隨著電力系統(tǒng)配電網(wǎng)容量的逐漸,，中低壓設(shè)備故障對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響越來(lái)越嚴(yán)重，近年來(lái),，中壓開關(guān)柜由于絕緣損壞,、操作失誤、設(shè)備老化等因素頻繁發(fā)生弧光故障事故,，不僅影響供電系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行,，還會(huì)造成嚴(yán)重的人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失。

圖1 開關(guān)柜弧光故障事故圖

圖2 電弧能量-時(shí)間曲線

弧光故障事故的危害程度取決于弧光電流及切除時(shí)間,，電弧產(chǎn)生的能量與I 2t成指數(shù)規(guī)律快速上升,。弧光產(chǎn)生初期（總切除時(shí)間不超過(guò)100ms）對(duì)設(shè)備損傷比較小,，傳統(tǒng)的電流保護(hù)和接地故障保護(hù)由于檢測(cè)周期長(zhǎng),，動(dòng)作時(shí)間慢，不能弧光故障的危害,。因此,，很有必要引入快速切除弧光故障的保護(hù)系統(tǒng)。安科瑞ARB5系列弧光保護(hù)裝置通過(guò)弧光+電流突變量雙重判據(jù)或弧光單判據(jù)啟動(dòng)保護(hù),，其弧光單判據(jù)動(dòng)作時(shí)間≤7ms,；弧光+電流雙判據(jù)動(dòng)作時(shí)間≤20ms，為快速切除中低壓弧光故障提供了技術(shù)支持,。

2弧光保護(hù)選型

我們經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析,，選定安科瑞ARB5系列弧光保護(hù)進(jìn)行研究。

ARB5系列弧光保護(hù)裝置主要由ARB5-M主控單元,、ARB5-S弧光探頭組成,。

2.1 ARB5-M主控單元特點(diǎn)

（1）啟動(dòng)條件可選弧光單判據(jù)或弧光+電流雙判據(jù),。其中電流突變量啟動(dòng)系數(shù)可整定范圍為0.05~10In，電流常量啟動(dòng)系數(shù)可整定范圍為0.05~10In,。

（2）11路可編程跳閘出口,。

（3）4組3相電流采集。

（4）支持20路弧光探頭信號(hào)采集,。

（5）弧光故障點(diǎn)定位,。

（6）弧光光纖鏈路自檢及裝置異常自檢。

（7）4組失靈保護(hù),。

（8）支持IEC61850,，便于組建數(shù)字化智能配電站系統(tǒng)。

2.2 ARB5-S弧光探頭特點(diǎn)

（1）自帶濾光功能,。

（2）無(wú)源型弧光傳感器,。

（3）探測(cè)角度≥180°。

3弧光保護(hù)方案及動(dòng)作邏輯

本文結(jié)合某水廠10kV供電系統(tǒng)工程,，介紹安科瑞ARB5系列弧光保護(hù)配置方案,。該工程涉及10kV I、II 段母線,，共計(jì)12個(gè)回路,，其中01、12柜為進(jìn)線柜,，06柜為母聯(lián)柜,，07柜為母聯(lián)隔離柜，05,、08柜為PT柜,，02、03,、04,、09、10,、11柜為出線柜,。

圖4 開關(guān)柜布局圖

弧光保護(hù)配置方案是在兩段母線上分別配置一臺(tái)ARB5-M主控單元，安裝位置為進(jìn)線柜（或PT柜）儀表室的柜門上,；每柜的母線室,、手車室、電纜室（如有）各安裝一個(gè)ARB5-S弧光探頭,。

保護(hù)動(dòng)作邏輯為母線室或手車室弧光故障動(dòng)作于跳閘進(jìn)線和母聯(lián)開關(guān),，電纜室弧光故障動(dòng)作于跳閘出線回路開關(guān)。

圖5 ARB5-M弧光主控單元背板接線示意圖

4弧光探頭安裝位置

弧光探頭可面板開孔安裝，亦可支架式安裝,。

ARB5-S弧光探頭有兩種固定方式：卡扣式和螺絲式,。

卡扣固定：

圖6 卡扣式固定方式開孔尺寸

螺絲固定：

圖7 螺絲式固定方式開孔尺寸

安裝探頭時(shí)應(yīng)選擇安裝位置,，避免出現(xiàn)檢測(cè)盲區(qū),，并且應(yīng)遵循以下原則。

弧光探頭建議安裝地點(diǎn)包括（但不于）母線室,、手車室,、電纜室。

弧光傳感器建議安裝容易產(chǎn)生電弧的位置,。在開關(guān)柜有斷路器的情況下：在母線觸頭連接處,、上或下隔離開關(guān)（2處）觸頭處、電流互感器觸頭處,、電纜接頭處,。在開關(guān)柜無(wú)斷路器的情況下：在母線觸頭連接處、上和下隔離開關(guān)觸頭處（1處）,、電纜接頭處,。

封閉式母線橋架在橋架兩端需要安裝弧光傳感器。若考慮實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜的整體保護(hù),，可以在開關(guān)柜的斷路器室和電纜室各安裝1個(gè)弧光傳感器,。

1母線室