关键词：开关柜；故障电弧；探测方法；现状；趋势
由于开关柜内部是一个较为复杂的系统，由各个不同的构件共同组成，任何一个部件的故障都会对整个开关柜内部造成影响，故障电弧是众多故障中最为严重且最为频发的一个故障，一旦出现故障电弧，那么整个开关柜内部就会散发大量的热，导致电力系统的损坏，如果情况较为严重，还会出现爆炸的情况。这样对于工作人员的生命安全也会造成极为严重的影响，因此必须要对故障电弧进行科学有效的探测，对问题做好及时的预防，这样才能避免一些事故的出现。
一、故障电弧探测方法的研究现状
（一）传统的中低压母线保护策略
当前我国在进行故障电弧探测的过程中，有很多不同的探测方法，每一种探测方法都具有优势和不足。在具体的探测过程中，只有采用最为合适的方法才能缩短探测时间，并且保证探测质量。传统中低压母线保护方案是最为传统的一种探测方法，在进行故障电弧保护的过程中，主要原理是快速检验出当前故障电弧的电流信号，一旦发现检验出的信号存在异常，则需要立即启动断路器，通过这样的方式能够有效避免电路出现发热或是爆炸的情况。根据相关规定，开关柜内部的耐受最大燃烧时间为100ms，因此在对故障电弧进行切除的过程中一定要控制在100ms之内，这样才能有效达到对整个系统的保护。虽然我国科学技术在不断进步，但是当前并没有研制出故障电弧的保护系统，使用的技术都是从国外引进的一些技术，而且在使用的过程中都是以中低压母线的保护方案为前提基础。在众多的低压母线保护方案中，最为常用的一种方案就是变压器后备过流保护方案，这种保护方案是目前使用最为广泛的一种方案，能够在最短的时间内对故障进行有效的切除，进而能够达到对母线进行保护的作用。除了该种方案以外，还有馈线过流保护方案，在应用该种保护方案的过程中，需要利用较为先进的馈线过流元件，而这些元件则需要从国外进行引进。该保护方案也能起到良好的切除故障的作用，但是由于使用该种方案需要从国外引进一些先进的设备，因此会增加成本的投入。
环流原理的高阻抗母线保护方案主要是通过一个电流差的方式来对母线进行一个保护，在进行保护的过程中，整个保护过程可以控制在35~60ms之内，由于具备较强的保护能力，因此也被十分广泛的应用在低压母线的保护过程中。虽然该种方案具备较强的优势，但是在具体的应用过程中需要充分考虑实际情况，因为一些情况下并不适合采用该种方法，采用该种方法必须要预留出较大的裕度，而且整个接线也较为复杂，如果无法在前期做好充足的准备，则无法将保护方案的作用充分发挥出来。
1.2电压探测方法
开关柜内部如果出现故障电弧，那么此时的电压和电流都会出现一些大幅度的变化，因此可以采用电压探测的方法来对当前的故障进行检测，由于电弧的电压较为复杂，在进行探测的过程中需要采用一些较为特殊的方式，如果沿用传统的探测方法则很难对数据进行准确的探测，很可能会无法及时发现问题，进而造成后续较为严重的系统故障。电压探测法主要是利用电压电流的变化特点来进行相应的探测。在采用该种方法的过程中一定要保证故障电弧所产生的电压信息能够被及时准确的检测到，如果无法被检测到，此时的电压检测法将无法发挥其作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于电弧电压信号在进行检测的过程中会受到一些电磁的影响，进而导致检测结果都不准确，而且在安装探测器的过程中，不能将探测器直接安装在故障电弧发生的地方，因为如果安放在故障处，则很容易导致探测器被烧毁。在对整个探测电路进行设计的过程中，一定要充分考虑当前的实际情况，科学合理的设计方案才能保证探测的准确性。
1.3压力探测方法
开关柜内部出现故障电弧时整个内部的气温会不断上升，此时内部的压力也会发生变化，因此可以采用压力探测的方法来对当前的故障进行检测。我国相关部门已经研制出了一种压力开关系统，该种系统可以通过对压力信号的检测来找到故障点，进而对回路进行快速的切除，整个时间能够控制在100ms之内。虽然压力探测法具有较高的应用价值，但是在具体的应用过程中也存在一些不足之处，一旦当电弧出现短路则会产生高压气体，而当这些气体被泄出以后会与实际开关柜内部的压力存在一定的区别，此时探测装置的准确性就会受到影响。
1.4弧光探测方法
以上提到的三种探测方法，可以根据实际情况来进行选择，而弧光探测方法是当前比较实用且比较理想的一种探测方法。弧光探测方法主要是通过一种物理量的方式来对当前的电弧进行快速的检测。利用弧光探测技术能够快速且准确地对当前故障进行准确的判断，并且在最短的时间内对故障进行切除，而且利用该种方法的配置较为灵活，可以根据实际情况来对当前的配置进行适当的变化。利用各种探测方法可以准确的判断出故障的位置点，该种探测方法更适合应用在一些中低压母线的保护过程中。
2故障电弧探测方法研究的发展趋势
2.1故障电弧的早期预测探测方法
随着科学技术的不断进步，故障电弧的探测方法也会不断进步，对故障电弧进行科学有效的探测能够避免开关柜内部出现较为严重的故障。电弧的检测时间和断路器的动作时间直接决定了对故障电弧进行切除的时间，因此在未来的发展过程中，需要不断缩短电弧的检测时间和断路器的动作时间。相关技术人员需要不断提高探测技术的灵敏性并且还要不断保证探测技术的可靠性，这样才能及时有效的对故障进行检测。开关柜内部的故障电弧在发生故障时，前期都会有相应的物理现象，如果对物理现象能够进行及时准确的捕捉，将能及时发现故障问题，因此需要对前期的预警探测方法进行不断的优化和完善。当前期的预警探测方法得到提高以后则能从源头上对问题进行有效的控制，避免当问题恶化以后才被发现。故障电弧的产生原理十分复杂，电弧声和弧光都会成为其中的影响因素，因此在对前期预警探测方法进行完善的过程中要根据数据显示来计算一系列统计公式，然后通过制作模型的方式来对当前的方案进行调整。在进行预警探测的过程中主要是对开关柜内部的声音以及光进行一个信号处理，在正常情况下声音和光都存在一定的规律，但是如果出现故障那么光和声音则会出现异常，对二者进行检测的过程中能及时发现问题所在。
2.2故障电弧探测算法智能化
当前人们处于信息化高高速发展的时代下，智能化已经成为人们日常生活中一个十分重要的词汇，智能化的出现可以使得相关技术得到更加快速的发展，同时能够减少人工操作，这样就能避免一些误差情况的出现。在未来的发展过程中，故障电弧的测算方法也应该朝着智能化的方向进行转变，这样能够及时有效的减少一些外界因素的影响，从而提高整个计算结果的准确性，从而能够更好的检测出系统内部存在的一些故障问题。
结束语：
综上所述，在对故障电弧探测方法进行分析和研究的过程中，应该将先进的理念和技术充分运用在内，不断提高探测方法到科学有效性，让探测方法朝着智能化便捷化的方向进行发展，这样才能充分发挥探测方法的作用，保证开关柜内部系统的安全稳定运行。
参考文献：
[1]彭曼,盛健.试析开关柜内部故障电弧探测法的研究现状及趋势[J].民营科技,2015(08):46.
[2]蓝会立,张认成.开关柜内部故障电弧探测法的研究现状及趋势[J].高电压技术,2008(03):496-499.
论文作者:范金水
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 21期
论文发表时间:2020/4/9
标签：电弧论文; 故障论文; 方法论文; 开关柜论文; 过程中论文; 母线论文; 方案论文; 《当代电力文化》2019年 21期论文;