10 kV開關(guān)柜快速滅弧裝置的應(yīng)用

林中森+鄒軍+夏良標(biāo)

摘 要：中低壓開關(guān)柜內(nèi)部電弧故障嚴(yán)重影響了電力設(shè)備的安全運(yùn)行。采用主動(dòng)式快速滅弧裝置，在4 ms的時(shí)間內(nèi)將故障電弧消除在初始階段，不讓其產(chǎn)生壓力效應(yīng)、熱和輻射效應(yīng)，最大程度地減小電弧故障造成的危害。

關(guān)鍵詞：10 kV開關(guān)柜；電弧故障；快速滅弧裝置；放電

中圖分類號(hào)：TM561.5；TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）24-0153-02

隨著電網(wǎng)中配電網(wǎng)容量的逐漸增大，中低壓開關(guān)柜內(nèi)部電弧故障嚴(yán)重制約了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。它不僅會(huì)使中壓開關(guān)設(shè)備被燒毀，還會(huì)威脅運(yùn)行人員和設(shè)備的安全。另外，系統(tǒng)內(nèi)曾經(jīng)多次出現(xiàn)因?yàn)殚_關(guān)柜內(nèi)部電弧短路故障而造成設(shè)備損壞、設(shè)備越級(jí)跳閘，導(dǎo)致10 kV母線停電、開關(guān)柜爆炸損壞等事件，這都嚴(yán)重威脅著電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。目前，10 kV開關(guān)切除電弧故障的時(shí)間為100 ms～2 s，并不能快速熄滅故障電弧。因此，需要探測和防護(hù)10 kV開關(guān)柜內(nèi)部的電弧，以確保設(shè)備和工作人員的安全。

1 開關(guān)柜內(nèi)部電弧故障危害

電弧是發(fā)生在放電過程中的一種現(xiàn)象。當(dāng)兩點(diǎn)之間的電壓超過其空氣絕緣強(qiáng)度極限時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電弧。當(dāng)合適的條件出現(xiàn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)攜帶著電流的等離子，直到電源側(cè)的保護(hù)設(shè)備斷開才會(huì)消失。當(dāng)電弧燃燒時(shí)，中心區(qū)溫度會(huì)達(dá)到9 726.85 ℃以上，表面溫度達(dá)到了2 726.85～3 726.85 ℃，同時(shí)，還會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的白光。由于異常電弧會(huì)釋放巨大的能量，引發(fā)各種電弧效應(yīng)，所以，會(huì)使銅排、鋁排熔毀和汽化，使電纜熔毀、電纜包覆層著火，造成柜內(nèi)被污損、保護(hù)漆被焚毀、清理困難等；再加上電弧故障的開關(guān)柜本身被嚴(yán)重?fù)p壞，使得高溫、高壓氣體極快地?cái)U(kuò)散到相鄰盤體，從而造成多組開關(guān)柜被同時(shí)燒毀。如果電弧較長時(shí)間不能被熄滅，就會(huì)有爆炸的可能，危及電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全，進(jìn)而造成一定的人員傷亡和巨大的財(cái)產(chǎn)損失。

在開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧燃燒期間，產(chǎn)生的電弧效應(yīng)包括壓力效應(yīng)、熱和輻射效應(yīng)。

1.1 壓力效應(yīng)

燃燒的電弧將周圍的空氣加熱，導(dǎo)致空氣急劇膨脹，在開關(guān)柜內(nèi)部產(chǎn)生巨大的壓力。這時(shí)，開關(guān)柜的門可能會(huì)被氣體炸開，致使開關(guān)柜內(nèi)部某些不牢固的部件從中噴射出。當(dāng)高溫高壓氣體摻雜著金屬顆粒噴射到開關(guān)柜外部時(shí)，會(huì)對(duì)附近的工作人員造成一定的傷害。

1.2 熱和輻射效應(yīng)

電弧的熱（燃燒）效應(yīng)作用于開關(guān)柜的銅排、絕緣件和鋼板上，燃燒的電弧會(huì)將這些材料熔化、蒸發(fā)。電弧的燃燒效應(yīng)可能會(huì)切開母線和導(dǎo)線，在開關(guān)柜柜殼上燃燒成洞，使設(shè)備被毀壞。灼熱的氣體可能會(huì)從開關(guān)柜中爆炸而出，使得設(shè)備被損壞或造成一定的人員傷害，同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。電弧燃燒所產(chǎn)生的亮光會(huì)引發(fā)巨大的輻射效應(yīng)。

根據(jù)開關(guān)柜內(nèi)部電弧的發(fā)展過程，中壓開關(guān)柜內(nèi)部弧光故障會(huì)經(jīng)歷壓縮、膨脹、熱輻射排放等階段。其中，壓縮和膨脹階段的時(shí)間為10～30 ms，在這個(gè)階段內(nèi)，開關(guān)柜內(nèi)部產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)氣體壓力波達(dá)到峰值。在輻射排放階段，電弧能量繼續(xù)輸入燃弧點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生高溫、高速的氣流和微粒，而燃弧也會(huì)產(chǎn)生大量的熱能作用于開關(guān)設(shè)備的零部件上，有可能會(huì)燒穿開關(guān)設(shè)備。熱輻射排放的時(shí)間會(huì)持續(xù)幾百毫秒甚至是幾秒鐘，直到開關(guān)柜內(nèi)部電弧故障被切除。

電弧產(chǎn)生的能量與I2t成正比，隨著時(shí)間的推移，內(nèi)部電弧的破壞效果會(huì)越來越強(qiáng)，具體情況如圖1所示。在電弧發(fā)生10～30 ms的時(shí)間里，開關(guān)柜內(nèi)部氣體壓力達(dá)到峰值；在40～60 ms 的時(shí)間里，低燃點(diǎn)的絕緣材料比如隔板、絕緣罩開始大規(guī)模燃燒；在80～100 ms的時(shí)間里，開關(guān)柜內(nèi)部的電纜、環(huán)氧樹脂等絕緣材料開始大規(guī)模燃燒；在150 ms左右，銅排和鋼板開始燃燒。因此，如何限制內(nèi)部電弧的燃燒時(shí)間，成為了有效解決開關(guān)柜內(nèi)部電弧故障危害的主要因素。

2 傳統(tǒng)內(nèi)部電弧故障保護(hù)方式

目前，在中低壓開關(guān)柜中，主要采用電流保護(hù)和弧光保護(hù)的方式來保護(hù)開關(guān)柜內(nèi)部的電弧故障，常用的保護(hù)方式主要有以下4種。

2.1 變壓器后備過電流保護(hù)

開關(guān)柜母線故障采用變壓器后備過流保護(hù)，故障消除時(shí)間為1.2～1.4 s。這是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的中壓母線保護(hù)方案?？紤]到饋線與母線分段開關(guān)之間的配合，一般會(huì)將保護(hù)跳閘時(shí)間整定為1.0～1.4 s，有時(shí)甚至?xí)L，達(dá)2.0 s以上。很顯然，這一動(dòng)作速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足快速切除中壓母線故障的要求。

2.2 高阻抗保護(hù)

當(dāng)開關(guān)柜母線發(fā)生故障時(shí)，采用高阻抗保護(hù)的方式，故障消除時(shí)間約為100 ms。這是國外某些重要項(xiàng)目曾采用的專用電流差動(dòng)中壓母線保護(hù)方案，典型的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為35～60 ms?？紤]到斷路器的開斷時(shí)間，這一動(dòng)作速度與要求在100 ms 以內(nèi)消除故障的速度比相對(duì)較慢。采用這種方案，接線較為復(fù)雜，對(duì)CT的要求很高，同時(shí)，在有很多出線的6～35 kV的母線上安裝保護(hù)開關(guān)時(shí)會(huì)遇到很多問題。另外，這種方式也很不經(jīng)濟(jì)。

2.3 速斷保護(hù)

當(dāng)開關(guān)柜電纜室發(fā)生故障時(shí)，采用速斷保護(hù)的方式，故障消除時(shí)間為100 ms。利用電流速斷的方式施行保護(hù)，保護(hù)斷路器的開斷時(shí)間為100 ms。當(dāng)故障切除時(shí)間過長，且電纜室發(fā)生單相接地的內(nèi)部電弧故障時(shí)，電流速斷保護(hù)無法迅速動(dòng)作。

2.4 弧光保護(hù)

當(dāng)開關(guān)柜出現(xiàn)故障時(shí)，采用弧光保護(hù)的方式，故障消除的時(shí)間為70 ms。20世紀(jì)60 年代，一些發(fā)達(dá)國家開始研究弧光短路故障。20世紀(jì)80—90 年代，已經(jīng)對(duì)這種故障特性有了深入的了解，并提出了各種弧光短路的防護(hù)措施。電弧光保護(hù)系統(tǒng)作為一種主動(dòng)性防護(hù)措施，被廣泛應(yīng)用于歐美國家的電力系統(tǒng)和廠礦企業(yè)中，距今已有20年的歷史了。

弧光保護(hù)是將安裝在柜內(nèi)各間隔中的弧光傳感器作為光感應(yīng)元件，檢測母線故障和斷路器室、電纜室故障。在發(fā)生弧光故障時(shí)，會(huì)檢測到突然增強(qiáng)的弧光信號(hào)，這時(shí)，光信號(hào)就會(huì)把弧光傳輸給主控單元?；」獗Ｗo(hù)系統(tǒng)通過檢測開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)發(fā)出的弧光和電流突變量，來判斷是否有故障發(fā)生。在跳閘回路中，弧光保護(hù)采用快速固態(tài)繼電器，系統(tǒng)從檢測弧光到出口跳閘的時(shí)間小于4 ms，斷路器開斷時(shí)間約為60 ms，故障消除時(shí)間約為70 ms。endprint

以上4種保護(hù)方式的動(dòng)作時(shí)間都較長，無法在內(nèi)部電弧產(chǎn)生的最初階段熄滅電弧，將故障損失降到最低。在10～30 ms時(shí)，開關(guān)柜內(nèi)部的氣體壓力就已經(jīng)達(dá)到了峰值，因此，需要一種主動(dòng)性較強(qiáng)、能快速熄滅電弧的裝置保護(hù)開關(guān)設(shè)備。

3 快速滅弧裝置的原理和應(yīng)用

快速滅弧裝置要將故障電弧消除在初始階段，不讓其產(chǎn)生壓力效應(yīng)、熱和輻射效應(yīng)。與傳統(tǒng)的保護(hù)方式相比，使用該裝置具有熄滅電弧時(shí)間小于4 ms，能最大程度地減少電弧故障的優(yōu)點(diǎn)。在發(fā)生電弧故障、開關(guān)柜柜內(nèi)壓力和溫度急劇增加以前，采用快速滅弧裝置可以熄滅故障電弧，并切除短路電流，將損失降到最低。在排除了電弧故障，完成了有限清理工作后，開關(guān)柜可以繼續(xù)工作，并迅速恢復(fù)供電。

快速滅弧裝置是由一次主元件、檢測控制裝置和弧光檢測探頭組成的。檢測控制裝置在2 ms內(nèi)能檢測出故障弧光和故障電流信號(hào)，一次主元件收到動(dòng)作指令后，在1.5 ms內(nèi)動(dòng)作，將三相主回路接地，熄滅電弧（電弧故障出現(xiàn)后4 ms內(nèi)熄滅電?。?/p>

弧光檢測控制裝置通過持續(xù)監(jiān)測保護(hù)范圍內(nèi)的系統(tǒng)電流和弧光信號(hào)，迅速、可靠地判斷出是否有電弧故障發(fā)生。如果裝置判斷電弧故障已經(jīng)發(fā)生，檢測控制裝置會(huì)立即觸發(fā)3個(gè)一次主元件動(dòng)作，將帶電母線連接到接地回路，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)三相金屬性接地短路，以熄滅電弧。

快速滅弧裝置一次主元件安裝在系統(tǒng)帶電母線與地之間，每相1個(gè)。一次主元件是將真空滅弧室與微型氣體發(fā)生器和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有效結(jié)合起來，其動(dòng)作時(shí)間小于1.5 ms。當(dāng)動(dòng)作信號(hào)被觸發(fā)后，一次主元件內(nèi)部微型氣體發(fā)生器會(huì)快速地提升活塞室底部的氣壓，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，破開預(yù)先處理過的連接點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)接地的動(dòng)觸頭擊穿隔膜并插入高壓電位的靜觸頭中。動(dòng)觸頭到位后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閉鎖，確保一次母線與地可靠連接。一次主元件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

弧光檢測控制裝置作為快速滅弧裝置的基本單元，可以快速、可靠地檢測出設(shè)備內(nèi)部的電弧故障?；」鈾z測是利用安裝在開關(guān)設(shè)備隔室內(nèi)的弧光檢測探頭完成對(duì)光強(qiáng)度的檢測，當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到定值時(shí)動(dòng)作?；」鈾z測探頭是利用絕緣的光纖與裝置連接在一起，當(dāng)檢測到弧光動(dòng)作信號(hào)時(shí)，裝置面板上能夠準(zhǔn)確顯示動(dòng)作的弧光檢測通道號(hào)?；」鈾z測裝置完全采用快速的模擬電子電路，特殊設(shè)計(jì)的硬件可以保證整個(gè)檢測控制系統(tǒng)功能的安全性。電流檢測通常是通過檢測系統(tǒng)本段的進(jìn)線保護(hù)級(jí)電流互感器來實(shí)現(xiàn)的，如果瞬時(shí)電流大于設(shè)定值，那么，故障電流動(dòng)作判據(jù)將被激活。該弧光檢測裝置采用檢測弧光和過流雙判據(jù)原理，具有原理簡單，動(dòng)作可靠、迅速，對(duì)變電站一次設(shè)備無特殊要求，適應(yīng)于各種運(yùn)行方式，在各種運(yùn)行方式下保護(hù)都不需要切換等優(yōu)點(diǎn)。

弧光檢測探頭（光傳感器）可放置在開關(guān)設(shè)備的任何位置，通常安裝在開關(guān)柜各間隔室中，也可沿母線放置。弧光傳感器使用的光纖，內(nèi)芯材料為聚甲基丙稀酸甲脂，外表護(hù)套材料為PVC，易于安裝和使用。另外，使用光纖線傳輸具有抗電磁干擾的優(yōu)勢(shì)，不需要使用特殊保護(hù)護(hù)套或其他保護(hù)設(shè)備。光纖傳輸保證了電弧光保護(hù)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間最短。在規(guī)劃安裝探頭時(shí)，必須要保證快速滅弧裝置保護(hù)區(qū)內(nèi)的所有開關(guān)柜隔室都能被監(jiān)測到，保護(hù)區(qū)內(nèi)系統(tǒng)所有的開關(guān)柜都能被監(jiān)測到。

與傳統(tǒng)的保護(hù)相比，配置快速滅弧裝置能更快地檢測到內(nèi)部電弧故障（2 ms），迅速抑制故障電?。? ms），減少電弧故障造成的破壞。它可應(yīng)用于發(fā)電廠、變電站、工業(yè)和商業(yè)配電系統(tǒng)的10 kV中壓母線上。使用該設(shè)備，可以確保從事運(yùn)行檢修工作人員的安全，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重的電弧故障時(shí)，能避免開關(guān)設(shè)備嚴(yán)重受損，減少開關(guān)設(shè)備的停電時(shí)間和維修成本，限制故障發(fā)生時(shí)開關(guān)設(shè)備內(nèi)部壓力上升。當(dāng)發(fā)生內(nèi)部電弧故障時(shí)，在壓力和溫度急劇升高以前，采用快速滅弧裝置就可以熄滅故障電弧并切除短路電流，將損失降到最低。在排除了電弧故障，完成了有限清理工作后，開關(guān)柜可以繼續(xù)工作，供電也將迅速恢復(fù)，進(jìn)而有效提高供電的可靠性。

〔編輯：白潔〕endprint

以上4種保護(hù)方式的動(dòng)作時(shí)間都較長，無法在內(nèi)部電弧產(chǎn)生的最初階段熄滅電弧，將故障損失降到最低。在10～30 ms時(shí)，開關(guān)柜內(nèi)部的氣體壓力就已經(jīng)達(dá)到了峰值，因此，需要一種主動(dòng)性較強(qiáng)、能快速熄滅電弧的裝置保護(hù)開關(guān)設(shè)備。

3 快速滅弧裝置的原理和應(yīng)用

快速滅弧裝置要將故障電弧消除在初始階段，不讓其產(chǎn)生壓力效應(yīng)、熱和輻射效應(yīng)。與傳統(tǒng)的保護(hù)方式相比，使用該裝置具有熄滅電弧時(shí)間小于4 ms，能最大程度地減少電弧故障的優(yōu)點(diǎn)。在發(fā)生電弧故障、開關(guān)柜柜內(nèi)壓力和溫度急劇增加以前，采用快速滅弧裝置可以熄滅故障電弧，并切除短路電流，將損失降到最低。在排除了電弧故障，完成了有限清理工作后，開關(guān)柜可以繼續(xù)工作，并迅速恢復(fù)供電。

快速滅弧裝置是由一次主元件、檢測控制裝置和弧光檢測探頭組成的。檢測控制裝置在2 ms內(nèi)能檢測出故障弧光和故障電流信號(hào)，一次主元件收到動(dòng)作指令后，在1.5 ms內(nèi)動(dòng)作，將三相主回路接地，熄滅電?。娀」收铣霈F(xiàn)后4 ms內(nèi)熄滅電?。?。

弧光檢測控制裝置通過持續(xù)監(jiān)測保護(hù)范圍內(nèi)的系統(tǒng)電流和弧光信號(hào)，迅速、可靠地判斷出是否有電弧故障發(fā)生。如果裝置判斷電弧故障已經(jīng)發(fā)生，檢測控制裝置會(huì)立即觸發(fā)3個(gè)一次主元件動(dòng)作，將帶電母線連接到接地回路，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)三相金屬性接地短路，以熄滅電弧。

快速滅弧裝置一次主元件安裝在系統(tǒng)帶電母線與地之間，每相1個(gè)。一次主元件是將真空滅弧室與微型氣體發(fā)生器和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有效結(jié)合起來，其動(dòng)作時(shí)間小于1.5 ms。當(dāng)動(dòng)作信號(hào)被觸發(fā)后，一次主元件內(nèi)部微型氣體發(fā)生器會(huì)快速地提升活塞室底部的氣壓，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，破開預(yù)先處理過的連接點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)接地的動(dòng)觸頭擊穿隔膜并插入高壓電位的靜觸頭中。動(dòng)觸頭到位后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閉鎖，確保一次母線與地可靠連接。一次主元件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

弧光檢測控制裝置作為快速滅弧裝置的基本單元，可以快速、可靠地檢測出設(shè)備內(nèi)部的電弧故障?；」鈾z測是利用安裝在開關(guān)設(shè)備隔室內(nèi)的弧光檢測探頭完成對(duì)光強(qiáng)度的檢測，當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到定值時(shí)動(dòng)作?；」鈾z測探頭是利用絕緣的光纖與裝置連接在一起，當(dāng)檢測到弧光動(dòng)作信號(hào)時(shí)，裝置面板上能夠準(zhǔn)確顯示動(dòng)作的弧光檢測通道號(hào)?；」鈾z測裝置完全采用快速的模擬電子電路，特殊設(shè)計(jì)的硬件可以保證整個(gè)檢測控制系統(tǒng)功能的安全性。電流檢測通常是通過檢測系統(tǒng)本段的進(jìn)線保護(hù)級(jí)電流互感器來實(shí)現(xiàn)的，如果瞬時(shí)電流大于設(shè)定值，那么，故障電流動(dòng)作判據(jù)將被激活。該弧光檢測裝置采用檢測弧光和過流雙判據(jù)原理，具有原理簡單，動(dòng)作可靠、迅速，對(duì)變電站一次設(shè)備無特殊要求，適應(yīng)于各種運(yùn)行方式，在各種運(yùn)行方式下保護(hù)都不需要切換等優(yōu)點(diǎn)。

弧光檢測探頭（光傳感器）可放置在開關(guān)設(shè)備的任何位置，通常安裝在開關(guān)柜各間隔室中，也可沿母線放置。弧光傳感器使用的光纖，內(nèi)芯材料為聚甲基丙稀酸甲脂，外表護(hù)套材料為PVC，易于安裝和使用。另外，使用光纖線傳輸具有抗電磁干擾的優(yōu)勢(shì)，不需要使用特殊保護(hù)護(hù)套或其他保護(hù)設(shè)備。光纖傳輸保證了電弧光保護(hù)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間最短。在規(guī)劃安裝探頭時(shí)，必須要保證快速滅弧裝置保護(hù)區(qū)內(nèi)的所有開關(guān)柜隔室都能被監(jiān)測到，保護(hù)區(qū)內(nèi)系統(tǒng)所有的開關(guān)柜都能被監(jiān)測到。

與傳統(tǒng)的保護(hù)相比，配置快速滅弧裝置能更快地檢測到內(nèi)部電弧故障（2 ms），迅速抑制故障電?。? ms），減少電弧故障造成的破壞。它可應(yīng)用于發(fā)電廠、變電站、工業(yè)和商業(yè)配電系統(tǒng)的10 kV中壓母線上。使用該設(shè)備，可以確保從事運(yùn)行檢修工作人員的安全，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重的電弧故障時(shí)，能避免開關(guān)設(shè)備嚴(yán)重受損，減少開關(guān)設(shè)備的停電時(shí)間和維修成本，限制故障發(fā)生時(shí)開關(guān)設(shè)備內(nèi)部壓力上升。當(dāng)發(fā)生內(nèi)部電弧故障時(shí)，在壓力和溫度急劇升高以前，采用快速滅弧裝置就可以熄滅故障電弧并切除短路電流，將損失降到最低。在排除了電弧故障，完成了有限清理工作后，開關(guān)柜可以繼續(xù)工作，供電也將迅速恢復(fù)，進(jìn)而有效提高供電的可靠性。

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以上4種保護(hù)方式的動(dòng)作時(shí)間都較長，無法在內(nèi)部電弧產(chǎn)生的最初階段熄滅電弧，將故障損失降到最低。在10～30 ms時(shí)，開關(guān)柜內(nèi)部的氣體壓力就已經(jīng)達(dá)到了峰值，因此，需要一種主動(dòng)性較強(qiáng)、能快速熄滅電弧的裝置保護(hù)開關(guān)設(shè)備。

3 快速滅弧裝置的原理和應(yīng)用

快速滅弧裝置要將故障電弧消除在初始階段，不讓其產(chǎn)生壓力效應(yīng)、熱和輻射效應(yīng)。與傳統(tǒng)的保護(hù)方式相比，使用該裝置具有熄滅電弧時(shí)間小于4 ms，能最大程度地減少電弧故障的優(yōu)點(diǎn)。在發(fā)生電弧故障、開關(guān)柜柜內(nèi)壓力和溫度急劇增加以前，采用快速滅弧裝置可以熄滅故障電弧，并切除短路電流，將損失降到最低。在排除了電弧故障，完成了有限清理工作后，開關(guān)柜可以繼續(xù)工作，并迅速恢復(fù)供電。

快速滅弧裝置是由一次主元件、檢測控制裝置和弧光檢測探頭組成的。檢測控制裝置在2 ms內(nèi)能檢測出故障弧光和故障電流信號(hào)，一次主元件收到動(dòng)作指令后，在1.5 ms內(nèi)動(dòng)作，將三相主回路接地，熄滅電?。娀」收铣霈F(xiàn)后4 ms內(nèi)熄滅電弧）。

弧光檢測控制裝置通過持續(xù)監(jiān)測保護(hù)范圍內(nèi)的系統(tǒng)電流和弧光信號(hào)，迅速、可靠地判斷出是否有電弧故障發(fā)生。如果裝置判斷電弧故障已經(jīng)發(fā)生，檢測控制裝置會(huì)立即觸發(fā)3個(gè)一次主元件動(dòng)作，將帶電母線連接到接地回路，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)三相金屬性接地短路，以熄滅電弧。

快速滅弧裝置一次主元件安裝在系統(tǒng)帶電母線與地之間，每相1個(gè)。一次主元件是將真空滅弧室與微型氣體發(fā)生器和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有效結(jié)合起來，其動(dòng)作時(shí)間小于1.5 ms。當(dāng)動(dòng)作信號(hào)被觸發(fā)后，一次主元件內(nèi)部微型氣體發(fā)生器會(huì)快速地提升活塞室底部的氣壓，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，破開預(yù)先處理過的連接點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)接地的動(dòng)觸頭擊穿隔膜并插入高壓電位的靜觸頭中。動(dòng)觸頭到位后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閉鎖，確保一次母線與地可靠連接。一次主元件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

弧光檢測控制裝置作為快速滅弧裝置的基本單元，可以快速、可靠地檢測出設(shè)備內(nèi)部的電弧故障?；」鈾z測是利用安裝在開關(guān)設(shè)備隔室內(nèi)的弧光檢測探頭完成對(duì)光強(qiáng)度的檢測，當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到定值時(shí)動(dòng)作。弧光檢測探頭是利用絕緣的光纖與裝置連接在一起，當(dāng)檢測到弧光動(dòng)作信號(hào)時(shí)，裝置面板上能夠準(zhǔn)確顯示動(dòng)作的弧光檢測通道號(hào)。弧光檢測裝置完全采用快速的模擬電子電路，特殊設(shè)計(jì)的硬件可以保證整個(gè)檢測控制系統(tǒng)功能的安全性。電流檢測通常是通過檢測系統(tǒng)本段的進(jìn)線保護(hù)級(jí)電流互感器來實(shí)現(xiàn)的，如果瞬時(shí)電流大于設(shè)定值，那么，故障電流動(dòng)作判據(jù)將被激活。該弧光檢測裝置采用檢測弧光和過流雙判據(jù)原理，具有原理簡單，動(dòng)作可靠、迅速，對(duì)變電站一次設(shè)備無特殊要求，適應(yīng)于各種運(yùn)行方式，在各種運(yùn)行方式下保護(hù)都不需要切換等優(yōu)點(diǎn)。

弧光檢測探頭（光傳感器）可放置在開關(guān)設(shè)備的任何位置，通常安裝在開關(guān)柜各間隔室中，也可沿母線放置?；」鈧鞲衅魇褂玫墓饫w，內(nèi)芯材料為聚甲基丙稀酸甲脂，外表護(hù)套材料為PVC，易于安裝和使用。另外，使用光纖線傳輸具有抗電磁干擾的優(yōu)勢(shì)，不需要使用特殊保護(hù)護(hù)套或其他保護(hù)設(shè)備。光纖傳輸保證了電弧光保護(hù)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間最短。在規(guī)劃安裝探頭時(shí)，必須要保證快速滅弧裝置保護(hù)區(qū)內(nèi)的所有開關(guān)柜隔室都能被監(jiān)測到，保護(hù)區(qū)內(nèi)系統(tǒng)所有的開關(guān)柜都能被監(jiān)測到。

與傳統(tǒng)的保護(hù)相比，配置快速滅弧裝置能更快地檢測到內(nèi)部電弧故障（2 ms），迅速抑制故障電?。? ms），減少電弧故障造成的破壞。它可應(yīng)用于發(fā)電廠、變電站、工業(yè)和商業(yè)配電系統(tǒng)的10 kV中壓母線上。使用該設(shè)備，可以確保從事運(yùn)行檢修工作人員的安全，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重的電弧故障時(shí)，能避免開關(guān)設(shè)備嚴(yán)重受損，減少開關(guān)設(shè)備的停電時(shí)間和維修成本，限制故障發(fā)生時(shí)開關(guān)設(shè)備內(nèi)部壓力上升。當(dāng)發(fā)生內(nèi)部電弧故障時(shí)，在壓力和溫度急劇升高以前，采用快速滅弧裝置就可以熄滅故障電弧并切除短路電流，將損失降到最低。在排除了電弧故障，完成了有限清理工作后，開關(guān)柜可以繼續(xù)工作，供電也將迅速恢復(fù)，進(jìn)而有效提高供電的可靠性。

〔編輯：白潔〕endprint