浅谈电弧光保护在6kv厂用系统母线保护的应用
弧光保护的必要性
弧光保护的必要性弧光保护的必要性安全生产建议书发布时间:[2014年11月17日]建议在厂用/配电6KV（10KV）开关柜增设母线电弧光保护系统母线电弧光故障时有发生在我国电力系统中母线电弧光故障时有发生。
例如1992年浙江某电厂由于小动物造成厂用电一段母线烧毁；2005年山西某电厂检修工误入开关间隔电弧光事故造成二人重伤；2008年江苏某电厂厂用电开关柜在运行中爆炸造成机组停机；2008年浙江某供电局110/10KV变电站10KV开关柜电弧光爆炸造成一人死亡；2009年安徽某供电局220/35KV变电站35KV开关柜误操作电弧光事故造成一人死亡；2009年重庆某电厂厂用电进线柜电流互感器绝缘电弧光故障造成停机及厂用变压器返厂维修；上海某电厂一期，湖南省某电厂，黑龙江某电厂，广东某供电局，甘肃某供电局都曾有过沉痛的教训。
母线电弧光保护新技术产生的背景由于多年运行表明中压开关柜内部弧光故障对人身及设备带来极大的损害，各国电力专家开始对电弧光故障进行研究及认识。
在世界上，大家公认的第一次对电弧光故障进行深入研究的人是Ralph Lee 先生。
在他的1982年美国电力电子工程师协会（IEEE）论文里Ralph Lee 先生第一次描述了电弧光故障现象及对人身的伤害。
1987年，Ralph Lee先生又发表了一篇IEEE文章讨论了电弧光故障产生的声音及压力的作用。
在1994年，美国劳工部重大工作事故统计显示全国范围内6588起由于电流引起的触电、火灾及爆炸事故导致548人死亡。
美国芝加哥的Capelli-Shellpfeffer, Inc.咨询公司报道过在美国每一天有5-10起由于电弧光致伤的人员需要住院疗伤。
不需要住院的伤病人员就无法统计了。
在1999年，美国电力科学研究院（EPRI）调查中指出在两年的统计里电力公司每一次电气设备故障除了其所造成的直接损失之外，产生的间接损失估计为1575万元美金。
美国电力科学研究院（EPRI）还报告了在过去的十年里，一家生产企业每年平均有两起电弧光事故。
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。
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
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35 kV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100 ms, 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100 ms 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100 ms。
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110 kV 及以上电压等级的变压器的热稳定允许时间为2 s, 动稳定时间为0.25 s。
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2 s 以上, 距变压器的动稳定时间要求0.25 s 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 1.0~1.4 s, 有的甚至更长, 达2.0 s 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, 典型动作时间为300~400 ms。
6—35kV中压开关柜电弧故障与弧光保护应用探讨
６ － ３ ５ ｋ Ｖ中压 开 关柜 在 电力 系统 中常 见故 障 有过 流 、过 压 、 短 路 、电 弧等 ，其 中 以 电弧 故障 对 人 身 安 全 和 设 备危 害 最 大 。 在我 困 由于 电弧 短 路 事 故 造成 的 中压 开 关 柜 严 重烧 毁 事 故 时 有 发 生 ， ￣ ｔ ｌ ｆ ２ ０ ｌ ２ 年７ 月 ，浙江 某 ｌ ｌ ０ ｋ Ｖ变 电所 ，１ ０ ｋ Ｖ出线柜 断 路 器上 触 臂短 路 ，导 致相 问弧 光 短路 ，断路 器 上触 臂 、开关 柜金 属活 门熔化 ，本 柜 烧毁 报 废 ，相 邻 开关 柜损 坏 ， 该段 母 线停 电。２ ０ １ ３ 年２ 月 ，浙江 某ｌ １ ０ ｋ Ｖ变 电所 ， ｌ ０ ｋ Ｖ 柜 间母 线桥 架 内 ，位于 开 关柜柜 顶 处 的穿墙 套 管处 绝缘 击 穿 ，母 线相 对 地 电弧 短路 故 障 ，导致 桥 架 内Ｃ 相 母排 熔化 ，桥 架及 母排 损坏 ，桥 架拆 除维 修 ，该段 母线 停 电等等 。 １ ． １ 电弧故 障产 生 的原 因 引起开 关机 内部 电弧 短路 故障 的主 要原 因有 ： （ １ ）开关 机 使用 的导 电体 性能不 良。 （ ２ ）元件 损 坏 ，开 关 柜 内部 元件 （ 或 零部 件 ）因 未得 到 良好 的维 修 和保养 而损 坏 。 （ ３ ）绝缘 材 料损 坏， 主 要有 绝缘 材 料缺 陷 （ 如裂痕 ），投 运年 限长 久 的开 关柜 因绝缘 件 老化 ，最 终造 成 绝缘 损坏 导致 故 障 。绝缘 材料 不满 足加 强绝 缘 要求 ，绝 缘爬 距不 足 ，潮 湿 、多灰 尘污 染环 境 使用 等 ， 导致 绝缘 故障 。 （ ４ ）人或 者 动物 误 入 ，如 小 动物 进 入 开关 柜 内部 ，接触 到带 电体 导致 故障 。 （ ５ ）施 工 （ 维 修 ）人 员 将 工 （ 器 ）具 遗 忘 或 误放 在开 关 柜 内 ，导致 故障 。 （ ６ ）操 作 过程 的失 误 ，如 未按 正 确 程序 停 电 、验 电、接 地 操 作 ，走错 间隔 等。 （ ７ ）单相 接地 、谐振 、雷 电等造 成的 系统过 电压 。 （ ８ ）电网结构 的改变，如系统容量 的增加 ，电缆应 用增 多等 。 １ ＿ ２ ６ — ３ ５ ｋ Ｖ 开关 柜 电弧故 障的危 害 开 关柜 内电弧 短路 故 障的 危害 主要造 成 开关 设备 及邻 近配 电设 备 的损 坏和 对现 场 工作人 员 的伤害 。 （ １ ）中压 开关柜 电弧 短 路故 障对 设备 的危 害 当 中压 开关 柜 发生 电弧 故障 时 ， 瞬 时 功率 最 大可 达４ ０ ＭＷ ，电 弧 内部 温度 可 达 ｌ Ｏ ， ０ ０ ０ ． ２ ０ ， ０ ０ ０。 Ｃ， 电弧 甚 至 可 以通 过 绝缘 物 体 传 播 ，不仅 引起 绝缘物质燃 烧 ，而且 可 以引起金 属熔化 飞溅 ，构成 引发 火灾的火源 。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 或损坏川， 由于 故障往 往未得 到及 时切 除 ，发展为 中压母线 故障 ，其 危害是非 常严重 的，可 能导致 “ 火 烧连 营 ”多组开 关柜 同时 烧毁 。巨大的母线 短路冲击 电流造 成主变压 器损 坏也 有发生，甚 至造 成发电厂厂用 电瓦解、重要用 户停 电。 （ ２ ）中压 开关柜 电弧 短路 故 障对人 的危 害 当开 关柜发 生内部 电弧 故障时 ，对 附近 的工作人 员危险性 很大 。 电弧爆 炸散发 出人量 的热能辐射 和飞溅 的熔化 金属 ，造成 的烧伤 是最
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 ，
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。
#6机6kv母线电弧光保护
#6机6kV母线电弧光保护6kVⅥ段弧光保护系统原理说明1）6kV段任一个开关柜的母线室产生弧光，主控单元都能进行光报警（绿灯变红、闪）、并能显示相应正确的地址，不发送跳闸信号但是发6kV ⅥA段弧光保护系统报警信号，此时若是弧光单元连接的探头接收到弧光信号弧光单元的绿灯变红、闪烁。
2）6kV段工作电源进线柜或备用电源进线柜三相电流中的任何一相出现过流情况，主控单元都能进行过流报警（绿灯变红、闪）、并能显示相应正确的地址，不发送跳闸信号但是发6kV ⅥA段弧光保护系统报警信号，此时电流单元绿灯变红直到主控单元复位。
3） 6kV段某个开关柜的母线室产生弧光并且同时工作电源进线柜或备用电源进线柜三相电流中的任何一相出现过流情况，主控单元能进行光报警和过流报警（绿灯变红、闪），并能显示相应正确的地址，同时送出相应的跳闸信号。
6kVⅥ段故障代码信息查询表故障代码信息查询内容主控单元信息A 光报警，超出ARC的预整定光照度（30000勒克司）C 过流报警，超过CR的预整定的电流定值（ 2.5 A）F 光报警，超出1MU的预整定光照度（30000勒克司）F0.01 1MU的L1 弧光通道报警、6kV ⅥA段ⅥA17—ⅥA24号柜母线仓弧光报警F0.02 备用F0.03 1MU的L3过流报警、6kV ⅥA段工作电源进线过流报警F0.04 1MU的L4过流报警、6kV ⅥA段备用电源进线过流报警F8.01 备用F8.02 1MU第2弧光通道光报警、ⅥA2号开关柜母线仓弧光报警F8.03 1MU第3弧光通道光报警、ⅥA3号6601开关柜母线仓弧光报警F8.04 1MU第4弧光通道光报警、ⅥA4号柜母线仓弧光报警F8.05 1MU第5弧光通道光报警、ⅥA5号柜母线仓弧光报警F8.06 1MU第6弧光通道光报警、ⅥA6号开关柜母线仓弧光报警F8.07 1MU第7弧光通道光报警、ⅥA7号开关柜母线仓弧光报警F8.08 1MU第8弧光通道光报警、ⅥA8号开关柜母线仓弧光报警F8.09 1MU第9弧光通道光报警、ⅥA9号开关柜母线仓弧光报警F8.10 1MU第10弧光通道光报警、ⅥA10号开关柜母线仓弧光报警F8.11 1MU第11弧光通道光报警、ⅥA11号开关柜母线仓弧光报警F8.12 1MU第12弧光通道光报警、ⅥA12号开关柜母线仓弧光报警F8.13 1MU第13弧光通道光报警、ⅥA13号开关柜母线仓弧光报警F8.14 1MU第14弧光通道光报警、ⅥA14号开关柜母线仓弧光报警F8.15 1MU第15弧光通道光报警、ⅥA15号开关柜母线仓弧光报警F8.16 1MU第16弧光通道光报警、ⅥA16号开关柜母线仓弧光报警A1.1.0 1ARC第0弧光通道光报警、ⅥA17号开关柜母线仓弧光报警A1.1.1 1ARC第1弧光通道光报警、ⅥA18号开关柜母线仓弧光报警A1.1.2 1ARC第2弧光通道光报警、ⅥA19号开关柜母线仓弧光报警A1.1.3 1ARC第3弧光通道光报警、ⅥA20号开关柜母线仓弧光报警A1.1.4 1ARC第4弧光通道光报警、ⅥA21号开关柜母线仓弧光报警A1.1.5 1ARC第5弧光通道光报警、ⅥA22号开关柜母线仓弧光报警A1.1.6 1ARC第6弧光通道光报警、ⅥA23号开关柜母线仓弧光报警A1.1.7 1ARC第7弧光通道光报警、ⅥA24号开关柜母线仓弧光报警A1.1.8 1ARC第8弧光通道光报警、ⅥA25号开关柜母线仓弧光报警C3.1.0 1CR按TEST按钮后的报警C3.1.1 1CR的A相过流报警、6kV ⅥA段工作电源进线柜A相过流报警C3.1.2 1CR的B相过流报警、6kV ⅥA段工作电源进线柜B相过流报警C3.1.3 1CR的C相过流报警、6kV ⅥA段工作电源进线柜C相过流报警C4.1.0 2CR按TEST按钮后的报警C4.1.1 2CR的A相过流报警、6kV ⅥA段备用电源进线柜A相过流报警C4.1.2 2CR的B相过流报警、6kV ⅥA段备用电源进线柜B相过流报警C4.1.3 2CR的C相过流报警、6kV ⅥA段备用电源进线柜C相过流报警6kV VIA段弧光保护配置图符号名称型号和规格单位数量1MU 电弧光保护主单元 UTUCN-1 MU 台 1 20 inputs1UNIT 电源模块 WRA12SX-U 台 11CR,2CR 电流辅助单元UTUCN-1 CR 台 2 5A1ARC 弧光辅助单元UTUCN-1 ARC 台 11FLS-24FLS 电弧光传感器UTUCN-1 FLS 台 24注1：1MU安装在工作进线PT柜面板上；1CR安装在进线柜内；2CR安装在备用进线内；1ARC安装在17号柜内。
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。
电弧光保护系统及应用分析
因此 ，为保证 主 变压器 及母 线 、开 关等设 备 的 安全 运行 ，有必 要 在变 电站 低 压 开关 柜 装设 快 速 、
收 稿 臼期 ：２ １ 一 ９ ２ ，修 回 日期 ：２ ｌ 一ｏ １ Ｏ Ｏ０ —Ｏ ０ Ｏ１－２
作 者 简 介 ：高 卫 东 （ ９ ９） １６ 一 ，男 ， 山 西 太 原 人 ， １９ １年 毕 业 于 华 ９ 北 电 力学 院 继 电保 护 及 阳动 化 远 动 专 业 ，高 级 Ｉ程 师 ， ‘ 从 事 电 力设 备 调 试 工 作 。ｌ 西 电 力技 术 院专 家 。 Ｉ Ｊ
可靠 的保护 装置 。
１ 电弧 光 产 生 的原 因及 特 点
当两 电极 问 电压升 高时 ，在 电极最 近处 空气 中
低 压母线 故 障 日益增 多 ，弧光 短路 严重烧 毁开关 设
备 的事故 时有 发生 ，主变 压器 由于遭 受外 部短路 电
的正负 离子被 电场 加速 ，在移 动 的过程 中与其 他空
・
护 系统 为例来 介绍 ，该 电弧 光保 护系统 使用光 纤检 测 电弧光 信 号 ，配 合过 流判 据 ，其 快速 继 电器 （ 采
８ ・
高 东： 弧 保 系 及 用 析 卫 电 光 护 统 应 分
用可控 硅开 关 ）出 口时 间 小 于 １ｍｓ ，而 常 规 继 电 器 出 口时 间小 于 ８ｍｓ ，如果加 上 断路 器 ３ ～６ ５ Ｏｍｓ 的跳 闸时 间 ，即能够有 效保 护 主变压 器 及母 线 、开 关 等设 备 。
第 ６期 （ 第 １ ３期 ） 总 ６
２１ ０ ０年 １ ２月
山 西 电 力
ＳＨ Ａ Ｎ Ｘ１ ＥＩＥＣＴＲＩ Ｃ Ｐ（ Ｗ ＥＲ ）
配电系统中电弧保护的必要性
配电系统中电弧保护的必要性摘要：配电网作为一种将电能配送给用户的终端电网，其供应的能力决定着每一位用户的安全。
而随着城市化建设的进一步发展，大部分用户都对其用电安全及电能的质量有了越来越高的要求。
因此，为了满足用户的要求，就需要对城市配电网进行合理的规划和建造，并提高电力运行的水平，让电力企业可以得到更多的效益，促进其发展。
电弧光保护装置的应用，改变了以往低压配电系统母线的保护方式，大幅度提高了故障处理速度，有效解决因短路故障弧光造成的危害。
基于此，本文主要分析了配电系统中电弧保护的必要性。
关键词：配电系统；电弧保护；必要性引言在我国科学技术不断发展的背景下，人们对用电质量的要求越来越高，配电系统是保证电能质量的关键内容，在提高电能质量治理效果的时候，可以通过完善中压配电系统设备等方式，对其中的数据信息进行整合，创新系统运行结构，保证人们的用电质量，从而进一步促进我国电力事业在社会中的稳定发展。
通过弧光传感器数据的采集、分析、判断，可以达到快速切除短路故障的目的，将停电事故发生后生产系统最短恢复时间确定为1h，经济价值巨大。
1电弧光保护的必要性弧光产生初期的100ms以内对电气设备损伤比较小；大于100ms时，会对电气设备造成严重甚至不可逆的破坏。
IEC298标准规定的开关柜内部燃弧时间是100ms，即需要保护在小于100ms内动作切除故障，以防止弧光短路故障进一步扩大造成设备的结构性损伤。
传统的电流保护方案检测和动作时间长，不能快速抑制弧光故障的扩散从而避免设备的严重损坏。
因此，在配电系统中采用能快速切除设备弧光故障的保护系统，对于保障配电系统的安全运行是必要且迫切的。
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，保护操作人员不受伤害，降低财产损失。
弧光保护的应用方案及优势
弧光保护的应用方案及优势摘要：在变电站、电厂、工业企业等场合的中低压母线及开关柜中产生弧光短路时，弧光保护可以在传感器气的覆盖区域内快速定位动作，切断故障电流，最大限度的降低弧光短路对人员及设备的伤害。
弧光保护具有速动性、可靠性、选择性、灵敏性要求。
关键字：弧光保护、速动、可靠、灵敏、降低危害引言弧光短路在中低压母线及开关柜断路器端常有发生，容易引发设备损坏、爆炸，严重的会导致人员受伤。
在变电站、电厂、工业企业这样的运行环境复杂、运行要求高的场所，弧光保护能带来更快速、可靠、灵敏的安全保障。
一、一般容易引发弧光短路的主要原因有1.操作人员误操作行为：误入带点间隔、误操作隔离开关、带接地线合闸、误将工具遗漏在开关设备内等，人为失误造成的电气不规范操作，此类问题大面积存在。
2.电气因素：在施工接线或者后期维护的时候，电气连接错误、设备故障，引起的母线误接或者电气短路问题。
3.环境因素：随着设备运行时间的增加，绝缘老化、机械磨损、灰尘、温度、湿度及腐蚀，使得开关本体及辅助机械失去了原有的电气可靠性。
二、电弧光的危害1.弧光产生的瞬间，容易造成温度急升，导致铜牌等金属器件气化；严重的会导致压力上升过快，开关设备发生爆炸。
2.孤光故障出现后，瞬间提升的短路电流使上一级变压器承受近距离短路冲击，可能造成变压器绕组变形，进而造成变压器绕组的匝间短路。
3.并且瞬间高温、强光及爆炸会灼伤作业人员的皮肤、刺伤眼睛，泄露出有害气体也能直接对人体造成伤害。
三、传统方案及弧光保护方案的对比（一）传统的保护方案是采用中低压侧主变后备保护，线路保护设备的元件过流保护，有部分地区配置简易母差保护来实现。
1.各类元件保护动作的时间较长，主变后备一般在1S以上，线路间隔一般在200MS，母差保护在30~45ms。
当出现弧光短路时，主变后备和线路间隔动作明显缓慢，而母差保护在电网的10kV~35kV侧一般都不进行配置。
2.使用常规元件保护，施工接线复杂，需要接入模拟量、开入、开出，并且要配置公用设备采集设备信号。
弧光保护的逻辑判断原理及实际应用分析
弧光保护的逻辑判断原理及实际应用分析作者：何杰来源：《决策探索·收藏天下（中旬刊）》 2020年第2期何杰摘要：近年来我国的继电保护技术不断取得进步，为保证电力系统的安全稳定运行发挥了重要的作用。
文章主要介绍弧光保护的原理，详细分析了弧光保护的逻辑判断原理，并对弧光保护的实际应用情况进行了阐述。
关键词：弧光保护；逻辑判断；原理；继电保护继电保护所包括的内容较多，各种不同的继电保护装置共同保障了电网的安全运行。
其中电弧光保护可弥补母线保护的缺陷，速度快，也可保护柜体。
电弧光保护系统利用弧光和电流双重判据，快速可靠地切除中、低压开关柜母线上及配电设备发生的弧光短路故障，弥补现有开关柜母线保护的空白。
一、弧光保护（一）设置弧光保护的意义继电保护系统中包括的保护类型较多，但大多数的保护装置大致可以分为输入信号、逻辑判断和输出信号等三个环节，不同的保护类型主要在保护动作逻辑判断方面具有一定的差异。
在我国电力系统的母线保护中，如果采用传统的快速母线保护，则智能化的程度较低，同时这种保护类型的动作速度也较慢，在需要快速切除保护装置的场合中不太适合，容易出现设备损坏的情况。
以配电开关柜为例，当配电开关柜出现电弧光时[1]，电弧光的功率较大，可以使得配电开关柜内的温度升高。
配电开关柜内产生的弧光和有毒气体对人体会造成一定的伤害，故有必要设置弧光保护。
（二）发生电弧光的原因分析以开光柜为例，开关柜内发生电弧光的原因较多，大致可以分为以下几种：一是开关柜的绝缘系统出现故障，当绝缘的强度不足时，或者绝缘系统遭到损坏时，则容易导致出现弧光现象；二是触头接触不良；三是开关柜操作人员误操作；四是保护接地方式改变，保护装置配置不当等。
这些原因都可能会导致开关柜内产生弧光的现象。
二、弧光保护的逻辑判断原理保护的动作逻辑是保护装置的核心，在分析弧光保护系统之前，需要先了解弧光保护装置的逻辑判断原理，这在弧光保护装置出现问题时，也能够解决相应的问题。
电弧光保护的应用及技术探讨
电弧光保护的应用及技术探讨摘要电弧光在供电系统中的危害已经越来越引起人们的重视，特别是严重威胁开关柜、变压器的安全运行，同时也对操作人员带来了较大伤害。
一种快速切断电弧光的保护就应运而生，为人们提供了解决电弧光的危害指明了一条道路，且这种保护也越来越多的应用于电力系统中。
关键词电弧光；保护；母线；开关柜目前开关柜馈线段保护切除故障时间最短为速断保护，但速断保护不能在电弧光故障发生后100 ms内切除电弧光故障（切除总故障典型动作时间为120 ms～150 ms），当馈线断路器完全断开时电弧光故障已经发展到母线室，导致母线保护动作而造成整段母线供电中断，达不到电弧光故障保护及供电可靠性的要求。
按我国现行的继电保护设计标准，在中低压母线系统中一般不配置专用的快速母线保护。
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，操作错误等原因影响，中低压母线的故障几率比高压、超高压母线高得多。
长期以来，人们对中低压母线的保护重视不够，大多是依赖上一级元件（如变压器）的后备过流保护来切除母线短路故障，导致了故障切除时间长，往往使故障被发展、扩大，从而造成巨大的经济损失。
据报道，我国电力系统中每年中压手车柜就有几百面被烧毁。
究其原因大多是因为没有装设专门的中低压母线保护，未能快速切除故障造成的。
1 电弧光概述电弧光产生的原因：近年来由于中低压段出线路数增加，负荷容量增大，操作频繁以及人为误操作等原因导致电缆绝缘性能日益下降，当系统发生过电压时就有可能彻底破坏绝缘，空气被电离的同时温度随之急剧上升而产生电弧，这种现象被称为弧光放电。
弧光放电一般不需要很高的电压，属于低电压大电流放电。
下列原因可能在开关设备内造成短路故障并产生电弧光，一般分为以下五类：1）绝缘故障。
主要是柜中绝缘材料爬距不足，未满足加强绝缘要求，在脏污环境，天气潮湿下发生绝缘故障。
电弧光保护在火电厂高压厂用电系统中的应用
（ ） 力 、 度 剧增 造成 开关 设 备爆 炸 。 ２压 温 （ ） 片飞 射 、 温 、 光 、 害气 体 、 炸 音 等 ３碎 高 强 有 爆
造 成人 员 伤害 。 （） ４ 由于 弧 光 引 起 事 故 扩 大 ， 造 成 更 大 面 积 会
１ 火 力 发 电厂 高压 厂 用 电 系统 的保 护 现 状
分 散 布置 在高 压 开 关 柜 内 的母 线 室 和 断 路 器 室 内 ；
控 制 保护单 元 集 中 布置 在 电源 柜 内 ， 集 弧 光 传 感 采
器 及 电 流传 感 器 的 动作 数据 ， 现控 制 保 护逻 辑 及 实
・
６ ４・
华 电技 术
第３ ２卷
跳 闸输 出。 电弧 光 保 护 系 统 的 故 障切 除 总 时 间 为 ８ ０—１０ｍｓ可有 效避免 设备受 电弧 危害 而损坏 。 ０ ，
电室或 电缆 沟 火灾 。
由于 厂用 电 系统短 路 故障 切除 不及 时 引起 的 电弧 光
对 设备 及人 员 造成 伤 害 的事 故 时 有 发 生 ， 防止 该 为
问题 而设 计 的电弧 光保 护 系统 在火 电厂 中也有 了应
用 。本文 主要从 电弧 光 保 护 的原 理 、 构成 及 其 在火 电厂 高压 系统 应用 的典 型方 案 出发 ， 对该 保 护 系 统
护 ， 是 由上一 级元 件 的 后 备保 护 来 切 除母 线 短 路 而
综 上 所 述 ， 压 厂 用母 线 不 配 置 专 用 的快 速母 高
线 保护 ， 而是 由上一 级 元 件 的后 备 保 护 来 切 除 母线 短 路故 障 ， 障切 除时 间延 长 。 故
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。
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。
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浅谈电弧光保护在6kv厂用系统母线保护的应用
传统的中、低压母线保护方案不能快速有效的抑制弧光造成的对人员和设备的危害。
全新REF620的运用为中、低压母线提供了快速、安全的弧光保护。
运用反时限弧光检测和高速过流检测双重判据为其安全和快速跳闸提供了保证。
标签：电弧光；系统母线；应用
随着电力工业的发展，中、低压开关柜的应用数量越来越多，其负荷越来越大，由于开关柜柜内弧光短路故障引发的中、低压母线故障也日益增多。
电弧光对变电站运行人员以及变电站内设备构成了越来越严重的威胁。
1 传统中、低压母线保护方案
1.1 变压器后备过流保护方案
目前应用最广泛的中低压母线保护方案是要躲过出线的延时过电流保护的延时时间，故变压器后备保护延时跳闸时间一般整定为 1.2-2.0S。
例如，变低后备保护：复压闭锁过流的时间为1.4S。
显然这样的配置不能满足快速切除中、低压母线故障的要求。
1.2 快速母线跳闸保护方案
快速母线跳闸保护方案又称馈线过流元件闭锁进线过流保护方案这是近年来利用微机过流保护实现的中低压母线保护方案。
在这个方案中，馈线继电器和进线关继电器之间通过通讯来传递信息，但保护动作时间为300-400ms，仍不能满足100ms以内快速切除弧光短路故障的要求。
1.3 高阻抗母线差动保护方案
一些重要工程曾采用的专用中压母线保护方案，保护动作时间一般为35-60ms。
这种方案是通过接入专用的高阻抗来区别去内和区外故障。
此方案安全可靠但这种方案接线复杂、对CT的要求高，安装在6kv-35kv母线上有很多困难，此也不适合中压母线保护应用。
1.4 采用电流差动保护方案
保护动作时间一般为20ms。
这种方案接线复杂、要求专用CT，安装在6kv-35kv开关柜内有困难，也很不经济，这是其一；其二，大型电厂和企业的一段开关柜的数量往往超过母差保护装置的回路数，因此也不适合中、低压母线保护应用。
综上所述，现有的开关柜柜内母线保护方案显然不能满足快速切除开关柜柜
内的电弧故障和保护覆盖范围要求的。
因此，需要一种新型的保护系统，以解决中、低压母线发生故障几率较高、延迟切除故障导致故障扩大，从而造成巨大的经济损失问题。
REF620分布式弧光保护装置可以满足以上要求。
2 REF620系统的组成及原理
传统弧光保护多为专用集中式系统，而REF620采用分布式弧光保护设计思想，将弧光保护的模块植入了普通馈线保护装置中，可选择订货，使用更加方便快捷，减少设计环节，无论是对于老站改造还是新站建设都减少了安装成本和施工难度。
REF620弧光保护保护范围从“母线仓+断路器仓+电缆仓”也是保护功能最全的弧光保护装置，每个开关柜中的任何一个间隔内的弧光保护都配置独立的弧光保护。
用REF620构成的分布式弧光保护系统，在理论上这种分布式弧光保护系统的扩展不受限制。
光纤环和点探测器相结合能100%覆盖所有可能发生弧光故障的地方。
REF620采用（电弧光+超高速过电流保护）的双重判据原理，弧光保护的动作最可靠、最安全、最快速。
间隔保护与ADF二者构成最经济的保护方案，每个馈线间隔的保护、测控等功能分别由各自的REF620保护装置兼任。
弧光传感器+光纤监测弧光信号（响应时间<1.5ms）辅以超高速过电流判据（响应时间<3.1ms）快速继电器出口动作时间（50微秒）普通继电器出口动作时间（<8ms）；可以通过IEC-61850GOOSE信息传输（<1ms），加上断路器的全分闸时间：35-60ms；弧光切除总时间（计及断路器）在40～72ms之间，是目前速度最快的电弧光保护系统。
3 弧光保护在电厂6kv厂用系统的应用
3.1 情况概述
电厂6kv厂用电部分的基本情况如下：6kv厂用系统共四段母线，每段母线上有来自高厂变及起备变的进线各1回。
6kv母线按照国家现行的设计标准并不要求强制装设母线保护，母线侧故障由进线的过流保护完成，所以若母线发生弧光等严重故障，现有的保护配置方案无法做到及时切除故障。
3.2 弧光保护配置建议
本次设计弧光保护主要考虑保护6kv母线及各开关上手车与母线接触部分。
根据前文描述，若考虑配置REF620继电保护装置，除了可以完成常规各间隔的继电保护及监控功能，还能通过设置弧光传感器完成对母线的电弧光保护。
本次设计方案采用进线开关单元和馈线单元组成整体弧光保护系统。
通过馈线弧光结合进线过流的逻辑组合，共同达到母线的保护配合。
其特点是，设计简单，工程实施难度低，与传统6kv开光柜机及二次设备设计只要稍作调整来考虑额外增加的弧光保护部分：如每个间隔增加的一根弧光探头和一对出口回路。
不用额外开孔，接线简单，节约了开光柜内有限的二次设备安装空间，维护工作量
也大大减小。
REF620还可以进行各种灵活的配置，以满足变电站内的各种要求。
装置本身在循环自检弧光通道，如果光纤有问题可以有告警灯提示运行人员。
可将各馈线间隔弧光的各种信号做在面板上以文字和指示灯的形式提示运行人员现场装置弧光元件运行情况，并通过IEC61850通讯上送到站内SCADA系统中。
全站通过GPS对时，保护装置传输的SOE准确性得到保证。
如果弧光保护动作，运行人员可在远方或在调度看到保护动作的信息，可初步判断出具体是那个间隔诱发弧光保护动作跳闸。
图1 弧光保护动作的故障录波
图1绿色曲线为模拟的故障相A相电流，紫色的曲线为弧光变化率的曲线下为装置个元件动作情况，红色虚线为保护动作时刻。
横坐标位时间坐标单位为周波，纵坐标为模拟量。
从图中可以看出，当装置采集到弧光变化率超过定值，到该元件动作，再到最后出口动作不超过3个周波。
尤其是元件动作到保护出口是没有任何时间的延迟。
其响应速度得到了用户的认可。
此外，馈线间隔中的REF620还兼顾着本间隔的常规保护功能，在本站中，出线间隔配置了三段过流保护，两段重合闸，后加速，低周减载，过负荷告警，PT断线告警等功能。
各保护元件之间相互独立，逻辑、出口等整定灵活，且可以相互独立配置。
3.3 方案的改进
3.3.1 保护范围
在本方案中，弧光保护质保护了母线及母线侧刀闸，而开关室，电缆头室都没有被纳入保护的范围。
每台REF620最大可以安装三组探头，可以增加光纤探头，安装与电缆头室和开关室，这样10kv开关全部都将纳入被保护范围。
整个母线也可用裸光纤代替点光纤达到全部覆盖，只是施工难度比较大。
3.3.2 跳闸速度
目前此方案是通过普通遥信来传递下面馈线间隔弧光动作信息，如采用裸光纤来探测母线室，将光信息直接采入进线间隔，这样还可进一步缩短跳闸反应时间。
4 结束语
加装REF620弧光保护系统比传统的最快跳闸方案减少了近30%的跳闸时间。
REF620完善的保护、测控功能和通讯功能使其能更加灵活的运用于各种场
合，同时减少了二次电缆及安装的施工量。
REF620的运用增加了电厂6kv厂用电系统母线的安全可靠性，降低了可能的弧光对人员设备可能造成的伤害，另一方面对于运行和维护的成本并没有明显的增加。
REF620为用户提供了一个理想的保护方案。
参考文献
[1]Mark Zeller and Gary Scheer，“Add Trip Security to Arc-Flash Detection for Safety and Reliability” Schweitzer Engineering L aboratories，Inc 2009.。