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SAR1624弧光保护装置
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开关柜内的发生短路弧光的功率可高达100MW,电弧燃烧所产生的能量与电弧的燃烧时间及短路电流变化值呈指数倍增长(如下图所示),燃烧产生的高温、高压将会逐步摧毁元器件、铜排以及成列的开关柜,高明亮的弧光和有毒气体对人体也有巨大的伤害。

二、电弧光产生的原因

    引起开关柜弧光短路故障的原因很多,一般分为以下五类

1)绝缘故障 主要是柜中绝缘材料爬距不足,未满足加强绝缘要求,在脏污环境,天气潮湿下发生绝缘故障。另外,由于绝缘材料材质缺陷,运行年限较长的开关柜,在强电磁场作用下绝缘老化,也可能造成绝缘损坏而导致故障。

2)载流回路不良 由于一些接头截面不够,紧固螺栓松动,手车柜触头接触不良,在大电流流过时引起发热,冒火进而引起相间,相对地击穿等等。

3)外来物体的进入 如小动物(老鼠等)进入开关柜内部,或维修人员在工作完成后将工具遗留在开关柜内。

4)认为操作错误 如走错间隔,误操作,未对工作区域进行接地,未对工作区域进行验电等。

5)系统方面的原因 如系统容量增大,接地方式改变,电缆应用增多,保护及自控装置配置不当,系统谐振过电压等。

三、SAR1624弧光保护系统概述

电弧光保护系统是一个模块化系统,包括弧光保护主控单元、弧光扩展单元、弧光传感器。

主控单元用于管理和控制整套电弧光保护系统。根据应用场合的不同,主控单元还可作为为母线弧光保护单元和馈线弧光保护单元等类型。

弧光扩展单元采集16路弧光传感器的弧光信息,采用通讯方式传输给主控单元。

弧光传感器主要负责采集弧光信息。


四、产品适用范围

1)电力变电站

2)火电厂电气段开关柜母线室及馈线柜

3)风电场升压站集电线路开关柜

4)箱式变电站

5)铝镁行业大型直流整流柜

五、弧光保护系统特点

1、采用过电流及弧光双重判据,提高可靠性;

2、全数字化设计,无拨码开关、旋钮等机械期间,精度高

3、弧光传感器采用滤光技术,仅检测弧光特有波段,避免可见光等环境光源的干扰;

4、保护动作出口跳闸时间小于10ms,远快于传统的母线保护等;

5、全金属外壳设计,可以有效屏蔽外界电磁干扰;

6、全汉字显示,界面友好、操作简单;

7、采用以太网、RS485等通讯方式,通信规约采用ModBus等常用标准规约。

六、弧光主控单元

主控单元是母线型弧光保护系统的核心。它检测分析故障信号、接收分析采集单元的弧光故障信号,并对两种信号进行综合分析判断。在满足跳闸条件时,发出跳闸指令以切除故障。

   主控单元一般安装在进线柜或紧邻进线柜的开关柜的二次控制门板上。主控单元有:

    1)16个弧光信号检测接口,主要用于接收来自弧光采集单元的弧光故障信

2)4个数据通讯接口,其中一个用于输入数据,其他的用于输出数据。

3)4路快速跳闸输出接口,符合IEC255-23继电器标准。

4)2路报警出口,其中一路为装置故障出口。

5)12路电流输入,用于判断故障电流。

七、弧光采集单元

    弧光采集单元与主控单元配合使用,是弧光保护系统的重要组成部分,主要用于采集故障弧光,并将判断后的结果通过光信号传递给主控单元。单个弧光采集单元可以安装16路弧光探头,根据系统的大小可以任意增减弧光采集单元的数量。弧光采集单元通常安装在选定的开关柜内中,选择的原则是保证该单元相关光纤用量尽量少。

八、弧光传感器

一是由感光探头、进口专用光纤等构成的弧光传感器。当发生弧光故障时,弧光传感器直接将光信号送到主控或扩展单元。

一种是由感光探头、光电转换模块等构成的弧光传感器。当发生弧光故障时,弧光传感器将光信号转换为电信号送到主控或扩展单元。




图3