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弧光保護基本原理就是檢查弧光和過流。電弧光保護系統(tǒng)具備傳統(tǒng)低壓保護裝置的許多功能，并能夠記錄故障事件和波形，從而為事故的分析提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

電弧光保護是一種快速可靠的專用母線保護系統(tǒng)，采用檢測弧光和過流雙判據(jù)原理，具有原理簡單、動作可靠迅速、對變電站一次設(shè)備無特殊要求、適應(yīng)于各種運行方式、且在各種運行方式下保護不需要切換等優(yōu)點，為目前發(fā)電廠、變電站、工業(yè)及商業(yè)配電系統(tǒng)母線保護理想的解決方案。

一、什么是弧光放電？

當兩電極間電壓升高時，電極最近處空氣中的正負離子被電場加速，移動的過程中與其它空氣分子碰撞產(chǎn)生新的離子，這種離子大量增加的現(xiàn)象稱為電離”空氣被電離的同時，溫度隨之急劇上升產(chǎn)生電弧，這種放電稱為弧光放電?；」夥烹娨话悴恍枰芨叩碾妷海瑢儆诘碗妷捍箅娏鞣烹姟?

弧光放電產(chǎn)生的條件是小間隙和大電流，如果增加間隙或減小電流，電弧將會消失。

二、電弧光是怎樣形成的？

電弧性短路起火：如將兩電極接觸后再拉開建立了電弧，則維持此10mm長的電弧只需20V電壓。也就是說只要先接觸，之后又分開，很可能產(chǎn)生局部溫度很高的電弧而成為起火源。按電弧發(fā)生的不同部分可分為帶電導(dǎo)體間的電弧、帶電導(dǎo)體與地之間的電弧和絕緣表面的爬電。

1、帶電導(dǎo)體間的電弧性短路起火：

短路起火時有兩種可能，其一是兩導(dǎo)體（如相線與中性線）接觸時因短路電流產(chǎn)生的高溫，使接觸點金屬熔化，之后金屬熔化成團收縮而脫離接觸的過程，這種情況下可能建立電弧。又如線路絕緣水平嚴重下降，雷電產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓或電網(wǎng)故障產(chǎn)生的暫態(tài)過電壓都可能擊穿劣化的線路絕緣而建立電弧。電弧性短路的起火危險遠大于上述金屬性短路的起火危險。

2、接地故障電弧起火：

由于接地故障發(fā)生的幾率遠大于帶電導(dǎo)體間的短路”所以“接地故障電弧引起的火災(zāi)遠多于帶電導(dǎo)體間的電弧火災(zāi)”這是因為“電氣線路施工中，穿鋼管拉電線時帶電導(dǎo)體絕緣外皮之間并無因相對運動而產(chǎn)生的摩擦，但帶電導(dǎo)體絕緣外皮與鋼管間的摩擦卻使絕緣摩薄或受損。另外，發(fā)生雷擊時地面上出現(xiàn)瞬變電磁場，對電氣線路將感應(yīng)瞬態(tài)過電壓”此時“芯線上感應(yīng)的瞬態(tài)過電壓是基本相同的而電纜梯架則因接地而為地電壓”所以，芯線對地的電位差較大。從摩損和電位差大兩方面分析，接地故障電弧起火率自然偏高。

3、爬電起火：

爬電是指電弧不是建立在空氣間隙中的電弧，而是出現(xiàn)在設(shè)備絕緣表面上的電弧。例如電源插頭的絕緣表面上的一個或多個相線插腳和PE線插腳，之間的絕緣表面可能發(fā)生爬電。

電弧光在中、低壓開關(guān)柜內(nèi)產(chǎn)生的主要因素是什么？

▼使用了不良性能的導(dǎo)電體；

▼絕緣材料的損壞（包括：裂痕，進水，老化等）；

▼人體或其他物品意外地接觸到帶電的物品；

▼操作過程中的失誤或者設(shè)計或安裝錯誤；

▼元件損壞，沒有良好的維修和保養(yǎng)設(shè)備；

▼電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改變（系統(tǒng)容量增大、電纜應(yīng)用增多）。

三、電弧光的危害

開關(guān)設(shè)備內(nèi)部間隔發(fā)生故障而產(chǎn)生的電弧光會造成開關(guān)設(shè)備中的壓力和溫度迅速增加，如不及時切除、將可能造成以下重大危害：

▼電弧光中心溫度（相當于太陽表面溫度的2~4倍，約為10000~20000°C過高導(dǎo)致銅排、鋁排熔毀氣化；

▼電纜熔毀，電纜護套著火；

▼開關(guān)設(shè)備劇烈振動，使固定元件松脫；

▼使上一級變壓器承受近距離短路沖擊，故障電流產(chǎn)生的電動力可能導(dǎo)致變壓器繞組變形引起匝間短路；

▼故障產(chǎn)生的弧光沖擊波以300m/s速度爆發(fā)，可摧毀途中的任何物質(zhì)，若波及站內(nèi)直流系統(tǒng)導(dǎo)致全站直流失電，將造成無法彌補的重大損失；

▼燃燒產(chǎn)生的有毒氣體被人吸入會產(chǎn)生生命危險；

▼高溫灼傷皮膚，強光刺傷眼睛；

▼爆破音振損傷耳膜，肺臟；

▼爆炸碎片飛射，造成人員傷亡。

四、電弧光的監(jiān)測及防護

當?shù)蛪洪_關(guān)柜發(fā)生電弧，可以通過三種不同的設(shè)計理念保護操作人員和設(shè)備的安全：

改善設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)，使之能夠承受電?。ū粍颖Ｗo）；

設(shè)備安裝限制內(nèi)部電弧效應(yīng)的裝置（主動保護）；

設(shè)備安裝限流斷路器。

主動保護有以下兩種常見的可行的方法：

1、通過壓力傳感器進行監(jiān)測

采用壓力傳感器作為電弧光探測單元，壓力波是裝置內(nèi)出現(xiàn)電弧事故的效應(yīng)之一，將在電弧出現(xiàn)后的10-15毫秒后出現(xiàn)，可以安裝一些壓力傳感器用于探測壓力峰值。當內(nèi)部的壓力達到設(shè)定值時，電弧監(jiān)測裝置發(fā)出動作指令，控制開關(guān)器件動作。但是要預(yù)先確定電弧在柜內(nèi)產(chǎn)生的過壓值并非易事。

2、通過弧光傳感器進行監(jiān)測

采用光纖傳感器作為電弧光探測單元，弧光監(jiān)測器的操作邏輯如下：電弧現(xiàn)象會產(chǎn)生強烈的光輻射，因此柜體內(nèi)出現(xiàn)的弧光可以被弧光傳感器探測到當弧光監(jiān)控系統(tǒng)探測到故障，會發(fā)出動作信號給斷路器。這種方法的探測反應(yīng)時間僅為1毫秒?；」鈧鞲衅鞣譃榭煞譃殡娏餍秃凸饫w性（可見光和紫外光）其中支持可見光的弧光傳感器有比善科技ArcSenor系列弧光傳感器。

電弧光保護系統(tǒng)

1、相電流電壓采集，主控單元可接入3個電壓和3個電流(或者6個電流，即2條線路)弧光信號采集，主控單元可接入12路弧光(溫度)等各種輸出為20mA的傳感器，其中1路可接便攜式弧光傳感器；

2、6個準雙工RS422差分通信接口，速率可達691.2kbps，可最多擴展192個輔助單元；

3、全系統(tǒng)的電壓、電流、弧光動作定值和溫度的報警設(shè)置的管理；

4、具有4個雙電子一機械繼電器控制輸出和1個電子繼電器控制輸出；

5、無延時情況下，單弧光啟動判據(jù)時總故障出口時間小于3nis；

6、電流和弧光雙啟動判據(jù)時總故障出口時間小于6ms

全系統(tǒng)的保護動作、告警、波形記錄等功能，邏輥均可采用后臺軟件進行靈活組態(tài)；

7、具有傳感器、輔助單元及其連接銅纜的連續(xù)監(jiān)測與報警功能；

8、如果電弧光傳感器持續(xù)動作5s(時間可設(shè))以上，該傳感器的功能將從系統(tǒng)中自動退出，并發(fā)出故障報警;一旦干擾光線消失，將立即恢復(fù)正常功能，故障報警自動復(fù)位；

9、支持IRIG-B(DC)或主控單元自同步采樣；

10、錄波存儲:4.8k/s采樣條件下可以保存32次持續(xù)3s的故障波形。