摘要：中、低压母线发生短路故障时，所产生的电弧光对设备及人员会造成极大的伤害。但是目前在国内中低压母线系统中一般不配置专用的快速母线保护，而是依赖上一级变压器的后备保护切除母线短路故障，这样导致了故障切除时间的延长，加大了设备的损伤程度，破坏严重时可能造成事故进一步扩大，威胁到系统的稳定运行，该问题已引起业内专业人士的高度重视。
关键词：弧光保护、组成、优点
引言：
随着我国电网结构的日益坚强与壮大，对电网继电保护设备"四性"的要求也越来越高，尤其是对快速性的要求达到了空前的高度。但我国目前变电站低压侧均未配置母线差动保护，在低压侧母线发生短路时，只能依靠主变低压侧后备保护动作，无法立即切除故障。对于电力系统来说，缩短1s的切除时间，不仅能够避免多数的设备损坏事故，更有可能防止人身伤亡事故。
一、电弧光产生的原因
1）开关设备内电弧光产生的人为原因有：误入带电间隔、隔离开关误操作、带接地线合闸、忘记测量工作区内的电压等。
2）开关设备内电弧光产生的技术原因有：设备故障和带电设备的误操作、设备正常检修后，遗漏工具在开关设备内、错误的接线和母线连接、绝缘老化、机械磨损、过电压、小动物（尤其是老鼠）、灰尘、温度、湿度及腐蚀等环境因素。
二、产品技术特点
快速跳闸出口（小于12ms）；采用过流及弧光双重判据；无源弧光传感器，具有过滤干扰光功能，可靠性高；新型光纤连接传输，光电转换在装置内完成，抗电磁干扰能力强；感光强度可根据实际情况调整。符合中国继电保护设计标准要求。
三、电弧光保护
电弧光保护以电流采集单元为基础分组，总10弧光探头可以整定关联到任意一组电流信号上。
当弧光单元把光信号从弧光传感器传输到主控单元时，并且同时电流启动元件动作，电弧光保护动作，电流启动元件分为突变量启动元件和电流常量启动元件，两个元件取或逻辑；装置可选择弧光信号动作单判据作为动作逻辑判断。如图一所示
图一
四、弧光保护的技术举例
当故障出现在馈线开关柜时：
1.当在母线室检测到弧光时，此时属于母线故障，立即跳开本间隔母线段的进线开关及分段开关，将停电范围缩小在本段母线。
2.当开关室检测到弧光时，分两种情况：入故障发生在开关机构的触头上，则属于母线侧故障，应立即跳开本间隔母线段的进线及分段开关；如果故障发生在开关机构的下触头，通过跳开本间隔的开关即可隔离故障，从而避免停电范围扩大。但是由于安装在开关柜的弧光传感器无法区分孤光故障发生在上触头还是下触头，则需要根据实际情况选择是跳开正端母线段进线或者分段开关，还是跳开本间隔开关。所以比较常见的配置方案是在中低压侧开关柜的母线仓和断路器室配置探头，出现弧光短路时跳开本段母线的电源进线和分段开关。
3.电缆室是极容易产生弧光故障的地方。当在电缆室检测到弧光时，属于本间隔故障，需要跳开本间隔开关来实现切除故障。而实际运用中，此动作行为与传统配置保护功能重复，并且在电网的典型配置中必须有馈线保护的要求，所以直接在电缆室采集孤光信号的方案已逐步被取代。
当故障出现在主变中低压侧开关柜时，保护功能和动作逻辑和馈线的一致。
当故障出现在PT的母线仓时，此类属于母线故障，立即跳开本间隔母线段的进线开关及分段开关。
五、弧光保护的市场价值
1.实现弧光保护的施工方案较为简单，在实际施工过程中减少大量传统保护需要的电缆，取而代之的是高效的光纤级联，经济效益更有优势。
2.在电网的典型配置中，缺少对35kV~10kV的母线配置保护，弧光保护正好能弥补这一个需求，并且动作响应速度高，保护逻辑可靠。
3.弧光保护在变电站中的配置方案简单，尤其针对过去开关柜质量不高的老站，更加需要增强保护措施，减少对作业人员的伤害，降低设备的损耗。
六、弧光保护的优势总结
弧光保护具有具有速动性、可靠性、选择性、灵敏性的特点。
1.相比于常规站中的传统配置，孤光探头的感知范围大，在弧光产生的起始点探测到风险，更高效的防止弧光短路在生产作业中对作业人员及生产设备的伤害。
2.无论新建站的安装还是改造站的加装工作中，可选配置方案多，能适应各种运行的环境，大大降低施工难度，减少用户停电时间。
3.弧光保护能弥补传统变电站配置中对中低压侧母线的保护缺失，提供快度响应的保护动作。
4.相对于电网中的传统元件保护，经济性高。
七、总结
综上所述，采用电弧光保护系统对变电站进行保护，其动作时间为5-7ms，可以迅速实现对故障的响应和处理，使变电设备的损失减到最小，大大提高了变电站运行的安全性和运行效率。
参考文献：
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论文作者:俞嵘
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/9
标签：弧光论文; 母线论文; 故障论文; 电弧论文; 间隔论文; 低压论文; 开关柜论文; 《基层建设》2019年第20期论文;