電弧光保護系統結構組成及作用

電弧光保護目的是在發生電弧故障時，透過限制電弧燃燒時間來保護附近工作人員及裝置。電弧保護首先必須檢測故障電弧，然後才能切斷流過的故障電流。在中低開關櫃內部故障保護中，一般是透過跳開斷路器來切除故障使故障電弧熄滅。電弧燃燒時伴隨著光、聲及電磁波形式的輻射。透過分析可見光、聲波、紅外線或無線電頻率的輻射可以檢測到電弧的存在，甚至連由電弧產生的壓力波也已經用來檢測它的存在。然而，最廣泛使用的方法還是透過檢測可見光來實現。

電弧光保護系統透過檢測開關櫃內部發生故障時發出的電弧光判斷是否發生故障。弧光是電弧最明顯且變化最快的特徵物理量，因而電弧光保護具有超高速的動作效能，整套保護的動作時間可保證在幾毫秒以內。對於開關櫃內部故障保護來講，這種超調整動作效能是最重要的。為了避免外界光干擾可能引發系統的誤跳閘，在實際應用中往往還引入過流閉鎖訊號，即：只有同時檢測到弧光訊號及過流動作訊號才發出跳閘指令切除故障，從而進一步提高保護系統動作的可靠性。

電弧光保護系統由以下主要部件組成：

1）弧光保護主控單元：主單元為電弧光保護系統的控制中心，收集動作訊號並對收集的資料進行處理、判斷、發出跳閘訊號以切除故障。裝置自帶四路輸出介面分別為弧光跳閘出口1、弧光跳閘出口2、弧光跳閘出口3、跳閘總出口4。裝置支援ModBUS-RTU規約，可通過後臺對裝置進行引數設定、實時資料讀取、故障資訊讀取、復歸等操作，方便組網執行。

2）採集單元：弧光采集單元與主控單元配合使用，是弧光保護系統的重要組成部分，主要用於採集故障弧光，並將判斷後的結果透過光訊號傳遞給主控單元。單個弧光采集單元可以安裝，16個弧光探頭，根據系統的大小可以任意增減弧光采集單元的數量。弧光采集單元通常安裝在選定的開關櫃內中，選擇的原則是保證該單元相關光纖用量儘量少。

3）弧光感測器：專門用於故障弧光采集，是無源的弧光探測感測器，安裝在開關櫃的母線室內或饋線櫃內電氣元件的連線處。當發生弧光故障時，光照度大幅度增加，弧光感測器直接將光訊號傳給弧光采集單元或饋線保護單元。

電弧光保護系統作用：電弧光保護系統具有非常快的動作速度，對開關櫃各單元室的總故障清除時間可控制在100ms以內。因此，在發生弧光故障、櫃內壓力和溫度急劇增加以前，電弧光保護系統就可以發出跳閘指令切除供給的短路電流，使裝置損壞及人員傷害的損失減到最小。

對於中低壓開關櫃來講，以最快的速度切除故障意味著最大限度地限制電弧燃燒釋放的能量，其益處是：1）保護附近工作人員免受電弧故障效應的傷害；2）開關櫃內部部件的限制到最小；3）大大減少開關裝置損壞的維修費用；4）最大限度地減少使用者停電時間，可儘快恢復生產；5）對於使用年限很長需要進行改造的開關櫃，採用電弧光保護可有效延長其使用壽命，從而減少對開關裝置的投資費用。

電弧光保護作為中低壓母線保護，對配電系統還將提供以下益處：1）保護昂貴的主變壓器或廠用變壓器免受巨大的短路電流衝擊而損壞；2）防止波及站用直流系統，避免事故擴大而造成經濟損失。

AZ-EAP電弧光保護系統