淺談弧光保護在中低壓電力系統中的重要性

安科瑞 陳聰

【摘要】： 中低壓電力系統由于無母線保護、出線多，操作頻繁、三相導體線間距離和與大地的距離比較近、易受小動物危害、設備制造質量比高壓設備差，使其弧光事故的易發性大大高于高壓。基于此，本文首先闡述弧光產生的原因及危害，然后介紹弧光保護裝置的國家標準，結尾介紹弧光保護的原理及裝置組成。

【關鍵詞】：中低壓電力系統；母線保護；弧光保護

一、 前言

近年來，中低壓電力系統弧光故障事故頻發，不僅影響供電系統平穩運行，還會造成嚴重的人身傷害和財產損失，甚至會蔓延到周邊環境，導致一系列次生災害發生。故有必要在中低壓電力系統中配置弧光保護裝置。

二、 弧光產生的原因及危害

1、中低壓電力系統在運行中發生的弧光故障事故，多是受到環境條件的影響，絕緣材料受潮、設備表面產生凝露和附著污穢，從而使設備絕緣水平下降引發事故。

弧光產生的技術原因

l 設備故障和帶電設備的誤操作

l 設備正常檢修后，工具遺漏在開關設備內

l 錯誤的接線和母線連接

l 絕緣老化和機械磨損、過電壓

l 小動物、灰塵、溫度、濕度、腐蝕等環境因素

l 容性接地電流擴大

人為誤操作往往也會造成弧光故障事故。

弧光產生的人為原因

l 誤入帶電間隔

l 隔離開關誤操作

l 忘記在工作區接地

l 忘記測量工作區內的高壓

2、弧光故障事故的巨大破環性

l 電弧溫度高達10000攝氏度，相當于太陽表面溫度的2倍，過熱將導致母排、電纜熔毀、氣化，電纜包覆層著火

l 過熱將導致壓力上升，使開關設備爆炸

l 開關設備強烈振動，使固定元件松落

l 高溫灼燒皮膚，強光刺傷眼睛

l 產生大量的有害氣體，傷害呼吸系統

l 爆破音震損耳膜、內臟

l 碎片飛射，造成身體傷害，甚至死亡

弧光故障事故的危害程度取決于弧光電流及切除時間，電弧產生的能量與I 2t成指數規律快速上升。當總切除時間大于100ms，將會對設備造成不同程度的損害，故總切除時間越短越好。

三、 弧光保護的相關標準

l NB/T 42076-2016 弧光保護裝置選用導則

此條說明了弧光保護裝置的選用條件。

l GB/T 14598.302-2016 弧光保護裝置技術要求

  此條說明了弧光保護的動作條件。

l DL/T 1504-2016 弧光保護裝置通用技術條件

  此條說明了弧光保護的配置原則。

四、 ARB5系列弧光保護的原理及系統組成

弧光保護裝置通過弧光+電流突變量雙重判據或弧光單判據啟動保護，其動作時間為

弧光單判據動作時間≤7ms；

弧光+電流雙判據時間≤20ms。

    ARB5系列弧光保護裝置由ARB5-M主控單元、ARB5-E擴展單元、ARB5-S弧光探頭、弧光光纖以及尾纖等配件構成。

五、結束語 

弧光保護的原理簡便、結構簡單、動作迅速可靠，改進了傳統母線保護的概念，在預防弧光故障事故方面具有重要意義，并能減少設備損害及人員傷亡，確保中低壓開關柜的安全與可靠運行。

參考文獻

[1] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊

[2]. NB/T 42076-2016 弧光保護裝置選用導則

[3]. GB/T 14598.302-2016 弧光保護裝置技術要求 

[4]. DL/T 1504-2016 弧光保護裝置通用技術條件