有关弧光保护常见问答

有关弧光保护常见问答

１、 中、低压开关柜采用电弧保护，用户将得到的好处是什么？

答：根据国外近十年来的实际应用经验，采用电弧保护，用户将得到以下几方面的好处：

（1）保护附近工作人员免受电弧短路故障造成的伤害；

（2）保护中、低压开关设备免受严重损坏，防止火灾的发生；

（3）保护昂贵的主变压器，厂用或起备变压器免受短路电流冲击而损坏；

（4）防止波及站用直流系统，避免造成巨大的经济损失；

（5）最大限度地减少用户的停电时间。用户的停电恢复时间，可由原来的2天至3个星期

减少到几个小时以内；

（6）延长现有开关设备的使用寿命，推迟更换开关设备的投资。

２、 弧光保护系统的价格怎么样？

答：我公司有许多非常电力系统丰富工作经验的专家，客户只要提供相应的母线配置及相

关的接线图，我们就会提供相应的技术方案及预算供客户参考，最后制定出公平合理的价

格。

３、 弧光保护系统在新型和现有开关上安装是否都非常方便？

答：在设计和运用该系统的过程中，我们不仅仅考虑了系统的最佳保护性能，也考虑了该

系统的易安装性和可操作性。系统在安装时不需要增加特殊的配件，提供设备时会附带安

装包。弧光保护系统按照EMC 标准进行测试，拥有CE 标签。公司已经通过ISO-9001 质

量体系认证.

４、 弧光保护系统独特的优点是什么？

答： 1. 采用电弧及过流双判据原理，动作可靠。

2. 无源弧光探头,完全光纤传输长达100米，抗电磁干扰能力强

3. 采用光纤传输跳闸指令，快速继电器出口，动作时间小于1ms。

4. 连续的自我检测。

5. 主辅元件分离，单系统可以保护256个监测点。

6. 输入输出均可编程，配置高度灵活，适合任何复杂工况。

7. 显示故障位置，便于故障处理，极大提高恢复供电速度。

8. 提供断路器失灵保护

５、 传统中、低压柜母线保护与中、低压开关柜弧光保护系统响应时间上面有什么优

势？ 答：一般过流保护继电器与弧光保护系统的跳闸延时比较。

弧光保护系统 一般O/C Relay

测量 <1ms 20ms

计算 不需要 2ms

自检控 随时 2ms

输出Relay <1ms 6-10ms

其他 不需要 10ms

Total <1ms 40-44ms

６、 中、低压开关柜弧光保护系统的原理是什么？ 答： 弧光保护系统使用光纤监测电弧光信号，配合过流判断故障，其快速继电器出口小于

1ms，常规继电器出口小于8ms，加上断路器35-60ms的跳闸时间，能有效保护开关设备，

是目前动作速度最快的电弧光保护系统。

７、 目前国内中、低压柜母线保护的原理是是什么？

答： 1）变压器后备过流保护方案

目前应用最广泛的中低压母线保护方案，保护跳闸一般整定为 1.2-2.0s, 显然不能满足快

速切除中压母线故障的要求。

2)馈线过流元件闭锁进线过流保护方案

近年来国外提出的利用微机过流保护实现的中低压母线保护方案。保护动作时间为 300-

400ms ，仍不能满足 75ms 以内快速切除弧光短路故障的要求。

3)采用环流原理的高阻抗母线保护方案

国外某些重要工程曾采用的专用中压母线保护方案，保护动作时间一般为 35-60ms 。这种

方案接线复杂、对 CT 的要求高，安装在 6-35KV 母线上有很多困难，也很不经济。此外，

这种由于其保护范围由于受到 CT 安装位置的限制，不能保护到发生故障几率较高的电缆

接头处的故障，并且也不能提供故障定位。因此也不适合中压母线保护应用。

现有的保护方案显然不能满足快速切除故障或保护覆盖范围要求的，迫切需求采用一种新

型中、低压母线保护系统，以解决中、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，从而造成的巨大的经济损失的问题。

８、 国内外中低压柜故障率如何？

答：据早期国外统计资料表明，每年每1000台开关柜就有7台遭到损坏，故障率0.7％。

农村配电网的概率更高，达1.2％。据《高压开关技术通讯》报道，单是手车柜，我国电

力系统某年就有200多面柜烧毁。由于各国政府的重视和有关指令性文件、规程规定，苏

联和欧美等地的开关加装电弧光保护比率，已经超过95％。国外著名的开关柜生产厂家，

如Reyrolle、ABB、Siemens、Schneider、Moeller、Holec等，其中低压开关柜均有配套

使用电弧光保护系统。

近年来，随着国内电力工业的高速发展，中压开关柜的应用数量越来越多，由于开关柜弧

光短路故障引发的中压母线故障也日益增多；另一方面，用户对供电的可靠性要求也越来

越高，国内一些专家也一直强调装设专用中低压母线保护的重要性，用户也希望可以提供

一种造价较低、原理简单、适用于6 – 35KV的母线保护，以最大限度减少母线故障对设

备的损害，提高供电可靠性。在这种背景下，电弧光保护系统在我国电力系统中的应用开

始加速发展。

９、 什么是弧光放电？

答：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。弧光放电一般不需要很

高的电压，属于低电压大电流放电。

弧光放电产生的条件是小间隙和大电流，如果增加间隙或减小电流，电弧将会消失。

１０、 电弧光是怎样形成的？

答：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 长的电弧只

需20V 的电压。也就是说只要先接触，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。按电弧发生的不同部分可分为带电导体间的电弧、带电导体与地之间的电弧和

绝缘表面的爬电。

1）带电导体间的电弧性短路起火：前边讲到短路起火时指出有两种可能，其一是两导体

（如相线与中性线）接触时因短路电流产生的高温，使接触点金属熔化，之后金属熔化成

团收缩而脱离接触的过程，在这种情况下可能建立电弧。“又如线路绝缘水平严重下降，雷电产生的瞬态过电压或电网故障产生的暂态过电压都可能击穿劣化的线路绝缘而建立电

弧。”“电弧性短路的起火危险远大于上述金属性短路的起火危险。”

2) 接地故障电弧起火：由于“接地故障发生的几率远大于带电导体间的短路”，所以“接

地故障电弧引起的火灾远多于带电导体间的电弧火灾”。这是因为“在电气线路施工中，

穿钢管拉电线时带电导体绝缘外皮之间并无因相对运动而产生的摩擦，但带电导体绝缘外

皮与钢管间的摩擦却使绝缘摩薄或受损。另外，发生雷击时地面上出现瞬变电磁场，它对

电气线路将感应瞬态过电压”，此时“芯线上感应的瞬态过电压是基本相同的，而电缆梯

架则因接地而为地电压”，所以，芯线对地的电位差较大。从摩损和电位差大两方面分析，

接地故障电弧起火率自然偏高。

3) 爬电起火：爬电是指电弧不是建立在空气间隙中的电弧，而是出现在设备绝缘表面上的

电弧。例如电源插头的绝缘表面上的一个或多个相线插脚和PE线插脚，它们之间的绝缘表

面可能发生爬电。

１１、 目前有没有一种原理简单的，适合中低压母线的专用保护系统吗？

答：国外在90年代初开始研究弧光故障的现象、机理、危害，并研究各种防护措施和保护

方案。我们推荐的专用中、低压母线保护 TINNOT 电弧光母线保护，是这些研究成果的综

合体现，为目前理想的、成熟的中、低压母线保护解决方案。它是从国外引进的系统，目

前这种电弧光保护已有近2000套系统在电厂、变电站以及工矿企业运行，有近10年的成

熟运行经验，运行中从未发生过不正确动作的记录。该系统具有以下主要特点：

（1） 动作可靠——采用检测弧光和过流双判据原理。

（2） 高速动作—— 保护动作时间小于1ms，包括断路器分闸的总故障切除时间可保证在

100ms以内。

（3） 配置灵活——通过弧光传感器实现对保护分区的覆盖。

（4） 故障定位——可显示检测到弧光短路点的位置。

（5） 可适应各种中、低压母线接线方式提供有选择性的保护应用。

１２、 中、低压开关柜内弧光的危害是什么？

答：电弧光不仅能引起绝缘物质燃烧，而且可以引起金属（铜排、铝排）熔化、飞溅，构

成火灾、爆炸的火源。电气设备本身除多油断路器、电力变压器、电力电容器。充油套管

等充油设备可能炸裂外，一般不会出现爆炸事故。但是以下情况可能引起空间爆炸。

1）周围空气有爆炸性混合物，在危险温度或电火花作用下引起空间爆炸。

2）充油设备的绝缘油在电弧作用下分解或气化，喷出大量油雾和可燃气体，引起爆炸。

3）发电机氢冷却装置漏气，酸性蓄电池排出氢气等，形成爆炸混合物，引起空间爆炸。

１３、中、低压柜中弧光对人的危害：

1）弧光的光强约9000LUX，而人眼感受到的最大光强约300LUX，很容易使人的眼睛刺伤，

使角膜上皮脱落，出现怕光、流泪、异物感、结膜充血等症状；

2）电弧爆炸造成的烧伤是最严重的伤害，主要来自于电爆时散发出大量的热能辐射和飞溅

的熔化金属；再者就是衣物被点燃后燃烧和熔滴而造成的严重烧伤；

3）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。

4）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。

１４、中、低压柜中弧光对设备的危害：

众所周知，弧光短路是配电网中最严重的故障，尤其是发生在中、低压开关柜内部的情形，

由于电弧电阻的原因，短路电流往往达不到过流速断整定值而不能动作快速切断故障，电

弧持续燃烧的结果释放出巨大的能量，从而造成灾难性的后果：开关柜被严重烧毁. 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。