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电弧光保护系统结构组成及作用
发布者： 时间：2023-11-04 浏览次数：

弧光保护目的是在发生电弧故障时，通过限制电弧燃烧时间来保护附近工作人员及设备。电弧保护首先必须检测故障电弧，然后才能切断流过的故障电流。在中低开关柜内部故障保护中，一般是通过跳开断路器来切除故障使故障电弧熄灭。电弧燃烧时伴随着光、声及电磁波形式的辐射。通过分析可见光、声波、红外线或无线电频率的辐射可以检测到电弧的存在，甚至连由电弧产生的压力波也已经用来检测它的存在。然而，最广泛使用的方法还是通过检测可见光来实现。

电弧光保护系统通过检测开关柜内部发生故障时发出的电弧光判断是否发生故障。弧光是电弧最明显且变化最快的特征物理量，因而电弧光保护具有超高速的动作性能，整套保护的动作时间可保证在几毫秒以内。对于开关柜内部故障保护来讲，这种超调整动作性能是最重要的。为了避免外界光干扰可能引发系统的误跳闸，在实际应用中往往还引入过流闭锁信号，即：只有同时检测到弧光信号及过流动作信号才发出跳闸指令切除故障，从而进一步提高保护系统动作的可靠性。

电弧光保护系统由以下主要部件组成：

1）弧光保护主控单元：主单元为电弧光保护系统的控制中心，收集动作信号并对收集的数据进行处理、判断、发出跳闸信号以切除故障。设备自带四路输出接口分别为弧光跳闸出口1、弧光跳闸出口2、弧光跳闸出口3、跳闸总出口4。设备支持ModBUS-RTU规约，可通过后台对设备进行参数设置、实时数据读取、故障信息读取、复归等操作，方便组网运行。

2）采集单元：弧光采集单元与主控单元配合使用，是弧光保护系统的重要组成部分，主要用于采集故障弧光，并将判断后的结果通过光信号传递给主控单元。单个弧光采集单元可以安装,16个弧光探头，根据系统的大小可以任意增减弧光采集单元的数量。弧光采集单元通常安装在选定的开关柜内中，选择的原则是保证该单元相关光纤用量尽量少。

3）弧光传感器：专门用于故障弧光采集，是无源的弧光探测传感器，安装在开关柜的母线室内或馈线柜内电气元件的连接处。当发生弧光故障时，光照度大幅度增加，弧光传感器直接将光信号传给弧光采集单元或馈线保护单元。

电弧光保护系统作用：电弧光保护系统具有非常快的动作速度，对开关柜各单元室的总故障清除时间可控制在100ms以内。因此，在发生弧光故障、柜内压力和温度急剧增加以前，电弧光保护系统就可以发出跳闸指令切除供给的短路电流，使设备损坏及人员伤害的损失减到最小。

对于中低压开关柜来讲，以最快的速度切除故障意味着最大限度地限制电弧燃烧释放的能量，其益处是：1）保护附近工作人员免受电弧故障效应的伤害；2）开关柜内部部件的限制到最小；3）大大减少开关设备损坏的维修费用；4）最大限度地减少用户停电时间，可尽快恢复生产；5）对于使用年限很长需要进行改造的开关柜，采用电弧光保护可有效延长其使用寿命，从而减少对开关设备的投资费用。

电弧光保护作为中低压母线保护，对配电系统还将提供以下益处：1）保护昂贵的主变压器或厂用变压器免受巨大的短路电流冲击而损坏；2）防止波及站用直流系统，避免事故扩大而造成经济损失。



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