弧光保護(hù)裝置——應(yīng)用背景

一、電弧光的巨大危害 程瑜 187 0211 2087

中低壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中分布最廣、操作最頻繁的設(shè)備，但由于設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行環(huán)境惡劣、絕緣老化、小動(dòng)物侵入或人為操作不當(dāng)?shù)仍?，其故障率遠(yuǎn)高于高壓設(shè)備。當(dāng)開關(guān)柜發(fā)生短路故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生劇烈的電弧光，其危害是毀滅性的。

二、傳統(tǒng)保護(hù)的“時(shí)間缺口”

開關(guān)柜能夠承受的電弧燃燒時(shí)間僅為 100ms。然而，傳統(tǒng)的中低壓母線保護(hù)方案，其動(dòng)作速度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于這個(gè)安全時(shí)限，傳統(tǒng)保護(hù)要么“來(lái)不及”，要么“用不起”，導(dǎo)致中低壓母線長(zhǎng)期處于缺乏快速專用保護(hù)的狀態(tài)。

三、新型電力系統(tǒng)需求

隨著“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，大量分布式能源（如光伏、風(fēng)電）接入配電網(wǎng)，使得系統(tǒng)故障特征變得復(fù)雜。傳統(tǒng)的過(guò)流保護(hù)可能因新能源的弱饋特性而失效，而弧光判據(jù)不受新能源接入影響，成為保障供電安全的關(guān)鍵技術(shù)之一。

弧光保護(hù)的意義：

1、在燃弧初期快速斷開故障點(diǎn)；

2、使得快速恢復(fù)供電成為可能；

3、延長(zhǎng)一次設(shè)備的使用壽命；

4、避免人員傷亡；

5、可以實(shí)現(xiàn)中低壓母線保護(hù)功能；

6、有效補(bǔ)充中低壓系統(tǒng)母線保護(hù)缺陷

安科瑞中低壓弧光保護(hù)裝置

ARB系列弧光保護(hù)裝置集保護(hù)、測(cè)量、監(jiān)視、控制、通訊、故障錄波、事件記錄等多種功能于一體；裝置內(nèi)部集成了電源模塊、CPU模塊、弧光采集模塊、電流電壓采集模塊、開入開出模塊、通訊模塊、人機(jī)接口模塊；軟件配以專門的保護(hù)算法，抗干擾性能強(qiáng)，可靠性高，保護(hù)實(shí)現(xiàn)方式靈活。

一、ARB6集中式母線弧光保護(hù)裝置

多組保護(hù)動(dòng)作邏輯，適應(yīng)復(fù)雜的運(yùn)行方式；

分區(qū)域保護(hù)，實(shí)現(xiàn)選擇性跳閘；

裝置、弧光傳感器及光纖實(shí)時(shí)自檢；

故障點(diǎn)定位；

弧光動(dòng)作門檻值和電流、電壓定值可自由整定

二、ARB4饋線式弧光保護(hù)裝置

1、適合電纜室、電容補(bǔ)償柜等單柜應(yīng)用；

2、裝置、弧光傳感器及光纖實(shí)時(shí)自檢；

3、故障點(diǎn)定位；

4、弧光動(dòng)作門檻值和電流、電壓定值可自由整定

三、ARB-S弧光傳感器

ARB-S弧光傳感器為無(wú)源弧光傳感器，輸出光信號(hào)（通過(guò)光纖）給ARB弧光保護(hù)裝置，與ARB弧光保護(hù)裝置配套使用。

1、監(jiān)測(cè)光譜范圍廣；

2、高靈敏度；

3、探測(cè)角度廣；

4、全絕緣、不含金屬成分，沒(méi)有電氣安全隱患；

5、不需供電、免維護(hù)；

6、配套雙股阻燃光纖

安科瑞弧光保護(hù)系統(tǒng)

ARB弧光保護(hù)裝置支持Modbus、IEC103等主流通信規(guī)約,可方便地接入Acrel2000電力監(jiān)控系統(tǒng)、AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺(tái)。

除了監(jiān)測(cè)進(jìn)出線各回路斷路器、刀閘等運(yùn)行狀態(tài)及電壓、電流、功率等運(yùn)行參數(shù),還可依據(jù)電弧光故障及弧光保護(hù)的特點(diǎn),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路母線室、手車室、電纜室的弧光強(qiáng)度值、弧光傳感器越限狀態(tài)及光纖鏈路狀態(tài),實(shí)時(shí)預(yù)警和產(chǎn)生事故告警,并能查看故障發(fā)生時(shí)的故障錄波、事故追憶等信息。

產(chǎn)品資質(zhì)

ARB系列弧光保護(hù)裝置通過(guò)了國(guó)家繼電保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心的檢驗(yàn)檢測(cè)，并且取得了電磁兼容檢驗(yàn)報(bào)告和電氣性能及安全檢驗(yàn)報(bào)告。

典型應(yīng)用案例

核心應(yīng)用覆蓋以下場(chǎng)景：

一、電力系統(tǒng)

- 發(fā)電廠：主變、母線、發(fā)電機(jī)及出線保護(hù)，避免故障擴(kuò)大，保障供電連續(xù)。

- 變電站：中低壓母線、開關(guān)柜間隔、饋線保護(hù)，縮小停電范圍，降低設(shè)備損毀風(fēng)險(xiǎn)。

- 電網(wǎng)設(shè)施：配電網(wǎng)開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)柜等，適配單柜獨(dú)立或多柜集中式部署。

二、工業(yè)制造

- 石化化工：易燃易爆環(huán)境下的高低壓配電室、電動(dòng)機(jī)控制中心，快速切斷故障防火災(zāi)蔓延。

- 冶金鋼鐵：軋機(jī)、高爐等關(guān)鍵負(fù)荷的供電母線與開關(guān)柜，保障生產(chǎn)連續(xù)。

- 建材煤炭：高粉塵、高振動(dòng)環(huán)境下的配電系統(tǒng)，提升保護(hù)可靠性與抗干擾能力。

三、交通基建

- 軌道交通：地鐵、輕軌的牽引變電所、高低壓配電室，保障行車供電安全。

- 機(jī)場(chǎng)樞紐：航站樓、停機(jī)坪配電系統(tǒng)，支持雙冗余配置，確保供電穩(wěn)定。

- 充電站/儲(chǔ)能：充電堆、儲(chǔ)能電站直流側(cè)，應(yīng)對(duì)電池短路等引發(fā)的弧光風(fēng)險(xiǎn)。

四、公共與商用

- 數(shù)據(jù)中心：UPS、列頭柜、配電柜，保護(hù)IT設(shè)備與供電鏈路，避免業(yè)務(wù)中斷。

- 醫(yī)療設(shè)施：手術(shù)室、ICU等關(guān)鍵供電回路，保障生命支持系統(tǒng)供電安全。

- 市政建筑：大型商場(chǎng)、場(chǎng)館、醫(yī)院的配電室，提升人員與設(shè)備安全。

五、電氣裝置專項(xiàng)

- 中置開關(guān)柜：母線室、斷路器室、電纜室，精準(zhǔn)定位故障點(diǎn)。

- 母線橋架：母線觸頭、隔離開關(guān)、電纜接頭等易故障點(diǎn)，探頭180°扇形覆蓋（半徑0.5m）。

- 箱式變電站：緊湊空間內(nèi)的弧光監(jiān)測(cè)與快速跳閘，適配分布式光伏配套場(chǎng)景。