电弧光保护系统说明书..

电弧光保护装置
安
装
使
用
手
册
目录
1.电弧光保护装置概述4
2.电弧光保护装置概述4
3 电弧光保护装置组成4
3.1 概述4
3.2 主控单元6
3.3 弧光单元6
3.4 电流单元6
3.5系统电源7 4．系统各部件技术规格7
4.1系统电源7
4.1.1技术规格7
4.1.2系统电源连接7
4.2 主控单元8
4.2.1 技术规格8
4.2.2 主控单元连接9
4.3 弧光单元10
4.3.1 技术规格10
4.3.2 弧光单元的连接10
4.4 电流单元11
4.4.1 技术规格11
4.4.2 电流单元的连接11
5.保护系统的编程12
5.1 编程的概述12
5.2 可编程的跳闸逻辑12
5.3 自检控12
5.4 主控单元显示的信息12
5.5主控单元12
5.6 弧光单元13
5.7 电流单元13
5.8 光感灵敏度的调整14
6. 安装14
6.1 安装在开关柜里14
6.1.1 14
6.1.2 电弧光单元15
6.1.3 电流单元15
6.2 光缆的安装15
6.2.1光缆的概述15
6.2.2光缆头的预处理15
6.2.3光缆三工器16
6.2.4光缆的延长17
6.2.5滤光传感器的概述17
6.2.6传感器端部的处理18
6.2.7在开关柜里安装传感器18
6.3数据传输电缆18
6.3.1数据传输电缆的概述18
6.3.2数据传输电缆的功能19
6.3.3数据传输电缆端部的处理19
6.3.4数据传输电缆连接到装置19
7 跳闸信号的双重化20
8 系统的测试21
9 系统的维护21
10 担保22
11 CE-认证 / ISO-900122
12 应用案例23
1. 电弧光保护装置概述
电弧光保护装置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装置。

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。

电弧光保护装置输出跳闸信号时间小于1 ms,即使在安装或者维护的时候也能保护操作人员的安全。

2. 电弧光保护装置概述
电弧光保护装置的面市已经近10年. 所有的主要的电力系统和电力公司都已使用. 芬兰IVO Loviisa核电站的运行证实, 在发生电弧时, 只有的电弧光保护装置才能保护他们的开关柜.
电弧光保护装置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装置功能的编程，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。

在不论是电弧光保护装置的主控单元，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，电弧光保护装置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，电弧光保护装置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，确保了电弧光保护装置的完美功能，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。

3 电弧光保护装置组成
3.1概述
如果使用光纤三工器，一套电弧光保护装置能保护1500 m的中压开关柜或500 m低压开关柜。

在此情形下，在开关柜的每个柜子都要装一个弧光传感器来保护。

在开放式母线系统中，弧光传感器的间隔约为5...6 m。

一个主控单元能同时保护几个独立的开关柜，因此，电弧光保护装置的弧光单元和电流单元可以分散到不同的开关柜内，把检测到的弧光或电流信号传送到主控单元，主控单元收集到这些必要的数据，根据实际情况输出跳闸信号到断路器。

在主控单元和弧光单元或电流单元间的数据传送是靠光纤和数据传输线来完成的。

光纤传输触发信号至主控单元。

工作电源，报警信号，自控数据信息流的传送则通过数据传输线来完成。

主控单元提供4个快速1ms独立跳闸和报警母线和6个常规继电器出口。

在系统里进行连接时，必须小心考虑每一母线最后一个电流单元的开关位置。

开关位置决定了此电流单元能否按设定的程序正常工作。

3.2 主控单元
主控单元是电弧光保护装置的核心部件，它也能单独在发生弧光时，来保护开关柜。

然而，须记住，此时没有电流条件来确保保护。

在使用电弧光保护装置时，我们推荐使用电流单元。

主控单元面板上的电位计用来设定弧光单元线路版上16个光感输入检测到的感光的强度。

然而，若保护系统采用了电流单元，且整定的电流值没有超过，保护系统不会发出跳闸信号。

四个专用于弧光和电流单元的光信号入口，当它们仅用来传输光信号到主控单元时，用相同的方式来调节。

主控单元背面的四个光纤口。

在情况下，主控单元背面的DIP开关状态要考虑进去。

3.3 弧光单元
如果主控单元的弧光测量口不够用，或者想设定更多的跳闸逻辑时，则须使用弧光单元。

使用弧光单元还可以节省光纤的费用：因为弧光单元可以放在需要保护的位置附近，从一个弧光单元到另一个电流或弧光单元或主控单元只需一根光纤即可。

弧光单元面板上的电位计用来调整感光的强度，校准好后，则把信息传递到下一个电流或弧光单元或者传到主控单元。

电位计同时校准弧光单元中的所有弧光输入口信号，当弧光单元连接所需的光纤安装完毕后，必须调节
弧光单元可以替代一些光缆的使用。

在此情况下，保护系统始终能准确地识别整定的光感定值被超过地方的传感器。

3.4 电流单元
CR电流单元用来确保保护系统在不同运行情况下的跳闸逻辑可操作性。

通过使用电流单元，弧光保护系统中的跳闸逻辑可以多样化，且有更多的选择。

测量电路中5A, 2A和1A的二次电流可以连接到电流单元，为了确保这些连接，电流单元中不需要其他的设定，但是这些二次电流端子是直接连接到CR电流单元的端子上的。

过流整定范围是50…500*In.
3.5系统电源
弧光保护系统有一个独立的电源，可以装在柜子底部的DIN导轨上。

该电源给主控单元供电，再由主控单元提供给弧光单元和电流单元工作电压。

4．系统各部件技术规格
4.1系统电源
4.1.1技术规格
输入供电电压85…264VAC/80…350VDC
(可选择电压) (19…140VDC)
频率47…440Hz
输出输出电压12VDC
输入功率，电流25W, 2.1A
绝缘输入/输出3000V DC, 1min
输入/地2500 V DC, 1min
输出/地500 V DC, 1min
输入/输出/地50M(, 500VDC
工作环境工作温度-5…+50︒C
贮存温度-20…+85︒C
环境湿度85%
振动5…10Hz 10mm, 10…50Hz 2G
撞击10G
尺寸97W*124L*33H
重量400g
干扰测试通过EMC标准测试
其他的认证UL, CSA,VDE
4. 1. 2系统电源连接
7，8号端子连接外部电源
6号端子接地
1，2号端子提供主控单元电源
1号端子：+12V DC
3到5端子未使用
4. 2 主控单元
4.2.1技术规格
4.2.2主控单元连接
4.3 弧光单元
4.3.1 技术规格
Arc弧光单元
辅助电压12VDC
功率1W
输入10个光信号输入口(在主控单元中, 可识别这些输入口地址)
1 个数据传输口(辅助的电压, 警报, 自控)
输出1个光信号输出口(输出跳闸信号,至其他弧光单元或电流单元或主
控单元)
1 个数据传输口(辅助电压, 警报, 自控)
跳闸信号在1 ms内
显示2种颜色信号灯正常功能：绿灯
弧光报警：当光信号强度超过设定值时显示红灯
弧光报警：闪烁红灯：弧光信号消失调节光感应强度范围10klx…50klx
按钮开关复位(弧光单元复位)
测试(和复位按钮为同一按钮，测试的时候按5秒钟进
行测试)
测试EN50081-1, EN 50082-2 (通过EMC标准测试)
DNV DNV认可
运行环境运行温度0…+70︒C
贮存温度-25…+85︒C
尺寸L 190*K 130*S 45
重量0.7kg
4.3.2 弧光单元的连接
弧光传感器连接到弧光单元后面的光信号输入口。

输入口编号是从零到九。

.
数据输出电缆连接到“Data out”口（至主控单元或弧光单元），相对应的，触发信号输出光纤连接到“trip out”口。

从其它的弧光单元连接过来的数据传输电缆接到“Data in”口。

触发信号输入光纤连接到“trip in”口。

.
接地口位于“trip out”口上方。

4.4电流单元
4.4.1技术规格
CR电流单元
辅助电压12VDC
功率1W
输入5A, 2A和1A (5A, 2A和1A测量线圈)
1个数据传输口(辅助的电压, 报警, 自控) 输出 1 个光信号输出口(跳闸信号, 到其他的弧光单元或电流单元或主
控单元)
1个数据传输口(辅助的电压, 报警, 自控) 跳闸信号 1 ms内
显示2种颜色信号灯正常功能：绿灯
电流报警：红灯（超过过流设定值）
弧光报警：闪烁红灯：弧光信号消失过流设定50…500%*In
开关复位(电流单元复位)
测试(和复位按钮为同一按钮，测试的时候按5秒
钟进行测试)
测试EN50081-1, N 字50082-2 (通过EMC标准测试)
DNV DNV认可
运行环境运行温度0…+70︒C
贮存温度-25…+85︒C
尺寸L 190*K 130*S 45
重量0.9kg
4.4.2 电流单元的连接
开关柜的电流测量数据连接到电流单元后面的端子上。

1A，2A和5A的电流测量数据可以接到端子上。

端子2-6是对应L1，端子7-11对应L2，端子12-16对应L3。

5A电流测量数据接到端子（5，6）（10-11）
和（15-16），2A电流测量数据接到端子（3，4）（8，9）和(13, 14) ，1A电流测量数据接到端子（2，3）（7， 8）和（12，13）.1号端子为接地端子。

.
数据输出电缆连接到“Data out”口（至主控单元或弧光单元），相对应的，跳闸信号输出光纤连接到“trip out”口。

从其它的弧光单元或电流单元连接过来的数据传输电缆接到“Data in”口。

跳闸信号输入光纤连接到“trip
in”口。

5. 保护系统的编程
5.1编程的概述
编程是在出厂前依据用户提供的开关及不同的接线由厂家而完成的。

一般主接线图可提供足够的信息。

为确保保护系统尽可能好地满足用户的需求，须提前告知厂方其所需考虑的运行方式。

5.2 可编程的跳闸逻辑
主控单元含有可编程跳闸逻辑，光接收器L1…L4在不同的可编程元件里和在一组光接收器1…16，相对应的可控硅出口t1…t4和继电器出口r1no…r6no在不同的编程组。

继电器出口pr5no是预留给低电压和自控报警。

5.3自检控
弧光保护系统具有自我控制程序，可控制程序的运转及在主控单元上显示故障信息。

已编程的故障报警可通过继电器出口5发出系统内部故障。

自我诊断控制主控单元的内部功能，以及主控单元，弧光和电流单元之间的通讯及功能。

5.4主控单元显示的信息
5.5 主控单元
主控单元里的4个输入母线的光感探头输入可以按主控单元的输出所需的方式进行编程。

在编程时，最好考虑主控单元额外光单元线路板的光感输入。

主控单元有4个快速半导体可控硅输出和6个常规继电器输出，其可用于报警，后备跳闸和系统内部故障报警。

所有输出均可进行延时编程。

5.6 弧光单元
应在弧光和电流单元设定单元的地址，以便向主控单元显示提供弧光在何处的数据。

预设置的地址不会影响跳闸功能。

但可方便运行人员和远方控制的工作。

地址的设定可使用单元内部的DIP开关。

地址按表所示设定。

当保护系统在运行时更改地址，主控单元自动可寻找正确的地址。

请注意原先的地址找不到，主控单元会告知。

5.7 电流单元
电流地址的设定同弧光单元相同。

为保证跳闸信息通过电流单元，应正确设定电流单元内部的开关。

在²/3 位置，母线上仅有一个电流单元，此情形下弧光单元可连接在电流单元之后。

在½ 位置，在电流单元后，有其他的电流单元。

这样，此母线就不能连接弧光单元了。

5.8 光感灵敏度的调整
当开关柜里发生弧光时，其照度约100 000勒克司。

有效的工作照度约为20 000勒克司。

本装置对光线的灵敏度可以调节到合适的水平。

由于在不同的开关柜的不同照度，而需要调节，在一定的场合下，在安装时需要提高定值，以避免不必要的光报警。

.
当的弧光单元接入保护系统，首先调整它们的照度，之后按发出跳闸信号来调整主控单元的对光照度的灵敏度。

弧光单元的照度可用电位器在其面板上调整。

电位器同时影响所有的光感输入。

将电位器设定在30 000勒克司，可保证系统在一般情形下正确的工作。

在弧光单元接入保护系统时，首先要调整它们对光的灵敏度。

通过此做法，使得所有的单元具有相同的光灵敏度。

此后，若有光传感器直接接入主控单元，可在装置的面板上调整它们的灵敏度。

6. 安装
6.1 安装在开关柜里
6.1.1
主控单元为嵌入式安装，这样使得系统在维护通道侧非常容易直接控制。

主控单元可以安装在仪表柜的门上，或是在单独控制间隔的中间。

主控单元也可以安装在仪表柜的低部， 不过这样就失去了嵌入式安装的优点。

B 。

将装置从前面嵌
r > 25 mm.
6.1.2电弧光单元
电弧光单元通过其低部的DIN 导轨安装于位于仪表柜低部的DIN 导轨。

电弧光单元也可通过位于其侧面的固定点，用4mm 螺丝直接固定在安装空间的低部。

这些螺丝也可用于固定DIN 导轨。

6.1.3电流单元
电流单元的安装和弧光单元的安装一样。

6.2光缆的安装 6.2.1光缆的概述
电弧光保护装置使用的光缆是为不同的数据传输应用而专门开发的。

光缆为单芯光缆。

其聚乙烯外套可承受最严格的工作环境。

光纤本身为塑料制成，从而操作中不需要任何保护设备和专用工具。

电弧光保护装置不推荐光缆的使用长度超过100米。

169m m
88m m
188m
m
6.2.2光缆头的预处理
电弧光保护装置所使用的光缆极为容易来准备。

当你在准备光缆时，你不必事先测量光缆的长度。

在绝大多数的情况下，在测量所需的光缆长度之前，开关柜必须停电。

在带电的开关柜里安装电弧光保护装置也是可能的，光缆可按预先测量的来定货及安装。

光缆头的预处理需要下列设备：
*惠普HP HFBR-4593研磨工具包括
-打磨工作夹具
-600 号砂纸
-抛光纸
*剥线钳和切线钳
*HFBR-EUS光缆
1.截合适长度的光缆
2.剥去光缆头5mm
3.将光缆插入研磨工具，用600号砂纸将光缆头磨
平。

光缆头并不需要磨至工具的底部。

但其端部
必须平直。

4.用抛光纸替代砂纸来给光缆头抛光。

5.光缆头端部须平整干净。

6.将光缆插入光输入端的底部（插入约15mm）使
用钳位工具将过滤光传感器处的卷环夹紧。

6.2.3光缆三工器
光缆的三工器专门用于在标准数量的保护通道不足的情形下，而要分别地保护每一个输出部分。

例如，在开关柜的间隔里，电弧光保护装置必须要达到较高的水准。

在使用光缆三工器时，在金属铠装式中压开关柜的每一个单独小室，可以仅用电弧光保护装置中的一个保护通道来保护。

在保护点的三个光信息，汇集于光缆三工器。

三工器有一个空接头，从而不必使用三工器的所有保护通道。

光缆三工器可安装在DIN导轨上，或通过位于三工器安装件上的孔用4mm螺丝来安装。

三工器可安置在被保护点的附近。

这样可以节省电缆和时间，由于从三工器到主控单元或弧光单元必须用一根光缆。

三工器具有必须的连接器，从而可用连接光缆同样的工具来处理传感器的端部。

由于连接器的连接，三工器将过滤一部分通过的光线。

在此情形下，在主控单元或弧光单元给定的整定值下，三工器发出的跳闸信号的灵敏度不如直接光缆那样高。

但是，这并不影响电弧光保护装置的工作可靠性，因为取决短路电流，电压及燃烧的材料，弧光的光照强度可高达100,000勒克司。

6.2.4光缆的延长
光缆可用HFBR-4505接头来延长。

也许有一些不同的原因要延长光缆：在安装时光缆受到了损坏，或在电弧光保护装置切除故障开关柜时，光缆的传感器被损坏。

在这种情形下，不必更换整根光缆，只须以延长段更换受损的部分。

在用连接器延长光缆时，不需要专用工具。

可以使用于处理光缆传感器相同的工具。

由于连接器的连接，光线通过使用连接器延长的光缆将被其过滤掉8%。

但是，这并影响电弧光保护装置的运行可靠性。

6.2.5滤光传感器的概述
滤光传感器可覆盖比其端部大得多的范围。

由于没有任何活动的或带电的部件，传感器极易安装，也不会发生任何误动作，也不需要任何维护。

由于这些优点，在所有情况下，都推荐采用滤光传感器。

电弧光保护装置的感光范围灵敏度可在弧光单元和主控单元进行调整。

此灵敏度受滤光传感器和光缆长度的影响。

灵敏度可在10 – 50k 勒克司范围之间调整。

采用25米光缆，1000W 的工作灯和Metz Mecablitz 20 B 5的手电筒可以进行测量。

测量时，环境光线的照度为300勒克司。

6.2.6传感器端部的处理
在准备滤光传感器时，需要同为主控单元侧准备光缆时使用相同的研磨夹具和钳子。

1.用剥线钳将剥去约3mm。

2.将光缆插入具有特殊截面的研磨夹具来磨光缆。

用600号砂纸将其磨平整。

光缆的端部不必磨至夹具的
底部，但其端部必须平直。

3.用抛光纸替换砂纸来给光缆端部抛光。

4.光缆的端部应平整干净..
5.尽可能深地将光缆插入光传感器（大约15mm），并用钳子圈环夹紧。

光缆已准备就绪，可以安装于开关柜用于保护。

6.2.7在开关柜里安装传感器
滤光传感器应安装于开关柜里需要保护的区域。

传感器不
覆盖传感器的后方。

在开放式的母线间隔仓，为达到所需
的保护程度，传感器安装间隔为6 – 7米。

在中压部分，所有的隔离空间都应使用不同的滤光传感器
分别保护。

在低压部分，至少母线和进线开关间隔应该保
护。

若需要保护所有的低压出线开关柜，可使用光缆的三
工器作为进一步的保护。

传感器插入8mm的孔，使用推拉连接器将其固定。

传感器也可安装于滤光传感器的安装支架里。

使其可以安装在不能附着的混凝土表面。

6.3数据传输电缆
6.3.1数据传输电缆的概述
数据传输电缆为屏蔽双绞线。

专门用于传输数据。

此专用电缆对外部电气干扰有极好地屏蔽。

电缆符合ISO/IEC IS 11 801和 EN 50173标准.
本电弧光保护装置不推荐电缆的使用长度超过100m。

6.3.2数据传输电缆的功能
在电弧光保护装置里，数据传输电缆用于传输从电流和弧光单元到主控单元的报警和自检信息。

这些单元的工作电源也使用同一电缆。

跳闸信号时通过光缆。

这样，在数据传输电缆故障时，不会影响跳闸。

6.3.3数据传输电缆端部的处理
数据传输电缆可按预先测量的订购，或在现场进行处理。

处理数据传输电缆需要下列工具：
钳位钳子HT-2008R
剥线钳AMP-525421-8
连接器RJ-45SH
1.用钳子截取适当长度的数据电缆。

Cut the right length of cable using the cutting side of the clamping
pliers.
2.用剥线钳剥去约10mm。

Push the cable through the stripping cutter and strip off approx. 10 mm.
3.将电缆里的芯线展开，并将它们插入连接器的底部（约20mm）.在钳压连接器前, 要确准芯线为正确的
颜色顺序, 并且地线是对着连接器的接地端子. 芯线的颜色顺序见下表.Spread out the free conductors in the cable and push them into the connector as deep as they go (approx. 20 mm). Before clamping the connector, make sure the conductors are in the right colour order and that the earth conductor is pressed against the earth strips in the connector. The colour order for the conductors is given in the table below.
4.用钳子夹紧
6.3.4数据传输电缆连接到装置
数据传输电缆要连接到不同单元的输入和输出. 电流和弧光单元为串联于相同的母线, 这样来自前一单元的出线连接到输出接线器, 而进线电缆到输入接线器. 来自母线上第一单元的数据传输电缆到主控单元。

来自第一母线的电缆连到主控单元的第一输入母线，第二母线的第一单元连到第二母线的输入母线，等等。

.
7跳闸信号的双重化
采用半导体快速继电器可使跳闸信号三重化，其动作时间为1ms。

不推荐使用电磁式继电器来三重化跳闸信息，因为其可引起跳闸的延迟。

在电弧光保护装置没有自己的跳闸线圈时，或需要隔离跳闸电源时，也可采用半导体继电器。

在开关柜的低压馈线开关仅需4个1ms快速跳闸时，则不需要采用半导体继电器。

四个快速可控硅开关元件即可按用户需要的方式来编程。

跳上级开关可使用6个继电器出口。

这些出口也可用于报警。

同样，这些继电器的出口均可按用户的要求来编程。

通过采用电阻R，在弧光被切除后，可保持跳闸回路。

跳闸信号须用按钮B来复归。

跳闸信号必须到就地复归，使得在恢复供电之前，应先检查开关柜的受损状况。

可控硅开关元件可接到DC或AC回路。

可控硅开关可隔离操作回路对电子回路于的冲击。

若一旦跳闸就要切断跳闸信号，在DC回路里，跳闸信号必须经过开关的常闭辅助接点。

.
在图中快速继电器为并联。

较快的继电器可以并联。

让每一个继电器独立工作是可能的。

快速继电器仅跳检测到弧光的母线上的开关。

RC回路必须并联于快速继电器（3和4端子）。

RC回路将过滤掉来自工作电源回路的干扰。

RC回路将随继电器提供。

8系统的测试
电弧光保护装置可在安装后进行测试。

弧光单元可用工作光或手电筒在光传感器处进行测试。

在进行测试时，要确保工作光线的强度，对于装置上光线探测电位器的位置是足够的。

要测试整个装置，只须测试一个通道即可，因为在弧光单元里每个跳闸和报警回路对每个光输入都是相同的。

.
电流单元可通过揿单元上的复归按钮持续5秒钟，或施加电流来测试。

在测试时，在两个单元上闪烁的绿指示灯将变红，测试后为闪烁红色。

在揿下复归按钮后，红色报警灯将变为绿色。

也可以直接揿主控单元上的复归按钮来进行复归。

此情形下，主控单元上的显示将返回其正常状况。

主控单元可按前面所述进行测试。

不论是有效的工作光源，还是手电筒都可以用来照射在主控单元的额外光单元线路板的光传感器（光接收器1 – 16 和光接收器L1 – L4 ）。

揿下测试按钮不会引起跳闸。

相反，在测试时，测试按钮专门用于报警的快速复归。

当揿主控单元的测试按键时，重要的是要牢记装置的跳闸线路已从其端子上解开，因为揿下按钮也启动了跳闸回路。

当测试电流和弧光单元时，重要的是要记住测试母线上的第一个单元将向主控单元发出跳闸信号，除非解开该单元的出线光缆。

为确保在测试电流和弧光单元时，主控单元不发出跳闸信号，将主控单元相应的母线上的DIP开关置于和（ON）的位置，在这之后设定在面板上的光检测电位器于50,000勒克司。

这些测试后，母线的光缆可去除。

当测试主控单元的跳闸逻辑时，必须考虑任何使跳闸逻辑工作，若不想要跳闸。

.
9系统的维护
系统不需要任何的日常的维护工作。

10担保
保护系统准予按供货NL92条款的担保。

11CE-认证 / ISO-9001
全部系统通过了电磁兼容标准要求的实验。

并获得了CE认证。

符合ISO-9001的认证体系将保证保护系统的质量。