今日一学//线路产生弧光该怎么解决

未晓妃

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

1 电弧光

1.1产生

    电弧是放电过程中发生的一种现象，当两点之间的电压超过其工频绝缘强度*限的时候就会发生。当适当的条件出现时，一个携带着电流的等离子产生，直到电源侧的保护设备断开才会消失。空气在通常条件是很好的绝缘体，但由于温度的升高或者其他外部因素的作用，其化学和物理特性发生改变时，它可能变成通电的导体。只要两端的电压提供的能量足以补偿热损耗并维持适当的温度条件，电弧将会持续发生。如果电弧被拉长和冷却，维持它的必要条件缺失进而熄灭。类似地，如果电路两相发生短路也可以产生电弧。短路是两个不同电压的导体发生低阻抗的连接，形成低阻抗的导电体，（例如：金属工具遗忘在柜子的母排上、错误的连接或动物闯入柜子内，这些都是各种潜在的可能）一旦形成短路，会引起很大的短路电流值，其大小取决于电路的特性。

1.2开关柜和控制柜内电弧的发生

   主配电柜或大型的电气设备（如变压器或发电机）附近短路能量高而且有故障产生时的电压也很高。

在柜体内形成电弧的过程可分为四个阶段：

1）压缩阶段：电弧占据了整个空气空间，由于持续的释放能量产生过热，导致对流和辐射，保留在柜内的空气被加热，在整个初级阶段不同区域的温度和压力值不一样。

2） 扩展阶段：从这一瞬间开始，内部压力增加，由于过热的空气开始流动而形成一个空洞。在这个阶段其压力达到*大值，并因为热空气的释放而开始减弱。

3）发射阶段：由于电弧能量的持续释放，几乎所有的空气均被一个缓和但恒定的压力挤压出去。

4）发热阶段：在驱逐出空气后，柜内的温度几乎达到电弧的温度。最后阶段就由此开始，直至熄灭。此时，所有金属和绝缘体在受到产生的气体、烟雾和溶蚀物质颗粒的侵蚀后，已融为一体了。

   当电弧出现在非常封闭的设备环境时，可能不会出现上述某些阶段或者只有较少的影响；然而，在电弧的周围，会形成压力波、并导致温度的上升。以下数据表明了一个电弧所具有的危险性：

1）压力：已估测，在一个相距60cm的20kA故障电弧，一个人所抵受到的压力为225kg；这种突如其来的压力会对耳朵造成的伤害。

2）温度：电弧的温度可以达到约为7000-8000°C

3）声音：电弧发出的声音强度高达160db（枪声发出的爆破声仅为130db）。

1.3 危害

9）爆炸碎片飞射，造成人员伤亡。

2 监测和防护

   ARB系列弧光保护装置可很好的解决中低压系统中出现的以上情况。

1）ARB5

（1）组网

（2）组成

RB5系列弧光保护解决方案，其主要器件有ARB5-M主控单元、ARB5-E扩展单元、ARB5-S弧光探头、塑料光纤和尾纤。

（3）性能特点

*24路开入信号量的采集（通过增加开入板可扩展开入数量），除部分有特殊定义外，其余开入量可由用户定义。开入信号有两种接入方式可供选择：一种有源接点，外接电源；另一种是无源接点，本装置提供电源。具体见后面的示意图，用户在订货时需说明。

*测量数据

基本数据——电流1：IA1、IB1、IC1；电流2：IA2、IB2、IC2；电流3：IA3、IB3、IC3；电流4：IA4、IB4、IC4。

谐波数据——电流1：IA1、IB1、IC1；电流2：IA2、IB2、IC2；电流3：IA3、IB3、IC3；电流4：IA4、IB4、IC4的2、3、5次谐波。

对称分量——电流1对称分量:I1_1、I2_1、3I0_1；电流2对称分量:I1_2、I2_2、3I0_2； 电流3对称分量:I1_3、I2_3、3I0_3；电流4对称分量:I1_4、I2_4、3I0_4。

*弧光保护解决方案由主控单元ARB5-M或扩展单元ARB5-E组成，一个主控单元可配4个扩展单元。

   每个主控单元可选配4块采集板，1块采集板可采集5路探头，共支持20路弧光探头直接采集；亦可选配4块主控板（即可接入4个扩展单元），1块主控板可接收6块采集板的探头，共支持120路弧光探头采集。

   每个扩展单元可选配6块采集板，1块采集板可采集5路探头，共支持30路弧光探头直接采集。

2）ARB6

（1）案例

   ARB6系列弧光保护装置硬件采用模块化（包括电源模块、CPU模块、弧光采集模块、模拟量采集模块、开入开出模块、通讯模块、人机接口模块等）设计，集保护、测量、监视、控制、通讯、故障录波、事件记录等多种功能于一体，实时监测弧光信号、保护电流或电压信号，实现0.4kV~35kV中低压配电系统的电弧光保护功能。装置软件配以专门的保护算法，抗干扰性能强，可靠性高，保护实现方式灵活，能与Acrel-2000电力监控系统配套使用，为电力系统的安全可靠运行提供保障。

   ARB6系列弧光保护装置操作便捷、资源丰富、稳定可靠、维护方便，广泛应用于电力、水利、交通、工业、矿产、新能源、舰船、建筑楼宇等行业。

（2）性能特点

*12路交流电流通道和3路交流电压通道，测量4组三相电流和3组零序电压；

*22路有源开关量输入通道（可选）+1路装置电源失电输入通道；

*16路独立无源开关量输出通道（14路常开接点、2路常闭接点），其中4路快速继电器出口；

*2路RS485串行通讯接口，支持IEC60870-5-103、Modbus-RTU规约；

*3路以太网接口（可选），支持TCP IEC60870-5-103、TCP Modbus-RTU规约；

*1路GPS对时接口，支持IRIG-B对时方式（RS485接口）；

*1个USB接口，可通过U盘升级装置程序，也可导出装置的定值、故障录波数据，方便故障分析。

作者介绍

未晓妃，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为微电网能效管理和环保安全用电。