2.2 新型母线弧光保护装置原理 主单元
主单元通过检测短路电 流和来自电弧光传感器的 动作信息，并对收集的数 据进行处理、判断，在满 足跳闸条件时，发出跳闸 命令以切除故障。此外， 主单元根据辅助单元传送 来的弧光传感器动作信息， 提供弧光故障点的定位。
辅助单元
当系统发生弧光故障时， 辅助单元收集来自电弧光 传感器的动作信息并传送 给主单元，在主单元上显 示弧光传感器的地址编号， 有利于及时准确故障定位 开关柜，为检修提供信息
母线弧光保护的安装
3.1.1 主单元的安装
主单元安装位置：主单元弧光保护主单元安装在
U6A段工作电源进线PT 26001开关柜内，新增一个
空气开关，开关名称弧光保护，编号ZD，开关电
源取自直流110V母排。
母线弧光保护的安装
3.1.1 主单元的安装
母线弧光保护的安装
3.1.2 电流辅助单元的安装
电流辅助单元的安装：弧光保护辅助单元安装在 U6A段备用电源进线开关26007柜内，辅助单元通 过与主单元连接的网线取电。
母线弧光保护的安装
3.1.2 电流辅助单元的安装
“互传功能”
母线弧光保护的安装
3.1.3 通讯辅助单元的安装
U6A段共有3台通讯单元，分别装在26015、26031、 26043开关柜内，通讯单元通过与主单元连接的网 线取电，通讯单元采集弧光探头信息，通过网线将 信息传输给主单元及辅助单元。
弧光的光强 可以超过正 常的照明光 强 2000 倍
解决问题的 关键在于尽 快切断电源， 熄灭电弧
电弧光的危害
1.3.1 电弧光的特点
I² t, kA²s
高温度
高强度
Steel fire Copper fire Total breaking time Cable fire with arc protection 7 + (35 .. 80)ms
本章小结
原理 简单 结构 简单
结论：
电弧光保护改进了传统母 线保护的概念，提高故障处理 速度，可以有效解决短路故障 弧光所造成的危害，减少设备
动作 迅速
故障 定位
维护及人员伤亡，提高电力系
统的安全及经济效益。
母线弧光保护装置的应用 第一章 安全生产方针的由来和发展
1 3
3.1 母线弧光保护的安装 1.1 安全生产方针的由来 3.2 母线弧光保护的检验 1.2 安全生产方针的发展历程
弧光探头
专用于母线保护的弧 光传感器安装在开关柜的 母线室内，它作为光感应 元件，将检测在发生弧光 故障中突然增加的光强， 并将光信号转换成电流信 号传送给辅助单元。
新型母线弧光保护装置原理
2.2 新型母线弧光保护装置原理
章节练习
填空题
新型母线弧光保护装置的主要组成部分包 主单元 、______________ 辅助单元 、 括____________ 弧光探头 。 _____________
更快！更灵敏！
新型母线弧光保护装置原理
2.2 新型母线弧光保护装置原理
弧光保护动作逻辑图 电弧光保护主要动作依据为故障 产生的两个不同因素：弧光及电流
增量。当同时检测到弧光和电流增量
时发出跳闸命令。电弧光保护由三部
分组成：电弧光保护主单元、电弧光 保护辅助单元和弧光传感器。
新型母线弧光保护装置原理
高能量
200 400 ms
0
100
高破坏
开关电弧燃烧产生的能力与短路时间的关系
电弧光的危害
1.3.2 电弧光的危害
对人体的危害 弧光的光强很容易使人的眼睛刺伤； 对设备的危害 开关柜的弧光短路故障，往往由于没有 得到及时清除，发展为中压母线故障， 其危害是非常严重的，象造成发电厂厂 用电瓦解、重要用户停电，更严重的导 致多组开关柜同时烧毁的“火烧连营”事
培训对象
继电保护工
用和原理
电弧光的基本原理 第一章 安全生产方针的由来和发展
1 1
1.1 电弧光的形成 1.1 安全生产方针的由来 1.2 电弧光的产生因素 1.2 安全生产方针的发展历程 1.3 电弧光的危害
电弧光的形成
1.1.1 弧光放电
当两电极间电压升高时，在电极最近处空气中的正负离子被电场 加速，在移动的过程中与其它空气分子碰撞产生新的离子，这种
6KV母线弧光保护装置简介
讲课人：徐 东
导 入
导 入
是什么对设备
造成了如此严重
的破坏？
电弧光！
一Leabharlann 电弧光的基本原理新型母线弧光保护装置介绍 母线弧光保护装置的应用
目录 content
二 三
课程目标
技能目标 通过学习本课程能够独立完成 6KV母线弧光保护装置的检验方 法和故障处理 知识目标 能够了解电弧光的产生原因 能够掌握6KV母线弧光保护的作
离子大量增加的现象称为“电离”。空气被电离的同时，温度随
之急剧上升产生电弧，这种放电称为弧光放电
小间隙
+
大电流
弧光放电
电弧光的形成
1.1.2 电弧光短路起火
电弧性短路起火：如将 两电极接触后再拉开建立了 电弧，则维持此 10mm 长的
带电导体之间 如：两导体之间放电或雷电瞬 时过电压引起绝缘击穿
电弧只需 20V 的电压。也就
人为操作错误：走错间隔，误操作，未做好安全措施
系统方面原因：系统增容，接地方式改变，系统谐振过电压等
电弧光的危害
1.3.1 电弧光的特点
空气弧光产生 时候最大的瞬 时功率可以达 40 MW
内部温度可以 升至 10 000 20 000°C 弧光产生时 和结束时的 温度可以达 到 4 500°C
弧光的最大 电压可达 500 - 1 000 V
传统母线弧光保护方式
2.1 传统母线弧光保护方式
从实际应用情况来看，现有的保护方案是显然不能满足快速切除母
线故障或保护要求覆盖的范围，迫切需要采用一种新型中压母线保护系 统，以解决当前实际运行中由于中低压母线发生故障几率较高、延迟切 除故障导致故障发展、扩大，从而造成巨大经济损失的问题。因此，新 型的电弧光保护应运而生。
母线弧光保护的安装
3.1.4 弧光探头的安装
U6A段每一台6kV开关都安装有弧光探头，弧光 探头安装位置在6kV开关母排室。弧光探头采集 光信息，并将光信息送至通讯单元。
母线弧光保护的检验
3.2.1 装置、二次接线检查及报警试验
经外观检查，弧光保护装置无损伤，与主单元通讯正常； 装置接线可靠，端子接线紧固，网络口接线可靠； 经二次回路确认，模拟量及开关量信号均按要求接入弧光 保护装置； 对二次回路进行绝缘检查无异常，包括模拟量回路，直流 电源回路，报警回路等。
电弧爆炸造成的烧伤是最严重的伤害；
电爆时产生的巨响对听觉的伤害和爆 炸弹力对人体的伤害热能和火焰是可 以致命的伤害； 电弧周围的空气在弧光强烈辐射作用 下，还会产生臭氧、氮氧化物等有毒 气体伤害呼吸系统。
故等等，而近年来由于母线故障巨大的
短路电流冲击造成主变损坏也不少见， 这些事故均造成重大的经济损失。
1 2
2.1 传统母线弧光保护方式 1.1 安全生产方针的由来 2.2 新型母线弧光保护装置原理 1.2 安全生产方针的发展历程
传统母线弧光保护方式
2.1 传统母线弧光保护方式
IEC298 标准附录 AA 中规定开关柜内 部燃弧时间是 100 ms，开关柜可以承受 电弧燃烧时间为 100 ms。由于发生弧光 故障在断路器动作前，故障短路电弧是 一直在燃烧，即保护动作时间加上断路 器分闸时间之和，即为电弧燃烧的持续 时间。从保护开关柜方面考虑，保护动 作时间应在小于 100 ms 切除故障以防止 弧光短路进一步发展扩大造成更大的危 害和毁坏设备。 国际 GB1094.5－2003 规定的 110 kV 及以 上电压等级变压器的热稳定允许时间为 2 s，动稳定时间为 0.25 s。但实际上，在 低压侧出口短路故障靠过流后备保护切 除的动作时间往往在 2 s 以上，离 0.25 s 的变压器的动稳定时间相差甚远。在近 区低压侧出口（低压母线）短路，短路 故障引起变压器损坏的保护动作时间太 长，远大于变压器允许承受的短路电流 持续时间。
否 否
主单元不动作，I>Int灯不亮
主单元不动作，I>Int灯亮， 主单元不动作，I>Int灯不亮
母线弧光保护的检验
3.2.2 电流辅助单元试验
辅助单元动作定值为1.0A， 用继电保护测试仪在备用电 源进线开关柜端子排X1:6、 X1:7、X1:8、X1:9上通入电 流，观察L1、L2、L3灯情况。 电流加量 A相：1.05A B相：1.05A C相：1.05A A相：0.95A B相：0.95A C相：0.95A 动作情况 辅助单元动作，L1灯亮 辅助单元动作，L2灯亮 辅助单元动作，L3灯亮 辅助单元不动作，L1灯不亮 辅助单元不动作，L2灯不亮 辅助单元不动作，L3灯不亮
是说只要先接触，之后又分 开，很可能产生局部温度很 高的电弧而成为起火源。
接地故障
接地故障引起电弧短路起火故 障率较高
爬电
出现在设备绝缘表面上的电弧， 如电源插头表面
电弧光的产生因素
1.2 电弧光的产生因素
绝缘故障：绝缘材料爬距不足，恶劣条件下发生绝缘故障 载流回路不良：接头洁面不够，接触不良，大电流时引发过热 外来物体进入：外来小动物进入或检修工器具遗留
切除中低压柜内母线故障，限制弧光短路对人身和设备的危害，大大减少了
设备维修费用和恢复时间，具有明显的经济效益。
母线弧光保护的检验
3.2.3 开关传动及互传功能试验
主单元电流 加入1.2A 加入1.2A 辅助电源电流 不加电流 不加电流
不加电流
不加电流
加入1.2A