弧光保护装置原理讲课
弧光保护系统
一.前言相对于输电线路、发电机、电动机和变压器等电气设备，母线的故障几率是比较低的。
但由于母线绝缘子或断路器、隔离开关套管发生闪络、运行人员误操作，中低压母线受小动物危害等原因，母线故障时有发生。
而通常母线上接有较多的电气元件，母线故障时将会使所有这些电气元件停电，其影响面积大，后果严重。
目前在我国220KV以上电压等级的母线上，为满足电力系统暂态稳定性的要求，一般均装设有专门的快速母线保护，母线故障可有选择地快速切除。
110KV电压等级的母线，视其重要程度和复杂程度，有些装设专门的母线保护，有的则不装。
而35KV以下电压等级的中低压母线，无论其出线条数多少、复杂程度如何，一般都没有装设专门的母线保护。
而开关柜内部弧光故障是配电系统中一种非常严重的故障，它的发生会造成灾难性的后果，其内部电弧燃烧释放的巨大能量所产生的各种故障电弧效应，严重烧毁昂贵的开关设备，短路电流冲击可损坏主变压器，造成长时间停电。
更严重的是，它还会造成附近工作人员的伤亡事故。
就目前应用的中低压母线短路保护方案而言，不能满足开关柜内部电弧光短路的要求，需要引进新的专用母线保护方案以解决现代电力系统及厂矿企业提高供电可靠性，减少停电时间的问题。
国外自20世纪60年代就开始关注开关柜内部故障电弧对人员伤害的严重性，并对开关柜内部故障特性进行深入的试验研究。
在90年代初开发出基于检测电弧光的中低压线母线保护系统，并开始在电力系统，厂矿企业投入运行。
近年来，在欧美一些国家，越来越多的用户采用电弧光保护作为中低压开关柜内部故障保护，并且在一些国家该保护装置已成为中、低压开关柜的标准配置。
西安富邦科技实业有限公司，在吸收国外先进技术，结合行业检测及保护配置相关规程，研发出具有低价位，适用性强，高可靠性的电弧光保护系列产品FB360中低压母线快速保护装置. FB360中低压母线快速保护装置是国内同内产品中极少数通过国家继电器检测中心检测并取得许可证的生产厂家之一，现已形成批量产能，填补了国内中低压母线及开关柜弧光保护的空白，该产品自推出以来，应用领域遍及电力企业的各类发电厂，厂用电系统和配电变电站.工业系统的炼钢厂、金属冶炼厂、石油化工厂、造纸厂、造船厂、塑料厂、矿山，楼宇等供配电系统以及铁路、电信，商业中心的配电系统。
ADP306电弧光保护装置
ADP-306系列电弧光保护装置概述高压电气设备的各种短路故障和接地故障常伴有电弧光，电弧光产生巨大的压力和温升，会对电气设备与人身安全造成严重伤害。
电弧光故障的影像照片（PS照片）电弧光产生的原因很多，包括误入带电间隔，误操作隔离开关，误带地线合闸，误将检修工具遗漏在设备内，接线错误，设备老化、机械磨损、过电压、小动物（尤其是老鼠）、灰尘及环境腐蚀使绝缘降低等因素。
电弧光的危害性很大，会使电气设备内部温度和压力迅速增加。
弧光中心的温度能达到20,000℃，超过太阳表面温度的3倍，铜排、铝排、电缆着火甚至气化，压力上升导致电气设备爆炸。
弧光冲击波以300m/s的速度爆发，摧毁沿途的其它设备，使事故范围扩大化。
对人身而言，高温会灼伤皮肤、强光会刺伤眼睛、爆破音振会损伤耳膜及肺脏，伤亡非常严重。
电弧光故障的危害程度取决于电弧光电流的大小及持续时间，电弧光产生的能量I2t与故障持续时间t成指数规律快速上升。
越早切除故障，弧光的危害越低。
IEC 62271-200 Ed. 2.0的附录AA指定100ms电弧燃烧时间作为中压开关柜的电弧故障防护标准。
即当开关柜发生内部故障，如果在100ms以内切除故障，开关设备及附近人员的损害较小。
考虑到裕度及开关柜质量的差异，一般认为在75ms内将弧光故障切除即能有效降低故障的危害。
电力系统110kV及以上电压等级的设备都配置有零延时保护，能快速的切除故障；35kV 及以下电压等级的母线通常不配置独立的母差保护装置，借助变压器后备保护装置的过流保护来切除母线故障；由于选择性的要求，该过流保护带有延时，一般0.3s～2s。
较长的延时使得35kV及以下电压等级的母线故障切除滞后、破坏性严重。
35kV及以下电压等级的出线通常配置过流速断，保护装置的动作时间一般在30ms左右。
有些间隙性的弧光故障，初期的电流不大，达不到速断定值，只有在故障发展变严重之后保护装置才能跳闸；由于任由故障发展，丧失了及早切除故障的良机，事故后果更为严重。
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。
#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。
弧光保护装置原理讲课
弧光的光强 可以超过正 常的照明光 强 2000 倍
解决பைடு நூலகம்题的 关键在于尽 快切断电源， 熄灭电弧
电弧光的危害
1.3.1 电弧光的特点
I² t, kA²s
高温度
高强度
Steel fire Copper fire Total breaking time Cable fire with arc protection 7 + (35 .. 80)ms
离子大量增加的现象称为“电离”。空气被电离的同时，温度随
之急剧上升产生电弧，这种放电称为弧光放电
小间隙
+
大电流
弧光放电
电弧光的形成
1.1.2 电弧光短路起火
电弧性短路起火：如将 两电极接触后再拉开建立了 电弧，则维持此 10mm 长的
带电导体之间 如：两导体之间放电或雷电瞬 时过电压引起绝缘击穿
电弧只需 20V 的电压。也就
人为操作错误：走错间隔，误操作，未做好安全措施
系统方面原因：系统增容，接地方式改变，系统谐振过电压等
电弧光的危害
1.3.1 电弧光的特点
空气弧光产生 时候最大的瞬 时功率可以达 40 MW
内部温度可以 升至 10 000 20 000°C 弧光产生时 和结束时的 温度可以达 到 4 500°C
弧光的最大 电压可达 500 - 1 000 V
传统母线弧光保护方式
2.1 传统母线弧光保护方式
变压器后 备过流保 护 馈线过流 保护闭锁 变压器后 备 环流原理 的高阻抗 母线保护
广泛采用 切除母线故障延时
动作时间有所提 升，300~400ms
清除故障时间100ms 受CT安装限制，保护范围 受限，且安装复杂
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。
KLD弧光保护
● 可编程跳闸逻辑
● 持续全面的自检功能
电流单元（KLD-AP-CTE)
● 可适配1A，2A，5A的电流互感器
● 电流整定范围 50In～ 500%In
● 系统正常时显示闪烁的绿灯，检测到过电流 时显示灯变为红色，过电流报警解除后显示 闪烁的红灯
3 TYSEN-KLD电弧光保护系统介绍
弧光单元（KLD-AP-ACU)
3 TYSEN-KLD电弧光保护系统介绍
KLD电弧光保护系统主要性能及特点：
• • • • • • • • • • • • • 完全满足所有电磁兼容（EMC）标准及继电器保护设计标准。 跳闸出口采用快速跳闸技术，输出跳闸信号速度快（1ms )。 采用过流和弧光双判断原理，动作可靠。 采用无源弧光探头，20年免维护，直接光纤连接传输，抗电磁干扰 能力强。 可编程选择跳闸逻辑，根据实际电路进行扩展。 可编程选择信号逻辑，根据实际情况改为跳闸出口。 持续全面的自检功能。 安装便携，使用方便，维护工作量小 。 感光度可按实际情况调整。 可保护276个检测点。 具有故障定位功能，准确显示故障位臵。 配臵灵活，适应性强。对于不同类型接线，可灵活编程，适用于各 种接线的运行方式。 具有断路器失灵保护功能。
展为方向，结合国外先进的智能电网产品设计理念，为客户提供具有前瞻性和最优
性价比的弧光保护装置及完善的保护配置方案。 KLD-AP的中低压母线弧光快速保护系统，将弧光检测和高速过流检测相结合， 利用高速分断输出，使保护动作快速，安全、可靠。弧光发生后，其动作时间最 快可达1ms，其快速动作能力能最大限度的保护人身和设备安全。KLD-AP的中低 压母线弧光快速保护系统针对具体行业特性的不同，提供针对性的解决方案。目前 已广泛应用于国内外发电厂配电系统、大用户厂用及配电系统中。
ADP306电弧光保护装置
ADP-306系列电弧光保护装置概述高压电气设备的各种短路故障和接地故障常伴有电弧光，电弧光产生巨大的压力和温升，会对电气设备与人身安全造成严重伤害。
电弧光故障的影像照片（PS照片）电弧光产生的原因很多，包括误入带电间隔，误操作隔离开关，误带地线合闸，误将检修工具遗漏在设备内，接线错误，设备老化、机械磨损、过电压、小动物（尤其是老鼠）、灰尘及环境腐蚀使绝缘降低等因素。
电弧光的危害性很大，会使电气设备内部温度和压力迅速增加。
弧光中心的温度能达到20,000℃，超过太阳表面温度的3倍，铜排、铝排、电缆着火甚至气化，压力上升导致电气设备爆炸。
弧光冲击波以300m/s的速度爆发，摧毁沿途的其它设备，使事故范围扩大化。
对人身而言，高温会灼伤皮肤、强光会刺伤眼睛、爆破音振会损伤耳膜及肺脏，伤亡非常严重。
电弧光故障的危害程度取决于电弧光电流的大小及持续时间，电弧光产生的能量I2t与故障持续时间t成指数规律快速上升。
越早切除故障，弧光的危害越低。
IEC 62271-200 Ed. 2.0的附录AA指定100ms电弧燃烧时间作为中压开关柜的电弧故障防护标准。
即当开关柜发生内部故障，如果在100ms以内切除故障，开关设备及附近人员的损害较小。
考虑到裕度及开关柜质量的差异，一般认为在75ms内将弧光故障切除即能有效降低故障的危害。
电力系统110kV及以上电压等级的设备都配置有零延时保护，能快速的切除故障；35kV 及以下电压等级的母线通常不配置独立的母差保护装置，借助变压器后备保护装置的过流保护来切除母线故障；由于选择性的要求，该过流保护带有延时，一般0.3s～2s。
较长的延时使得35kV及以下电压等级的母线故障切除滞后、破坏性严重。
35kV及以下电压等级的出线通常配置过流速断，保护装置的动作时间一般在30ms左右。
有些间隙性的弧光故障，初期的电流不大，达不到速断定值，只有在故障发展变严重之后保护装置才能跳闸；由于任由故障发展，丧失了及早切除故障的良机，事故后果更为严重。
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主单元通过检测短路电 流和来自电弧光传感器的 动作信息，并对收集的数 据进行处理、判断，在满 足跳闸条件时，发出跳闸 命令以切除故障。此外， 主单元根据辅助单元传送 来的弧光传感器动作信息， 提供弧光故障点的定位。
辅助单元
当系统发生弧光故障时， 辅助单元收集来自电弧光 传感器的动作信息并传送 给主单元，在主单元上显 示弧光传感器的地址编号， 有利于及时准确故障定位 开关柜，为检修提供信息
母线弧光保护的安装
3.1.1 主单元的安装
主单元安装位置：主单元弧光保护主单元安装在
U6A段工作电源进线PT 26001开关柜内，新增一个
空气开关，开关名称弧光保护，编号ZD，开关电
源取自直流110V母排。
母线弧光保护的安装
3.1.1 主单元的安装
母线弧光保护的安装
3.1.2 电流辅助单元的安装
电流辅助单元的安装：弧光保护辅助单元安装在 U6A段备用电源进线开关26007柜内，辅助单元通 过与主单元连接的网线取电。
母线弧光保护的安装
3.1.2 电流辅助单元的安装
“互传功能”
母线弧光保护的安装
3.1.3 通讯辅助单元的安装
U6A段共有3台通讯单元，分别装在26015、26031、 26043开关柜内，通讯单元通过与主单元连接的网 线取电，通讯单元采集弧光探头信息，通过网线将 信息传输给主单元及辅助单元。
弧光的光强 可以超过正 常的照明光 强 2000 倍
解决问题的 关键在于尽 快切断电源， 熄灭电弧
电弧光的危害
1.3.1 电弧光的特点
I² t, kA²s
高温度
高强度
Steel fire Copper fire Total breaking time Cable fire with arc protection 7 + (35 .. 80)ms
本章小结
原理 简单 结构 简单
结论：
电弧光保护改进了传统母 线保护的概念，提高故障处理 速度，可以有效解决短路故障 弧光所造成的危害，减少设备
动作 迅速
故障 定位
维护及人员伤亡，提高电力系
统的安全及经济效益。
母线弧光保护装置的应用 第一章 安全生产方针的由来和发展
1 3
3.1 母线弧光保护的安装 1.1 安全生产方针的由来 3.2 母线弧光保护的检验 1.2 安全生产方针的发展历程
弧光探头
专用于母线保护的弧 光传感器安装在开关柜的 母线室内，它作为光感应 元件，将检测在发生弧光 故障中突然增加的光强， 并将光信号转换成电流信 号传送给辅助单元。
新型母线弧光保护装置原理
2.2 新型母线弧光保护装置原理
章节练习
填空题
新型母线弧光保护装置的主要组成部分包 主单元 、______________ 辅助单元 、 括____________ 弧光探头 。 _____________
更快！更灵敏！
新型母线弧光保护装置原理
2.2 新型母线弧光保护装置原理
弧光保护动作逻辑图 电弧光保护主要动作依据为故障 产生的两个不同因素：弧光及电流
增量。当同时检测到弧光和电流增量
时发出跳闸命令。电弧光保护由三部
分组成：电弧光保护主单元、电弧光 保护辅助单元和弧光传感器。
新型母线弧光保护装置原理
高能量
200 400 ms
0
100
高破坏
开关电弧燃烧产生的能力与短路时间的关系
电弧光的危害
1.3.2 电弧光的危害
对人体的危害 弧光的光强很容易使人的眼睛刺伤； 对设备的危害 开关柜的弧光短路故障，往往由于没有 得到及时清除，发展为中压母线故障， 其危害是非常严重的，象造成发电厂厂 用电瓦解、重要用户停电，更严重的导 致多组开关柜同时烧毁的“火烧连营”事
培训对象
继电保护工
用和原理
电弧光的基本原理 第一章 安全生产方针的由来和发展
1 1
1.1 电弧光的形成 1.1 安全生产方针的由来 1.2 电弧光的产生因素 1.2 安全生产方针的发展历程 1.3 电弧光的危害
电弧光的形成
1.1.1 弧光放电
当两电极间电压升高时，在电极最近处空气中的正负离子被电场 加速，在移动的过程中与其它空气分子碰撞产生新的离子，这种
6KV母线弧光保护装置简介
讲课人：徐 东
导 入
导 入
是什么对设备
造成了如此严重
的破坏？
电弧光！
一Leabharlann 电弧光的基本原理新型母线弧光保护装置介绍 母线弧光保护装置的应用
目录 content
二 三
课程目标
技能目标 通过学习本课程能够独立完成 6KV母线弧光保护装置的检验方 法和故障处理 知识目标 能够了解电弧光的产生原因 能够掌握6KV母线弧光保护的作
离子大量增加的现象称为“电离”。空气被电离的同时，温度随
之急剧上升产生电弧，这种放电称为弧光放电
小间隙
+
大电流
弧光放电
电弧光的形成
1.1.2 电弧光短路起火
电弧性短路起火：如将 两电极接触后再拉开建立了 电弧，则维持此 10mm 长的
带电导体之间 如：两导体之间放电或雷电瞬 时过电压引起绝缘击穿
电弧只需 20V 的电压。也就
人为操作错误：走错间隔，误操作，未做好安全措施
系统方面原因：系统增容，接地方式改变，系统谐振过电压等
电弧光的危害
1.3.1 电弧光的特点
空气弧光产生 时候最大的瞬 时功率可以达 40 MW
内部温度可以 升至 10 000 20 000°C 弧光产生时 和结束时的 温度可以达 到 4 500°C
弧光的最大 电压可达 500 - 1 000 V
传统母线弧光保护方式
2.1 传统母线弧光保护方式
从实际应用情况来看，现有的保护方案是显然不能满足快速切除母
线故障或保护要求覆盖的范围，迫切需要采用一种新型中压母线保护系 统，以解决当前实际运行中由于中低压母线发生故障几率较高、延迟切 除故障导致故障发展、扩大，从而造成巨大经济损失的问题。因此，新 型的电弧光保护应运而生。
母线弧光保护的安装
3.1.4 弧光探头的安装
U6A段每一台6kV开关都安装有弧光探头，弧光 探头安装位置在6kV开关母排室。弧光探头采集 光信息，并将光信息送至通讯单元。
母线弧光保护的检验
3.2.1 装置、二次接线检查及报警试验
经外观检查，弧光保护装置无损伤，与主单元通讯正常； 装置接线可靠，端子接线紧固，网络口接线可靠； 经二次回路确认，模拟量及开关量信号均按要求接入弧光 保护装置； 对二次回路进行绝缘检查无异常，包括模拟量回路，直流 电源回路，报警回路等。
电弧爆炸造成的烧伤是最严重的伤害；
电爆时产生的巨响对听觉的伤害和爆 炸弹力对人体的伤害热能和火焰是可 以致命的伤害； 电弧周围的空气在弧光强烈辐射作用 下，还会产生臭氧、氮氧化物等有毒 气体伤害呼吸系统。
故等等，而近年来由于母线故障巨大的
短路电流冲击造成主变损坏也不少见， 这些事故均造成重大的经济损失。
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2.1 传统母线弧光保护方式 1.1 安全生产方针的由来 2.2 新型母线弧光保护装置原理 1.2 安全生产方针的发展历程
传统母线弧光保护方式
2.1 传统母线弧光保护方式
IEC298 标准附录 AA 中规定开关柜内 部燃弧时间是 100 ms，开关柜可以承受 电弧燃烧时间为 100 ms。由于发生弧光 故障在断路器动作前，故障短路电弧是 一直在燃烧，即保护动作时间加上断路 器分闸时间之和，即为电弧燃烧的持续 时间。从保护开关柜方面考虑，保护动 作时间应在小于 100 ms 切除故障以防止 弧光短路进一步发展扩大造成更大的危 害和毁坏设备。 国际 GB1094.5－2003 规定的 110 kV 及以 上电压等级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靠过流后备保护切 除的动作时间往往在 2 s 以上，离 0.25 s 的变压器的动稳定时间相差甚远。在近 区低压侧出口（低压母线）短路，短路 故障引起变压器损坏的保护动作时间太 长，远大于变压器允许承受的短路电流 持续时间。
否 否
主单元不动作，I>Int灯不亮
主单元不动作，I>Int灯亮， 主单元不动作，I>Int灯不亮
母线弧光保护的检验
3.2.2 电流辅助单元试验
辅助单元动作定值为1.0A， 用继电保护测试仪在备用电 源进线开关柜端子排X1:6、 X1:7、X1:8、X1:9上通入电 流，观察L1、L2、L3灯情况。 电流加量 A相：1.05A B相：1.05A C相：1.05A A相：0.95A B相：0.95A C相：0.95A 动作情况 辅助单元动作，L1灯亮 辅助单元动作，L2灯亮 辅助单元动作，L3灯亮 辅助单元不动作，L1灯不亮 辅助单元不动作，L2灯不亮 辅助单元不动作，L3灯不亮
是说只要先接触，之后又分 开，很可能产生局部温度很 高的电弧而成为起火源。
接地故障
接地故障引起电弧短路起火故 障率较高
爬电
出现在设备绝缘表面上的电弧， 如电源插头表面
电弧光的产生因素
1.2 电弧光的产生因素
绝缘故障：绝缘材料爬距不足，恶劣条件下发生绝缘故障 载流回路不良：接头洁面不够，接触不良，大电流时引发过热 外来物体进入：外来小动物进入或检修工器具遗留
切除中低压柜内母线故障，限制弧光短路对人身和设备的危害，大大减少了
设备维修费用和恢复时间，具有明显的经济效益。
母线弧光保护的检验
3.2.3 开关传动及互传功能试验
主单元电流 加入1.2A 加入1.2A 辅助电源电流 不加电流 不加电流
不加电流
不加电流
加入1.2A