AVAGO弧光傳感器在中低壓母線保護中的應用
加入技術交流群
在電力系統(tǒng)中，35kV及以下電壓等級的母線由于沒有穩(wěn)定問題，一般未裝設母線保護。然而，由于中低壓母線上的出線多，操作頻繁，三相導體線間距離與大地的距離比較近，容易受小動物危害，設備制造質量比高壓設備差，設備絕緣老化和機械磨損，運行條件惡劣，系統(tǒng)運行條件改變，人為和操作錯誤等原因，中低壓母線的故障幾率比高壓、超高壓母線高得多。但長期以來，人們對中低壓母線的保護一直不夠重視，大多采用帶有較大延時的后備保護來切除母線上的故障，往往使故障被發(fā)展、擴大，從而造成巨大的經濟損失。
近年來,由于各種原因開關設備被嚴重燒毀，有的甚至發(fā)展成“火燒連營”的事故時有發(fā)生。而主變壓器由于遭受外部短路電流沖擊損壞的事故也逐年增加，這些配網(wǎng)事故處理不當甚至被擴大發(fā)展為輸電網(wǎng)事故，造成重大的經濟損失，已引起電力部門的廣泛關注。究其原因大多是因為沒有裝設中低壓母線保護，未能快速切除故障造成的。所以，為了保證變壓器及母線開關設備的安全運行，根據(jù)繼電保護快速性的要求，迫切需要配置專用中低壓母線保護。
2.電弧光產生的原因
1）開關設備內電弧光產生的人為原因有：
? 誤入帶電間隔；
? 隔離開關誤操作；
? 帶接地線合閘；
? 忘記測量工作區(qū)內的電壓等。
2) 開關設備內電弧光產生的技術原因有 ：
? 設備故障和帶電設備的誤操作；
? 設備正常檢修后，遺漏工具在開關設備內；
? 錯誤的接線和母線連接 ；
? 絕緣老化、機械磨損、過電壓、小動物（尤其是老鼠）、灰塵、溫度、濕度及腐蝕等環(huán)境因素。
2.1電弧光的危害
? 開關設備內部間隔發(fā)生故障而產生的電弧光造成開關設備中的壓力和溫度迅速增加，如不及時切除 將造成以下重大危害：
? 電弧光中心溫度相當于太陽表面溫度的 2 倍，約為 20000 ℃，由于過熱將導致銅排、鋁排熔毀氣化；
? 電纜熔毀，電纜護套著火；
? 過熱導致壓力上升，使開關設備爆炸；
? 開關設備劇烈振動，使固定元件松脫；
? 使上一級變壓器承受近距離短路故障沖擊，故障電流產生的電動力可能導致變壓器繞組變形發(fā)生匝間短路；
? 故障產生的弧光沖擊波以 300m/s 的速度爆發(fā)， 可摧毀途中的任何物質， 若波及站內直流系統(tǒng)造成全站直流失電，將造成無法彌補的重大損失；
? 高溫灼傷皮膚，強光刺傷眼睛；
? 爆破音振損傷耳膜，肺臟；
? 爆炸碎片飛射，造成人員傷亡。
電弧光故障的危害程度取決于電弧光電流的大小及切除時間長短，電弧光產生的能量與切除時間 T成指數(shù)規(guī)律快速上升（見圖一） 。
IEC298標準附錄AA中規(guī)定的內部燃弧時間是100ms，目前市場上銷售的開關柜基本上是按照IEC298標準生產的，也就是說，開關柜可以承受的電弧燃燒時間為100ms。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，即保護動作時間加上斷路器分閘時間之和，即為電弧燃燒的持續(xù)時間。也就是說，從保護開關柜方面考慮，保護動作時間應在小于100ms切除故障以防止弧光短路故障進一步發(fā)展擴大造成更大的危害。
據(jù)有關資料統(tǒng)計，一些地區(qū)110kV及以上等級的變壓器遭受短路故障電流沖擊直接導致?lián)p壞的事故，約占全部事故的50%以上，與前幾年統(tǒng)計相比呈大幅度上升的趨勢。這類故障的案例很多，特別是變壓器低壓側出口（低壓母線）短路時形成的故障一般需要更換繞組，嚴重時可能要更換全部繞組，從而造成十分嚴重的后果和損失。
國標規(guī)定的110kV及以上電壓等級的變壓器的熱穩(wěn)定允許時間為2秒，動穩(wěn)定時間為0.25秒。但實際上，在低壓側出口短路故障靠過流后備保護切除的動作時間往往在2秒以上，離 0.25秒的變壓器的動穩(wěn)定時間相差甚遠。所以，可以說，繼電保護的不完善也是造成變壓器損壞的重要原因。
評論