高压开关柜中电弧光保护装置的应用研究

安科瑞鲁一扬15821697760

摘要：高压开关柜在电力系统里极为关键，其主要功能是分隔不同部分威廉希尔官方网站 ，保障电气设备的安全运行。因威廉希尔官方网站 切换与负载变动，开关柜内会产生电弧光，这对设备与人员安全构成严重威胁。所以，依据电力系统需求，在高压开关柜中装配电弧光保护装置十分必要。本文深入探讨电弧光的特性与危害，详细分析电弧光保护装置的实际应用状况、现存问题，并给出相应的解决办法，期望能为高压开关柜的安全稳定运行提供有价值的参考依据。

关键词：高压开关柜；电弧光保护装置；应用研究

0 引言

调查数据表明，我国供电系统每年都有大量开关柜被烧毁，约达 200 多面，这引发了严重的电网事故，给企业造成了重大的经济损失。鉴于此，深入探究高压开关柜中电弧光保护装置的应用意义非凡。本文将全面阐述电弧光的特性、危害，深入剖析电弧光保护装置的实际应用情形以及存在的问题，并提出切实可行的解决策略，旨在为高压开关柜的安全运作提供有益的参考。

1. 电弧光的特点以及危害分析

1.1 电弧光的特点

电弧光在高压开关柜中属于极为强烈的光辐射现象，具有多方面显著特点。其一，亮度极高，其亮度数值能够达到数千乃至数万流明，甚至超过太阳的亮度。其二，温度超高，可攀升至数千度乃至更高，如此高的温度会对开关柜内部的设备以及元器件造成严重的热损伤。其三，压力巨大，电弧光会在开关柜内部形成强劲的气流，对设备和元器件产生较大的压力作用，进而可能引发机械损坏。其四，电压波动剧烈，电弧光产生的电压波动频繁且幅度较大，这极有可能对电气设备造成干扰或致使其损坏。

1.2 电弧光的危害

电弧光的危害主要体现在以下几个层面。首先是机械损坏方面，由于电弧光产生的强大气流所形成的压力作用于设备和元器件，极有可能导致机械部件受损。其次是电磁干扰层面，因电弧光引发的电压波动频繁且剧烈，这会对电气设备的正常运行产生干扰，严重时可能造成设备损坏。再者是火灾风险层面，电弧光产生的高温以及火花具备引发火灾的潜在危险。最后是工作人员安全层面，电弧光的高亮度会对工作人员的眼睛造成伤害，高温度会对皮肤造成灼伤，甚至在特定情形下可能引发爆炸，从而对工作人员的生命安全构成严重威胁。故而，为确保高压开关柜运行的安全性与稳定性，务必采取行之有效的电弧光保护举措。

2. 电弧光保护装置的应用情况

当下，电弧光保护装置在高压开关柜中已得到广泛应用，成为保护电力设备与维护人员安全的关键手段之一。在高压开关柜中，电弧光保护装置的应用呈现出以下特点。其一，应用范围颇为广泛，它不仅在高压开关柜的常规操作防护过程中发挥作用，而且在高电压的维护以及检修作业中也起到极为重要的保护功效。其二，安全性能优良，该装置能够有效降低电弧光的亮度，从而切实保护维护人员的眼睛免受伤害；与此同时，它还能够减少电弧对设备造成的损伤，降低设备的故障率，显著提升设备的可靠性与安全性。其三，操作相对简便，电弧光保护装置具备操作便捷、使用便利的特性，维护人员仅需轻轻按下开关，即可启动或关闭该装置。其四，调节灵敏度较高，电弧光保护装置在灵敏度的调节方面具备较强的能力，能够依据不同的环境条件以及实际需求进行灵活调整，以此确保工作的安全性与稳定性。

3. 高压开关柜中电弧光保护装置存在的问题

3.1 滤光片的质量不稳定

在高压开关柜的电弧光保护装置中，滤光片属于保障电力设备安全的核心部件之一。然而，在实际的使用过程中，部分小厂家为了降低生产成本，采用了质量欠佳的滤光片，这就导致滤光片的质量不稳定，进而对电弧光保护装置的保护效果产生不利影响。此问题在高压开关柜的电弧光保护装置中较为突出。

3.2 灵敏度调节不当

电弧光保护装置是保障电力设备安全的重要组成部分。但在实际使用时，由于部分使用者对电弧光保护装置的灵敏度调节方法缺乏了解，致使保护效果难以达到预期。这是当前高压开关柜中电弧光保护装置存在的一个主要问题。在实际操作中，使用者应当认真学习并熟练掌握电弧光保护装置的灵敏度调节方法，严格按照使用说明书的要求进行正确的调节操作，以确保装置能够及时、准确地感应到电弧信号并迅速启动保护装置。

3.3 易发生误报警

电弧光保护装置对于保障高压开关柜的运行安全具有重要意义，然而在实际使用过程中，容易出现误报警的情况，这也是其存在的一个问题。由于电弧光保护装置的灵敏度相对较高，一旦遇到诸如电灯泡等强光源时，就有可能触发误报警，进而导致不必要的停机与维护操作。这不仅会对高压开关柜的正常运行造成干扰，还会造成时间与人力成本的浪费。为有效避免这一问题的发生，电弧光保护装置的使用者需要合理安装设备，并对灵敏度进行适当调整，防止因过于敏感而引发误报警现象。

4. 高压开关柜中电弧光保护装置解决策略

4.1 选择优质滤光片

电弧光保护装置在高压开关柜中属于极为重要的安全装置。当电弧光保护装置的选型不当时，其保护效果将无法实现最大化，甚至可能对设备造成损害。因此，在选择电弧光保护装置时，需要重点关注以下几个方面。首先，务必选择优质滤光片。优质滤光片能够有效过滤出宽波长的光，并能够阻止一些不必要的光进入电弧光保护装置。通过选用优质滤光片，可以显著提升电弧光保护装置的保护效果，并有效降低误报警的发生概率。其次，要根据实际需求选用合适的电弧光保护装置。不同类型的高压开关柜对电弧光保护装置的要求存在差异，若选用错误的电弧光保护装置，可能会导致设备受损或无法正常工作。最后，需要依据实际工作情况对电弧光保护装置的灵敏度进行合理调整。若灵敏度设置过高，容易引发误报警；若设置过低，则会影响保护效果。因此，必须根据实际工作情况进行科学、合理的灵敏度调整。

4.2 加强灵敏度调节方法的培训

在使用高压开关柜的电弧光保护装置之前，使用者需要掌握其灵敏度调节方法。由于电弧光保护装置的灵敏度设置过高会导致误报警，而设置过低则会影响保护效果，因此在使用前应对使用者进行专业培训，使其深入了解如何依据实际工作情况合理调整灵敏度。培训内容应涵盖灵敏度调节的具体方法、调节过程中的注意事项等。此外，还需让使用者全面了解电弧光保护装置的工作原理、使用注意事项，以及可能出现的故障及相应的处理方法。只有通过系统、全面的培训，使用者才能正确、有效地操作电弧光保护装置，避免因操作不当而导致设备损坏或安全事故的发生。

4.3 降低误报警发生率

高压开关柜中的电弧光保护装置在保障设备安全、稳定运行方面发挥着不可替代的作用。然而，误报警发生率过高会对设备的正常运行和使用效果产生不利影响。为有效降低误报警发生率，可以采取多种措施，如合理调整灵敏度、科学设置阈值等。在调整灵敏度方面，需要充分结合实际工作情况以及设备的自身特点进行合理设置，以确保能够对真正的电弧光进行精准、有效的检测与保护。此外，定期对设备进行维护和检测也是降低误报警发生率的重要举措。通过定期维护和检测，可以及时发现并排除设备中存在的故障和问题，确保电弧光保护装置始终处于正常运行状态。通过实施上述方法，可以有效降低误报警发生率，保障设备的正常运行和使用效果。

4.4 加强市场监管

电弧光保护装置的质量和稳定性对于保障设备的安全、稳定运行至关重要。为切实保障电弧光保护装置的质量和稳定性，应当加强市场监管力度，对市场上的电弧光保护装置进行严格的认证和监管。加强市场监管能够有效防止低质量滤光片的流入市场，从而确保电弧光保护装置的保护效果。同时，加强市场监管还能够规范市场秩序，推动整个行业的健康、有序发展。通过强化市场监管，可以显著提高电弧光保护装置的质量和稳定性，为设备的安全、稳定运行提供坚实保障。此外，还应对变电站工作人员进行专业培训，并在培训结束后进行严格测试，直至测试结果符合相关标准要求。

5. 安科瑞 ARB5 系列弧光保护的原理及系统组成

弧光保护装置采用弧光 + 电流突变量双重判据或弧光单判据来启动保护，其动作时间如下：弧光单判据动作时间≤ 7ms；弧光 + 电流双判据时间≤ 20ms。

ARB5 系列弧光保护装置由 ARB5 - M 主控单元、ARB5 - E 扩展单元、ARB5 - S 弧光探头、弧光光纤以及尾纤等配件构成。

ARB6 系列弧光保护主要由 ARB6 弧光保护装置、ARB - S 弧光探头及弧光塑料光纤组成。

 

型号	主要功能	技术参数
ARB5-M弧光保护主控单元

	8组弧光保护	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台ARB5-E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。
4组失灵保护
4组电流回路TA监测
4组三相电流采集
11路可编程跳闸出口
非电量保护
装置故障告警
2路RS485
2路以太网
1路打印接口
1路IRIG-B码对时接口
支持IEC61850、modbusRTU、modbusTCP、IEC103
支持GOOSE输入输出（选配）

ARB5-E弧光保护扩展单元	弧光信号采集	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。
模拟状态传输
需要配合ARB5-M主控单元使用

ARB5-S弧光探头	弧光信号监测	点式弧光传感器，可安装于母线室、电缆室或断路器室。
现场调试及工程服务费		视项目情况核价

 

ARB6系列弧光保护主要由ARB6弧光保护装置、ARB-S弧光探头及弧光塑料光纤组成

 

型号	指标	技术参数
ARB6-A6	动作时间： 弧光单判据≤3.8ms 弧光电流双判据≤7.8ms	采集6路弧光探头信号
ARB6-A12	采集12路弧光探头信号
ARB6-A18	采集18路弧光探头信号
ARB6-A24	采集24路弧光探头信号
ARB6-A30	采集30路弧光探头信号
ARB-S0	无源型广角宽光谱探头 自带滤光功能 全绝缘、不含金属成分 配套20米双股阻燃光纤	高压柜：每面柜子的母线室配置1个弧光探头，手车室和电缆室可按需各配置1个弧光探头。 低压柜：每面柜子正对主母排处配置1个弧光探头。
ARB-S1	无源型广角紫外光探头 自带滤光功能 ST标准接口、国网应用 配套20米双股阻燃光纤

 

 

6. 结语

综上所述，高压开关柜中的电弧光保护装置对于保护电力设备和维护人员安全具有极为重要的作用。本文通过对电弧光保护装置的原理以及实际应用情况进行深入剖析，发现了其存在的问题并提出了相应的改进方案。加强电弧光保护装置的市场监管力度、提高滤光片的质量和稳定性、强化对使用人员灵敏度调节方法的培训等措施，都是提升电弧光保护装置保护效果的关键手段。只有持续不断地对电弧光保护装置进行改进与完善，才能够有效提高电力设备的安全性与可靠性，确保电力系统的稳定运行。

参考文献：

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[2]陈继洪.一种自主可控的弧光保护装置设计[J].电工技术,2023(04):128-130.

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[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册2020.06版．

[5]安科瑞用户变电站变配电监控解决方案2021.10

审核编辑 黄宇