● 當(dāng)至少一部分電流擊穿絕緣體時,例如空氣,就會產(chǎn)生電弧光(電弧光可以通過絕緣體傳播)
● 最大峰值功率可達(dá)40MW
● 電弧光內(nèi)部溫度最高可達(dá)到太陽表溫的五倍(20000℃)
● 電弧光強(qiáng)度是普通辦公室照明的2000倍
● 電弧光的最大電壓可達(dá)500-1000V
● 人為原因操作不當(dāng)
● 設(shè)備正常時間的絕緣老化
● 小動物、灰塵、溫度、濕度、腐蝕等環(huán)境因素
● 生產(chǎn)安全事故-人員死傷重大事件
● 爆炸燃燒導(dǎo)致設(shè)備的報廢導(dǎo)致財產(chǎn)損失
● 有毒氣體造成環(huán)境污染,傷害呼吸系統(tǒng)
電弧光故障的危害程度取決于電弧電流及切除時間,電弧產(chǎn)生的能量與I2t成指數(shù)規(guī)律快速攀升;只有總切除時間小100ms,將會對設(shè)備造成不同程度的損害。
【關(guān)鍵詞】水電站 開關(guān)柜 電弧光 安全 電弧光是由于發(fā)生相間短路或接地短路時空氣電離而形成的。在我國電力系統(tǒng)中開關(guān)柜內(nèi)部電弧光故障時有發(fā)生,而一旦發(fā)生弧光故障將對人身及設(shè)備會帶來極大的損害。 ...
由于發(fā)生弧光故障在斷路器動作前,故障短路電弧是一直在燃燒的,即保護(hù)動作時間....................
電弧光保護(hù)系統(tǒng)具備傳統(tǒng)低壓保護(hù)裝置的許多功能,并能夠記錄故障事件和波形,從而為事故的分析提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。電弧光保護(hù)是一種快速可靠的專用母線保護(hù)系統(tǒng),采用檢測弧光和過流雙判據(jù)原理,具有原理簡單、...
1) 變壓器后備過流保護(hù)方案:
保護(hù)跳閘一般整定為 1. 25 -2. 0s,不能滿足快速切除中壓母線故障的要求。
2) 饋線過流元件閉鎖進(jìn)線過流保護(hù)方案:
保護(hù)動作時間為 300ms-400ms ,仍不能滿足85ms (弧光保護(hù)總切除時間)以內(nèi)快速切除弧光短路故障的要求。
3) 采用環(huán)流原理的高阻抗母線保護(hù)方案:
保護(hù)動作時間一般為 35-60ms 。這種方案接線復(fù)雜、對 CT 的要求高,安裝在 380V -35KV 母線上有很多困難,也很不經(jīng)濟(jì)。此外,這種由于其保護(hù)范圍由于受到 CT 安裝位置的限制,不能保護(hù)到發(fā)生故障幾率較高的電纜接頭處的故障,并且也不能提供故障定位。因此也不適合中壓母線保護(hù)應(yīng)用。
電弧光保護(hù)的原理如圖1所示,它的動作判斷據(jù)為故障時產(chǎn)生的兩個條件,即弧光和電流增量。當(dāng)同時檢測到弧光和電流增量時系統(tǒng)發(fā)出跳閘指令,當(dāng)僅檢測到弧光或者電流增量時發(fā)出報警信號,而不會發(fā)出跳閘指令。
電弧光保護(hù)系統(tǒng)由主單元、電流單元、傳感器單元、弧光傳感器以及連接電纜組成?;」鈧鞲衅骺煞胖迷陂_關(guān)設(shè)備的任何位置(一般安裝在母線室內(nèi),以檢測母線故障),根據(jù)弧光傳感器的實際物理位置可實現(xiàn)保護(hù)分區(qū)的功能,并在電弧光控制單元上顯示故障發(fā)生的位置,此功能可減少停電處理時間,以便快速恢復(fù)供電。
1) 原理簡單: 通過檢測電弧光,經(jīng)過流閉鎖把關(guān),保護(hù)結(jié)構(gòu)簡單。
2) 動作迅速可靠: 通過檢測電弧光信號,整套母線的保護(hù)動作時間為 5~7ms; 采用檢測弧光信號和過流閉鎖的雙重判據(jù),可實現(xiàn)保護(hù)的可靠動作; 整套系統(tǒng)連續(xù)自檢,充分保證整套系統(tǒng)的安全性和可靠性。
3) 故障點定位: 控制部分可顯示弧光發(fā)生點的位置,便于快速查找和處理故障、恢復(fù)供電。
4) 具備斷路器失靈保護(hù)功能: 在主斷路器拒動時,可發(fā)出跳閘指令,跳開上一級斷路器,
提高保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。
5) 通過弧光和電流判別,可對各段母線實施有選擇性的保護(hù),適用于各種運行方式、且在各種運行方式下,保護(hù)不需作切換。
綜上所述,基于檢測電弧光和過流的弧光保護(hù)系統(tǒng),為限制開關(guān)柜內(nèi)部弧光短路提供了可行的解決方案。通過采用電弧光保護(hù),可以在現(xiàn)有開關(guān)柜的電弧耐受時間標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)切除弧光短路故障,從而最大限度地保護(hù)了附近工作人員,使開關(guān)裝置等配電設(shè)備免受損壞,大大減少了設(shè)備維修費用及維修故障所需的停電時間,因而具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 2100433B
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VAMP221 電弧光保護(hù)裝置 VAMP 弧光保護(hù)測試報告 項 目 名 稱: ______________________ 地 址: ______________________ 測試工程師 :______________________ 工程負(fù)責(zé)人 :______________________ 日 期: ______________________ VAMP221 電弧光保護(hù)裝置 測試內(nèi)容 上電前: 一、 主單元 1、 單元固定安裝是否正確、牢固——————— □是 □否 2、 主單元接線是否按圖紙接正確無誤————— □是 □否 3、 主單元設(shè)置是否按現(xiàn)場要求設(shè)置正確———— □是 □否 二、 輔助單元 1、 輔助單元安裝是否正確、牢固——————— □是 □否 2、 輔助單元地址等設(shè)置是否正確,合乎要求—— □是 □否 3、 輔助單元到主單元之間連接是否正確———— □是
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電弧光保護(hù)采用中低壓母線故障產(chǎn)生的電弧光和過電流作為判據(jù),其原理簡單、動作可靠迅速、且具有故障點定位功能,該保護(hù)已應(yīng)用于220kV馬莊變電站10kV母線,能夠避免或減輕母線故障對開關(guān)柜及變壓器的損壞,為中低壓系統(tǒng)設(shè)備的安全運行提供了可靠的保障。
但是,按我國現(xiàn)行的繼電保護(hù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),在中低壓母線系統(tǒng)一般不配置專用的快速母線保護(hù),而是依賴上一級元件(變壓器)的后備過流保護(hù)來切除母線短路故障,導(dǎo)致了故障切除時間延長,加大了設(shè)備的損傷程度,該問題已經(jīng)引起了業(yè)內(nèi)專業(yè)人士的高度重視。電弧光保護(hù)系統(tǒng)是引進(jìn)芬蘭電弧光保護(hù)系列:TP09電弧光保護(hù)的針對電力系統(tǒng)電弧光保護(hù)而設(shè)計的專業(yè)智能化保護(hù)系統(tǒng),該系統(tǒng)可使設(shè)備的安全性大為提高,將事故的危害降到最低,適合于低壓和中壓開關(guān)設(shè)備。 1、全套系統(tǒng)含主機(jī)、電流輔助單元、電弧光輔助單元、電弧光傳感器及連接電纜。 2、主機(jī):接收輔助單元的信息,輸出繼電器保護(hù)跳閘信號。每臺控制主機(jī)最多可連接10個電弧光輔助單元到主機(jī)。 3、電流輔助單元:可檢測過流報警信息給主機(jī)。 4、電弧光輔助單元:將電弧光傳感器的信號轉(zhuǎn)至主機(jī),每一個PR電弧光輔助單元能連接10個固定電弧光傳感器。標(biāo)準(zhǔn)傳感器電纜長度為15米。2100433B
AZ-EAP電弧光保護(hù)裝置的有哪些功能特點?
1.動作迅速可靠:
采用了可靠的快速算法,可以在短時間內(nèi)判斷弧光變化信號和電流變化信號并迅速出口,從發(fā)現(xiàn)故障到出口跳閘時間間隔優(yōu)于7ms,確保開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備的弧光在100ms以內(nèi)切除。
2.全數(shù)字化設(shè)計:
AZ-EAP智能弧光保護(hù)裝置采用全數(shù)字化設(shè)計,配置靈活,動作精度高,而且排除了由于旋鈕或其他機(jī)械設(shè)計導(dǎo)致的誤差隱患。
3.保護(hù)原理簡單、合理:
根據(jù)弧光產(chǎn)生時的特點,AZ-EAP智能弧光保護(hù)裝置裝置采用弧光和電流雙重判據(jù),判據(jù)簡單且可以有效的保證動作的準(zhǔn)確性。
4、強(qiáng)大的電氣性能:
故障弧光探頭、連接線全部采用耐高溫、阻燃的高分子材料,具有超強(qiáng)的電氣隔離效果。AZ-EAP智能弧光保護(hù)裝置裝置完全滿足EMC的標(biāo)準(zhǔn),保證了弧光保護(hù)系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和動作的可靠性。
5、故障信息記錄全面
在故障弧光發(fā)生并引起裝置跳閘后,主控單元或饋線保護(hù)單元可以準(zhǔn)確的記錄是哪個弧光探頭檢測到了故障弧光,且可以詳細(xì)記錄動作時刻的三相電流值以及動作時刻的故障弧光光強(qiáng)。
6、多種輔助保護(hù)功能
主控單元不但有弧光保護(hù),還有過流保護(hù),接地保護(hù)、斷路器失靈等輔助保護(hù),這些保護(hù)是弧光保護(hù)的合理配置和有效補(bǔ)充。
電弧光保護(hù)裝置的產(chǎn)生及安裝的必要性
電弧是放電過程中發(fā)生的一種現(xiàn)象,當(dāng)兩點之間的電壓超過其工頻絕緣強(qiáng)度極限時就會發(fā)生。當(dāng)適當(dāng)?shù)臈l件出現(xiàn)時,一個攜帶著電流的等離子產(chǎn)生,直到電源側(cè)的保護(hù)設(shè)備斷開才會消失??諝庠谕ǔl件是很好的絕緣體,但由于溫度的升高或者其他外部因素的作用,其化學(xué)和物理特性發(fā)生改變時,它可能變成通電的導(dǎo)體。
只要兩端的電壓提供的能量足以補(bǔ)償熱損耗并維持適當(dāng)?shù)臏囟葪l件,電弧將會持續(xù)發(fā)生。如果電弧被拉長和冷卻,維持它的必要條件缺失進(jìn)而熄滅。類似地,如果電路兩相發(fā)生短路也可以產(chǎn)生電弧。短路是兩個不同電壓的導(dǎo)體發(fā)生低阻抗的連接,形成低阻抗的導(dǎo)電體,(例如:金屬工具遺忘在柜子的母排上、錯誤的連接或動物闖入柜子內(nèi),這些都是各種潛在的可能)一旦形成短路,會引起很大的短路電流值,其大小取決于電路的特性。
主配電柜或大型的電氣設(shè)備(如變壓器或發(fā)電機(jī))附近短路能量高而且有故障產(chǎn)生時的電壓也很高。
在柜體內(nèi)形成電弧的過程可分為四個階段:
l 壓縮階段:電弧占據(jù)了整個空氣空間,由于持續(xù)的釋放能量產(chǎn)生過熱,導(dǎo)致對流和輻射,保留在柜內(nèi)的空氣被加熱,在整個初級階段不同區(qū)域的溫度和壓力值不一樣。
l 擴(kuò)展階段:從這一瞬間開始,內(nèi)部壓力增加,由于過熱的空氣開始流動而形成一個空洞。在這個階段其壓力達(dá)到最大值,并因為熱空氣的釋放而開始減弱。
l 發(fā)射階段:由于電弧能量的持續(xù)釋放,幾乎所有的空氣均被一個緩和但恒定的壓力擠壓出去。
l 發(fā)熱階段:在驅(qū)逐出空氣后,柜內(nèi)的溫度幾乎達(dá)到電弧的溫度。最后階段就由此開始,直至熄滅。此時,所有金屬和絕緣體在受到產(chǎn)生的氣體、煙霧和溶蝕物質(zhì)顆粒的侵蝕后,已融為一體了。
當(dāng)電弧出現(xiàn)在非常封閉的設(shè)備環(huán)境時,可能不會出現(xiàn)上述某些階段或者只有較少的影響;然而,在電弧的周圍,會形成壓力波、并導(dǎo)致溫度的上升。
以下數(shù)據(jù)表明了一個電弧所具有的危險性:
l 壓力:已估測,在一個相距60cm的20kA故障電弧,一個人所抵受到的壓力為225kg;這種突如其來的壓力會對耳朵造成永久的傷害。
l 溫度:電弧的溫度可以達(dá)到約為7000-8000°C
l 聲音:電弧發(fā)出的聲音強(qiáng)度高達(dá)160db(槍聲發(fā)出的爆破聲僅為130db)。
開關(guān)設(shè)備內(nèi)部間隔發(fā)生故障而產(chǎn)生的電弧光會造成開關(guān)設(shè)備中的壓力和溫度迅速增加,如不及時切除、將可能造成以下重大危害:
l 電弧光中心溫度(相當(dāng)于太陽表面溫度的2~4倍,約為10000~20000°C)過高導(dǎo)致銅排、鋁排熔毀氣化;
l 電纜熔毀,電纜護(hù)套著火;
l 開關(guān)設(shè)備劇烈振動,使固定元件松脫;
l 使上一級變壓器承受近距離短路沖擊,故障電流產(chǎn)生的電動力可能導(dǎo)致變壓器繞組變形引起匝間短路;
l 故障產(chǎn)生的弧光沖擊波以300m/s的速度爆發(fā),可摧毀途中的任何物質(zhì),若波及站內(nèi)直流系統(tǒng)導(dǎo)致全站直流失電,將造成無法彌補(bǔ)的重大損失;
l 燃燒產(chǎn)生的有毒氣體被人吸入會產(chǎn)生生命危險;
l 高溫灼傷皮膚,強(qiáng)光刺傷眼睛
l 爆破音振損傷耳膜,肺臟;
l 爆炸碎片飛射,造成人員傷亡。