测 到故 障时 装 置检 测 到 弧
光时 ， 就 跳开 断路 器 ５ Ｄ Ｌ和 ０ ２ ０ （ Ｓ ２执 行 ） 。这 样 的
１ ． ２ 馈 线 过流保 护 闭锁 变压 器过 流保 护方 案
２ １ １ ０ ｋ Ｖ瑞金 变 新 型 电弧 光保 护 系统 的
应 用
厦门 Ａ Ｂ Ｂ公 司 Ｒ Ｅ Ａ ｌ ０ 一 弧光 保护 系统 是一 种快 速可靠 的专用 中低 压 母 线 保 护 系统 ， 它采 用 检 测 弧 光和 主变 低压侧 过 流双 判据 ， 具有 原理 简单 、 动作 可
规母差保护投资大， 对电流互感器的要求高 ， 安装在 １ ０ ｋ Ｖ至 ３ ５ ｋ Ｖ母 线上有很 多 困难 ， 也很 不经济 。此
外， 由于其保护 范围 由于受 到 Ｃ Ｔ安装位 置 的限制 ， 不
图１ １ １ ０ ｋ Ｖ 瑞 金 变 系 统 结 构 图
能保护到发生故 障几率较高的电缆室 电缆接头处 的 故障。因此也不适合中压母线保护应用 。
电弧光快速保护系统在中低压母线中的应用丁伯和
电弧光快速保护系统在中低压母线中的应用丁伯和发布时间：2021-09-29T06:09:59.479Z 来源：《中国科技人才》2021年第19期作者：丁伯和[导读] 本文描述了中低压开关柜内母线发生电弧光的危害，现有的中低压母线保护方式及存在的问题，提出在中压开关柜内母线上安装电弧光快速保护系统的必要性，并介绍其弧光检测和过电流检测双判据原理。
安徽赛普电力科技股份有限公司 230088摘要：本文描述了中低压开关柜内母线发生电弧光的危害，现有的中低压母线保护方式及存在的问题，提出在中压开关柜内母线上安装电弧光快速保护系统的必要性，并介绍其弧光检测和过电流检测双判据原理。
关键字：电弧光传感器燃弧时间动稳定热稳定主控单元弧光单元电流单元一、引言近年来，随着电力工业的快速发展，中低压开关柜的应用越来越多，开关柜内母线室的弧光短路故障时有发生，产生的电弧光对设备和人员造成极大的危害。
但是目前国内中低压母线系统中一般不配置专用的快速母线保护，而是依赖上一级变压器的后备过流保护来切除母线短路故障，这样导致了故障切除时间的延长，加大了设备的损害程度，该问题已经引起了业内专业认识的高度重视。
二、目前中低压系统保护方式存在的问题1 开关柜内部燃弧耐受时间当开关柜内部弧光短路故障时，IEC298标准附录AA中规定的内部燃弧时间是100ms，也就是说，开关柜可以承受的电弧燃烧时间，即继电保护和断路器全开断时间之和应小于100ms。
目前生产的开关柜基本上是依据IEC298标准设计的，也就是说，开关柜可以承受的电弧燃烧时间为100ms。
2 变压器动稳定时间及中低压母线保护动作时间的要求国标规定的110kV及以上电压等级的变压器的热稳定允许时间为2s，动稳定时间为0.25s。
但实际上，在低压侧出口短路故障时过流后备保护切除动作时间往往在2s以上，距变压器的动稳定时间要求0.25s相差甚远，这也是造成变压器损坏的重要原因。
3 现有的中低压母线保护方式3.1 变压器后备过流保护这是目前国内应用最广泛的中低压母线保护方式。
弧光保护系统在35KV变电站中的应用
图 １
器
计 电气 安装 图纸 （ 需 要变 电站原 图纸 电子版 ） ， 图纸 提供给 甲方 （ 用户） 审 核， 如有异议， 根据要求进行修改 ， 直至图纸符合要求； （ ２ ） 准备安装辅材 及辅件 ， 为安装 做好准 备 。甲方 根据 厂家提供 的图纸 ， 提 前在开 关柜上 开好装 置及压 板安装 孔 ； （ ３ ） 甲方停 电 日 期 定下 后 ， 提前 一周通 知厂 家 ， 厂家安排 人员 到 现场配合安 装。（ ４ ） 停 电前一 天需要把 主控装置安装 完 毕， 停 电后 ，需 甲方 安排 人员帮厂家 打开开关 柜柜 门及 关 闭开关柜 柜 门； （ ５ ） 电源进线 、 母联 和总控单元 Ｄ Ｐ Ｒ ３ ６ １ Ａ Ｒ Ｃ之 间的 Ｃ Ｔ 线可 由甲方 协助敷 设 ， 弧光 保护 出 口所跳 开关 亦 由甲方敷设 ； （ ６ ） 装 置扎线 、 探头 固 定、 Ｙ ｅ ． ￣敷设、 － 光纤探头压接、 装置调试、 定值整等工作由厂家调试人员 完成 ； （ ７ ） 装置调试完毕， 由厂家技术人员对 甲方运行人员进行培训 ； （ ８ ） 试验完 毕 ， 甲方进 行验收 ， 验收合格 ， 设 备投入运行 ， 本站 恢复供 电 ， 本工 程安装 调试结束 。 ３弧光保 护系统在 电网 中应用技 术要求 （ １ ） 电弧光保 护装置应选 用 电网公 司入网合格产 品 ； （ ２ ） 电流元件 整 定值应按躲过该主变实际最大负荷电流整定 ， 推荐设置为 １ ． １ — １ ． ３ Ｉ ｎ ； （ ３ ） 电弧光保护主单元采用弧光＋ 电流综合判据。 动作后瞬时跳开主变进线 断 路器 ； （ ４ ） 电弧光 保护装置应 能提供 “ 故 障报警信 号” 、 “ 故 障动作信 号 ” 至计 算机监 控系统 ； （ ５ ） 电弧 光保护 的出 口跳 闸继 电器应 满足启 动功 率 不小 于 ５ Ｗ、 动作 电压介 于 ５ ５ ％－ ７ ０ ％Ｕ ｅ 、 动 作时 间不 小于 １ ０ ｍ ｓ 的反措 要求 ； （ ６ ） 电弧 光传 感器 可采用 透镜 型传感 器或点 传感器 ； （ ７ ） 为 简化 二 次回路和保护逻辑， 可不考虑多台主单元之间互连 ； （ ８ ） 控制部分应能显 示弧光发生点的位置 ， 方便 陕速处理故障、 恢复供电。 ４弧 光保护系统 安装要求 （ １ ） Ｋ Ｇ Ｎ柜 ： 按 照保 护母线 隔室 、 母 线侧 隔离 刀闸室 的原则 进行 安 装， 在上侧 中部 ， 既保证足够的绝缘距离 ， 同时又有足够的角度能检测 到柜 内弧光 。 对于 ３ ５ ｋ Ｖ开关柜 ， 应在母 线隔室 、 母线 侧隔离刀 闸室各 安 装—个 弧光传感 器 。对于 １ ０ ｋ Ｖ开关柜 ， 若母 线与母 线侧 隔离刀 闸同在 室，则只安装—个弧光传感器 ； 若母线与母线侧隔离刀闸不在同一 室， 则需分别安装。 ‘ （ ２ ） Ｋ Ｙ Ｎ柜： 仅在母线隔室进行安装， 在上侧中部， 既保证足够的绝 缘距离， 同时又有足够的角度能检测到柜内弧光。 母线 Ｐ Ｔ柜 ： 安装 —个 弧光传感 器 ， 在上侧 中部安 装 ， 既保证 足够 的绝 缘 距离 ， 同时又有足 够的角度能 检测到柜 内弧光 。 （ ３ ）为 了避免 电弧光 保 护无 选择 性 跳 闸 ，简化 二 次 回路 ，要 求 １ １ ０ ｋ Ｖ变 电站 ３ ５ ｋ Ｖ和 １ ０ ｋ Ｖ母线采 取分列运 行方式 。 （ ４ ） 新建 １ ｌ Ｏ ｋ Ｖ变 电站应 在投产前装 设 电弧 光保护 ， 运 行变 电站 可 结合开关柜大修开展电弧光保护加装工作。 （ ５ ） 电弧光保护投运前的试验按照电力研究院编制的“ 电弧光保护 试 验方法 ” 进行 。 （ ６ ）可 以先选一座 ３ ５ Ｋ Ｖ或 １ ｌ Ｏ ｋ Ｖ变电站进行 电弧光 保护加装 试 点 工作 ， 总结 经验 ， 规 范施工设 计 、 施工方 案和试 验方 法 ， 再推 广到其 它 变 电站应用 。
基于DPR360ARC弧光保护系统的中低压母线保护的应用
基于ＤＰＲ３６０ＡＲＣ弧光保护系统的中低压母线保护的应用王 辉（中煤平朔集团有限公司动力中心，山西朔州０３６００６）摘 要：规程规定对于３５ｋＶ及以下电压等级的母线，对保护快速性要求不太高时，一般不采用专门的母线保护，可利用母线上其它供电支路的保护装置以较小的延时切除母线故障。
但是母线一旦发生故障，由于动作时间较长，故障电弧和大电流就会对设备造成严重的损坏，而利用以弧光检测为核心技术，光纤传输的弧光保护系统作为母线保护，跳闸出口时间极短，可将故障切除在萌芽状态，实现快速保护。
关键词：弧光；母线保护；光纤通信中图分类号：ＴＭ７７４Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｄｉｕｍ ａｎｄ Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｂｕｓ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＤＰＲ３６０ＡＲＣＡｒｃ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ＳｙｓｔｅｍＷＡＮＧ Ｈｕｉ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｐｉｎｇｓｈｕｏ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｕｏｚｈｏｕ ０３６００６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ｓｔｉｐｕｌａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ，ｓｐｅｃｉａｌ ｂｕｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｎｏｔ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｂｕｓｅｓ ｗｉｔｈ ３５ｋＶ ｏｒ ｌｅｓｓ ｖｏｌｔ－ａｇｅ，ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｂｒａｎｃｈｅｓ ｏｎ ｂｕｓｅｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ｂｕｓ ｆａｕｌｔｓ ｗｉｔｈ ｌｅｓｓ ｄｅｌａｙ．Ｂｕｔ ｏｎｃｅ ｔｈｅ ｂｕｓ ｂｒｅａｋｓｄｏｗｎ，ｔｈｅ ａｒｃ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｗｉｌｌ ｃａｕｓｅ ｓｅｒｉｏｕｓ ｄａｍａｇｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ ａｒｃ ｄｅｔｅｃ－ｔｉｏｎ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｈｅ ａｒｃ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｂｕｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｔｒｉｐ ｅｘｉｔ ｔｉｍｅ ｗａｓ ｖｅｒｙ ｓｈｏｒｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｍｏｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｂｕｄｄｉｎｇ ｓｔａｔｅ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｒａｐｉｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｒｃ；ｂｕｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ收稿日期：２０１８－１２－１１作者简介：王辉（１９８６－），从事矿区分散式继电保护工作。
采用电弧光技术优化中低压母线保护
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald47DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.17.047采用电弧光技术优化中低压母线保护①孙启国(山东王晁煤电集团新能发电有限公司 山东枣庄 277400)摘 要：目前中低压母线系统仅通过上一级变压器的保护来切除母线短路故障，因而导致母线故障不能瞬时切除，甚至可能造成事故进一步扩大，已严重影响到电力系统的安全运行。
在电力系统中，35kV及以下电压等级的母线回路出线间隔较多，因经常频繁操作而机械磨损和绝缘老化，故母线的故障机率较高压母线高。
需要采用电弧光技术进行优化中低压母线保护，保证电力系统的安全运行。
关键词：电弧光技术 优化 中低压母线保护中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)06(b)-0047-02①作者简介：孙启国（1976—），男，汉族，山东枣庄人，本科，工程师，从事电气工程及自动化装置研发工作。
1 概述在电力系统中，35kV及以下电压等级的母线回路出线间隔较多，母线开关设备由于停送电投入、切除操作次数较多，因经常频繁操作而机械磨损和绝缘老化，故母线的故障机率较高压母线高。
当母线发生三相、两相短路故障时，所产生的弧光短路会造成母线开关等设备损坏、人员损伤。
1.1 电弧光对设备造成的危害在电力系统开关设备间隔内部发生短路故障时，故障短路电流很大，产生的电弧光会以280m/s以上的高速度向设备四周散开，产生爆炸，直接造成周围设备损坏，人员损伤，在故障点处电弧光中心温度可高达18000余℃，产生的高温可将附近铜母线烧融；进线、出线电缆烧毁，甚至电气开关设备发生爆炸现象，产生的短路电流对上一级变压器造成很大的冲击，甚至使上一级开关越级跳闸。
2 现有的中低压母线保护方案及存在的问题2.1 采用母线差动保护方案采用母线差动保护仅能将两侧电流互感器范围内进行保护，由于考虑到电流互感器安装位置的影响，不能保护到开关进线、出线电缆接头处，而电缆接头处最易发生短路故障，且连接接线比较复杂，投入成本较高。
什么是电弧光保护？如何实现有效的厂用中、低压母线保护
什么是电弧光保护？如何实现有效的厂用中、低压母线保护1 目前存在的问题目前，380伏/1千伏/3千伏/6千伏/10千伏/35千伏开关柜中没有专用的母线保护，但在国外电力行业已经普及95%以上；国内采用变压器过流保护用于母线后备保护，理论上必须延时300～500毫秒，实际上动作时间可能长达1.5～2秒，起不到对母线的真正保护，并且使变压器低压侧绝缘有较大的结构性损坏，所以目前的母线后备保护是有缺陷的。
开关设备内电弧光产生的人为原因有误入带电间隔、隔离开关误操作、带接地线合闸、忘记测量工作区内的电压。
技术原因有设备故障和带电设备的误操作，设备正常检修后，遗漏工具在开关设备内，错误的接线和母线连接，绝缘老化和机械磨损、过电压、小动物（尤其是老鼠）、灰尘、温度、湿度、腐蚀等环境因素。
如果在开关柜内发生电弧光故障，由于开关柜中的空气压力和温度迅速增加，如果不及时切除，将造成人员伤亡、设备损坏等重大损失。
中、低压开关柜是供电系统的供电枢纽。
在发生内部故障时，是否能迅速地切除故障，对配电系统的安全运行至关重要。
但是，按目前的保护方案，中压母线尚没有配置任何专门的保护，而是由进线开关的相关后备保护来兼顾的；但是进线开关与出线开关的保护需要相互配合；一般速断保护延时的级差至少为300毫秒，甚至500毫秒或更长；而过流保护的配合级差更是长达1～2秒。
所以，配电系统中、低压母线上所发生的任何故障都至少要延时切除。
换句话说，现有的厂用中、低压母线能在第一时间切除故障的保护还是个空白。
可是，我们只要稍加注意，就会发现，不论是中、低压（开关柜）母线的上游还是下游的诸多电气设备都配有快速保护。
相比之下，中、低压母线的安全性和可靠性却没有得到足够的重视。
鉴于中、低压母线的重要地位，任何故障的延时切除，都是我们极不愿意看到的状况。
因为开关柜内的各种故障，其短路电流所产生的电弧及其大量的高温，使柜内气体急剧膨胀，可在极短的时间内达到顶峰，严重危及人身和设备安全。
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：在实际电力系统运行过程中，由于中低压开关柜以及母线馈线的自身容量有限，对较大电压情况下的电力运行造成极
大的限制，从而出现电路短路故障等问题。由于这样的现象往往对电力问题设备造成着较大的阻碍，所以根据电弧光以及中
低压开关柜故障问题等方面，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研究分析是十分重要的。
2 开关柜弧光短路故障的防护措施 2.1 消极性防护措施
为了解决开关柜弧光短路故障问题，可以采取一系列消 极性防护措施，比如加强开关柜的结构，设置释放板和泄 压通道等。虽然采取此类措施一定程度上限制电弧光短路 故障出现的各种问题，减少电力损害的程度，但是可能会大 幅度提高设备的成本，对电力企业的经济效益带来影响。 2.2 积极性防护措施
(下转23页)
①作者简介：胡强（1985—），男，汉族，江西南昌人，本科，助理工程师，研究方向：高低压成套设备的设计开发、智能电网。 陈德华（1989—），男，汉族，江西鹰潭人，本科，助理工程师，研究方向：成套设备智能化，物联网。
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
SAQE电弧光保护在35kV及其以下开关柜设备上的应用20.12.3
电弧光保护在配电开关柜设备上的应用引言：长期以来，由于设备质量以及外部冲击（雷击、过电压等）导致开关柜内产生弧光故障，发生大面积烧毁配电设备的状况时有发生，这对变电站的安全稳定运行及用户供电的可靠性造成了严重影响。
为避免开关柜内弧在成的危害，衍生出一种在国外被广泛应用、国内已开始使用的新型保护装置（电弧光保护）。
第一章开关柜内弧光短路产生的原因当电流将金属导电体之间空气电离，就会形成弧光短路。
弧光短路会产生高温，在短路状态下，弧光中心的温度可达到9,000℃到19,000℃，会产生辐射，总的辐射在1.5米距离时为1.10W/cm2。
可控弧光短路的典型应用有电弧炉或电焊机。
配电开关正常操作时也会产生弧光。
当开关柜内的弧光因意外发生时，就会造成损伤。
弧光短路可能是发生在配电系统中的最严重的故障。
开关柜内弧光故障产生的原因：人为因素隔离开关误操作、误入带电间隔、工作区未做接地、测试用工具遗留等。
技术因素设备绝缘损伤或老化、操作或雷击过电压、三相接线错误或母线连接错误、灰尘、温度和湿度等环境原因、小动物（如老鼠）进入、腐蚀等。
开关柜内弧光短路的危害当带电金属导体之间或金属导体与地之间的绝缘损坏时就可能发生空气被电离形成电弧光短路，由于空气的电阻较大，其短路电流远小于金属性接触的短路电流，传统正常设置的断路器短路保护可能不动作，致使故障不能及时切除，开关柜内弧光短路发生时将引起电弧燃烧，产生的高温造成爆炸性压力，如不及时切除，极易造成人员受伤和大面积相邻设备烧毁事故。
开关柜发生内部弧光故障能量很大，其产生的能量与电弧的燃烧时间以及短路电流的平方值成正比，产生的短路功率可能高达8-60MW，会产生多种效应：压力、高温、辐射及声响等，可能造成如下的重大损失：图1 弧光短路造成的设备损坏1)开关柜金属壳体因内部密闭空间中忽升的强大压力爆裂。
2)金属导体因瞬间高温而熔化或蒸发，又通过辐射使可燃性材料着火，非可燃性材料分解。
电弧光保护及其在中低压开关柜和母线保护中的应用的开题报告
电弧光保护及其在中低压开关柜和母线保护中的应用的开题报告题目：电弧光保护及其在中低压开关柜和母线保护中的应用一、研究背景和意义：电弧现象是电力系统中普遍存在的一种现象，其会给电力系统带来安全隐患，造成生命财产损失。
针对这一问题，人们提出了电弧光保护技术，旨在检测并及时断开电弧的电路，有效地保护人员和设备的安全。
在中低压开关柜中，电弧光保护被广泛应用，其可通过检测电弧的特征信号，唤醒保护装置在毫秒级别内触发开关断路器，切断电流，从而保护电力系统的安全。
电弧光保护还可在母线保护中应用，以检测短路故障的发生和确定故障位置，在第一时间内采取保护措施，避免事故扩大。
二、研究内容和方法：本研究将围绕电弧光保护及其在中低压开关柜和母线保护中的应用展开研究，主要内容包括：（1）电弧光保护技术原理和实现方法的介绍。
（2）中低压开关柜中电弧光保护的应用场景、保护原理、装置选择原则及应用效果等方面的研究。
（3）母线保护中电弧光保护的应用场景、检测原理、位置识别方法及应用效果等方面的研究。
在研究方法方面，本研究将采用文献研究和案例分析相结合的方法，以深入探讨电弧光保护及其应用在电力系统中的具体实现方式和效果。
三、研究进展及预期成果：目前，国内外关于电弧光保护技术的研究已经开始出现，同时，中低压开关柜和母线保护中也开始广泛应用该技术。
通过对相关文献和案例的分析研究，本研究预期得出以下预期成果：（1）掌握电弧光保护技术的原理和实现方法，以及它在电力系统中的应用。
（2）探讨中低压开关柜和母线保护中电弧光保护的应用原理、检测方法、位置识别等问题，提供技术选择和应用建议。
（3）总结电弧光保护技术的应用效果及其对电力系统安全稳定运行的促进作用，为电力系统的智能化、自动化运行提供技术支持。
四、研究时间表：本研究的时间表如下：第一阶段（一个月）：文献调研和数据收集。
第二阶段（两个月）：对电弧光保护技术的原理和实现方法进行研究。
第三阶段（三个月）：对中低压开关柜中电弧光保护的应用进行研究。
电弧光保护系统在中低压母线保护中的应用的开题报告
电弧光保护系统在中低压母线保护中的应用的开题报告
一、研究背景
随着电力工业的快速发展，高压电力设备得到广泛应用。
在诸多的高压设备中，中低压母线是一个重要的组成部分，而其保护问题也逐渐成为电力工业研究的热点之一。
传统的中低压母线保护主要采用过电流保护或差动保护等技术，但其对于母线电
弧故障的保护能力相对较低，容易造成设备损坏，影响生产效率。
因此，电弧光保护
系统作为新型的母线保护技术逐渐得到应用，并在电力行业产生了良好的效果。
二、研究目的
本论文旨在探讨电弧光保护系统在中低压母线保护中的应用，并评估其在保护设备安全、提高生产效率和降低运营成本等方面的优势与局限性。
三、研究内容
1. 中低压母线电弧故障及其保护技术的现状分析。
2. 电弧光保护系统的基本原理和技术指标的介绍。
3. 根据电弧光保护系统的特点，探讨其在中低压母线保护中的应用。
4. 对比传统的过电流保护和差动保护技术及电弧光保护系统的保护能力。
5. 对电弧光保护系统的性能指标及其适用范围进行分析和评估。
6. 根据国内外相关文献和案例，总结电弧光保护系统在中低压母线上的应用现状和发展趋势。
四、研究意义
本论文研究电弧光保护系统在中低压母线上的应用，具有一定的科学性和实用性，可以为相关研究提供实用性的参考。
针对中低压母线电弧故障，通过实验研究和系统
分析，提高电力运维管理水平，减少电力事故的发生，保障系统的持续运行。
对于电
力工业以及相关领域，具有重要的理论与实践意义。
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由柜体逸 出，造成 人身 伤 害 ，甚 至 引起火 灾 。发 生弧光故 障时产 生 的 明亮弧 光 ，还 可 能引起 维护 人员暂 时性 失 明 ，巨大的声响效 应可能引起休克 ， 这都增加 弧光 故 障伤 害 的危 险性 。总之 ，开关 柜 发生内部 电弧 故 障 ，不 论 是对 开 发设备 还是对 附 近的工作人员 ，其危 险性都很大 。
２ 低 压 开 关柜故 障特性 分 析
２ １ 故 障电弧的特性 及危害
开关 柜发 生 内部 弧 光故 障产 生 的短路 功率 可 高达 ８ ＿ ０ Ｗ ，所 产生 的能量则 主要与 电弧 的燃 －６ Ｍ 烧 时间 以及短 路 电流 的平 方值 成 正 比 ，其 他 因素 则包 括柜体几 何尺寸 以及所 使用 的材料等等 。 开关 柜 内部故 障 电弧燃烧 所 造成 的故 障效 应 包 括压力效 应 、燃 烧效 应 、辐 射 和声 响效 应 。中 压开关柜在发 生 内部 电弧故 障 时 ，电弧 温度 可 达 到 ２ ０ ０度 ，燃烧 的 电弧 将 周 围的 空气 加 热 ，引 ００ 起空气 膨 胀 ，并 在 开关 柜 内部 产 生 巨 大 的压 力 。 开关 柜的 门可 能被 炸开 ，配 电房 建 筑物 的墙 或 天 花板 可能会倒 塌 。此外 ，压力 也 会使 某些 不 牢 固 的部件 从开关 柜 中抛 出。 电弧将 使 用 电极 材 料熔 化 和蒸发 ，这些 热量 通 过辐 射形 式使 可燃 烧 材料
３ 中压 母线 保 护方 案存 在 的 问题
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 中压母线 保护 方 案 。由于考 虑 到 与 馈 线 和母 线 分 段 开关 的配 合 ， 保护 跳闸时 间一 般整定 为 １０ １４秒 ，有 的甚 至 ．— ． 更长 ，达 ２ ０秒 以上 。这 一动 作 速度很 显 然是 远 远不 能满足快速 切除 中压母 线故障要求 的。 ３ ２ 馈 线过流 保护 闭锁变 压器过流保护方 案 ．
一
ｌ ７
维普资讯
２０ ０ ８年第 ４期
云 南 电力技 术
第３ ６卷
于要 求 ｌＯ Ｏ ｍｓ以 内切 除故 障 显 然 也 是 不 能 满 足 要求 。 ３ ３ 采用环 流原 理的母 线保护方 案 ． 采 用专用 电 流差 动 中压母 线保 护 方案 ，典 型 的保护 动作 时问为 ３ － ６ ｍ ，考 虑到 断路 器 的分 ５－０ ｓ 闸时 间 ，这一 动作 速 度对 要求 ｌＯ ｓ以 内切 除故 Ｏｍ
国标规定 的 １０ Ｖ及 以上 电压 等级 的变压 器 １ｋ 的热 稳 定 允 许 时 间 为 ２秒 ，动 稳 定 时 间 为 ０ ２ ．５ 秒 。但实 际上 ，在 低压 侧 出 口短路 故 障靠过 流后 备保护切除 的动作时 问往往 在 ２秒 以上 ，离 ０ ２ ．５ 秒 的变压器 的 动稳定 时 问相差 甚 远 。继 电保护 的 不 完善也是造 成变压 器损 坏的重要原 因 。 目前 针对 低 压母线 短路 故障 引起 变压器损 坏 的保 护的动作 时 间太 长 ，远 大 于变 压器 允许 承受 的短 路 电流持 续 时 问 ，显然 不 能满 足保护 变压 器 的要 求 ，迫切 需 要改 善变 压 器保 护 ，使其 保护 动 作 满足 小 于 变 压 器 允 许 动 稳 定 时 问 ０ ２ ５秒 的 要求 。
王 元
（ 云南 电网公 司 昆明供 电局 ，云南 昆明 ６０ １ ） ５ ０ １
摘 要 ：阐述基 于检 测电弧光 的 中低压 开关柜及母 线故 障保护 系统 ，为限制开关 柜 内部弧光短路 对运行人 员的伤 害和设备严 重损坏提供 了可行 的解 决方案。
关 键 词 ：电 弧 光 母 线保护 应用
中图分类 号 ：Ｔ ７ Ｍ７
■ ｌ －Ｉ吾 刖 － Ｊ－ － 一
文献 标识码 ：Ｂ
文章 编号 ：１ ０ ７ ４ （ ０ ８ ４— ０ ７－ ２ ０ ６－ ３ ５ ２ ０ ）０ ０ １ ０
在 电力系统 中，３ ｋ ５ Ｖ及 以下 电压 等级 的母线 由于不存 在稳 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 问距 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
着火 ，非可燃性 材料热分解 。同时高温 高压气体 ， 伴随 电弧效应 产生炽 热 的金 属和 非金 属 材料 颗粒
收 稿 日期 ：２０ ０ ０ ８— ６—１ ２
近年来微机 过流保护在 中压馈线 中广泛应用 ， 国外提 出 了利用 馈线 过 流元件 闭 锁 变压器 过流 保 护是较 为广泛 的过 流 闭锁式 保 护方 案 。这 一方 案 变压 器后备 过流保 护方 案 相 比其 动作速 度有 了 定 的提 高 ，典 型动作 时 问为 ３ ０－ ０ ｍ 。但 Ｘ ０－ ０ ｓ ４ ｊ １
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第 ３ ６卷 ２０ ０ ８年 ８月
云
南
电
力
技
术
Ｖｏ． ６ Ｎｏ ４ １３ ．
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电弧 光 保 护 在 ３ ５ Ｖ及 以下 母 线 保 护 中 的 应 用 ｋ
２ ２ 变 压器的动稳 定时 间 ．
件改变 ，人 为 和操作 错误 等 原 因 ，中低压 母 线 的 故障机 率 比高 压 、超 高 压母 线高 得 多 。但 长 期 以 来 ，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 。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 。