1.1 電弧光產(chǎn)生的原因 引起開關柜弧光短路故障的原因很多,主要有:絕緣故障、載流回路 不良、外來物體的進入、人為操作錯誤、系統(tǒng)改變或故障等。
1.2 電弧光的能量 開關柜發(fā)生內(nèi)部弧光故障產(chǎn)生的短路功率可高達8~60 MW,所產(chǎn)生的能 量與電弧的燃燒時間、短路電流的平方值、柜體幾何尺寸以及所使用的材料等 因素有關,其中最主要的因素是短路故障電流及電弧燃燒的時間,電弧能量與 有關電弧燃燒的時間的關系如圖所示。從圖中可以看出,電弧燃燒持續(xù)時間超 過100ms ,所釋放的能量開始急劇增加,接著各種故障效應對開關設備的電纜、 銅排以及鋼材造成嚴重損壞。
以下為國外的資料介紹的各種燃弧時間下對設備造成的損壞程度: ① 35ms 沒有顯著的損壞,一般可以在檢驗絕緣電阻后投入使用; ② 100ms 損壞較小,在開關柜再次投入運行之前需要進行清潔或可能的 某些小的修理; ③ 500ms 設備損壞很嚴重,在現(xiàn)場的人員也受到嚴重的傷害,必須更換 部分設備才可以再投入運行。
1.3電弧光對人員的傷害: 電弧光發(fā)生時產(chǎn)生的高溫,灼燒人員皮膚,強光刺傷眼睛,強電侵害肌 肉、神經(jīng),爆破壓力造成人員的墜落及碎片4飛射,爆破音造成人員的耳膜、 內(nèi)臟震動損傷,毒氣傷害人員呼吸系統(tǒng)。
1.4電弧光對設備的傷害: 電弧光發(fā)生時產(chǎn)生的大量氣體,其壓力波可造成盤體變形、破碎;電弧 可使銅排氣化的體積膨脹,空氣因高溫而膨脹;爆破音造成盤內(nèi)強烈震動, 使固定元件松脫。高溫可造成電纜在100ms內(nèi)燃燒、及所有絕緣材料的燃燒, 造成銅排、鋁在150ms內(nèi)燃燒熔毀氣化,并產(chǎn)生大量的濃黑有毒的煙氣,這 些含有大量碳黑煙氣將迅速擴散至整段母線和開關柜,造成所有一次和二次 設備表面的嚴重污染,使得絕緣電阻為零。
由于開關柜為剛性連接,結(jié)構(gòu)緊湊,空間有限,使得任何方式的清理工 作,都將是耗時,費力的。更不用說受損設備的更換了。最*重要的是整段 母線的停役,給全廠帶來的經(jīng)濟損失將是無法估量的。同時要想使設備的絕 緣*恢復到原來的水平幾乎是不可能的。
HLEAP電弧光保護系統(tǒng)使用電弧光探頭監(jiān)測電弧光信號,配合過流判斷 故障,其整組動作時間小于20ms,加上斷路器35-60ms的跳閘時間,能有效 保護開關設備,是目前動作最*的電弧光保護系統(tǒng),是中壓開關柜內(nèi)部故障 保護的最*解決方案。
工作原理及特點:
整組動作跳閘出口快;
采用過流和弧光雙判據(jù),動作可靠;
持續(xù)全面的自檢功能;
可按各類跳閘邏輯靈活編程;
安裝簡便靈活。
3.1 主控單元 HLEAP-H 主控單元采用嵌入式安裝方式,可測量3組電流,8路弧光,具有6路繼電器輸 出,5路開關量輸入;主控單元將自身檢測到的數(shù)據(jù)信息及采集器傳來的數(shù)據(jù)信息 進行集中處理、判斷,發(fā)出跳閘信號以切除故障。該系統(tǒng)弧光單判據(jù)與弧光電流 雙判據(jù)可選。
3.2 弧光采集器 HLEAP-C 弧光采集器安裝在開關柜二次室內(nèi)繼電器網(wǎng)上,每臺采集器可測量8路弧光, 設置2繼電器出口,2路開關量輸入;弧光采集器采集到故障信號通過通訊接口傳 回主機,由主機做出判斷是否發(fā)出跳閘指令。
3.3 電流采集器 HLEAP-A 電流采集器安裝在開關柜二次室內(nèi)繼電器網(wǎng)上,每臺采集器可測量6相電流采 樣,設置2 個繼電器出口,2路開關量輸入;電流采集器采集到故障信號通過通訊 接口傳回主機,由主機做出判斷是否發(fā)出跳閘指令。
3.4 弧光傳感器 HLEAP-P 弧光傳感器安裝在柜內(nèi)各間隔中,可實現(xiàn)由簡單到復雜,有選擇性的保護。 弧光傳感器作為光感應元件,在發(fā)生弧光故障時檢測突然增加的光強,并將模擬 光信號傳給弧光單元或直接傳給主控單元。
4.1 工作原理 弧光保護系統(tǒng)通過檢測開關柜內(nèi)部的弧光和電流來判斷是否發(fā)生故障。其判 斷原理如下圖所示:
4.2 弧光保護與一般過流保護比較 HLEAP有效降低電弧光傷害的方法是以最*的速度切斷故障電源?;」獗Wo能 快速檢測弧光的出現(xiàn),將它的燃弧時間減到最少,從而減少設備財產(chǎn)的損失,保 護工作人員的人身安全。
技術(shù)指標和使用環(huán)境:
裝置電源電壓:AC/DC 85~265V
裝置功耗:主機:≤10W 分機:≤5W
輸出觸點容量:繼電器:5A 250V AC ,5A 30V DC
開關量輸入:DC 110V 220V AC 220V
電流采樣精度:±5%。范圍:0.1In~20In,瞬間20倍過流值(1A、5A可選)
RS485通訊:波特率 9600bps 19200bps 57600bps 115200bps可選
工作環(huán)境溫度:-10℃~+50℃
運輸極限環(huán)境溫度:-40℃~+70℃
貯存極限環(huán)境溫度:-25℃~+55℃
大氣壓強:86~106KPa
弧光單判據(jù)反應時間:≤10ms
弧光電流雙判據(jù)反應時間:≤20ms
適用范圍:3kV~35kV
環(huán)境濕度:5%~95%(裝置內(nèi)部不結(jié)露、結(jié)冰)
污穢等級:不得有爆炸性氣體和破壞絕緣性氣體。