在變電站、配電室和工業(yè)企業(yè)的中低壓開關(guān)柜中，一次看似短暫的“閃光"，背后可能已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的弧光故障。

母線連接點(diǎn)、斷路器觸頭、電纜接頭、隔離開關(guān)觸頭等位置，一旦由于絕緣下降、接觸不良、異物進(jìn)入或誤操作等原因出現(xiàn)電弧，故障可能在很短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)大。

對于配電系統(tǒng)來說，弧光保護(hù)關(guān)注的核心問題并不是“有沒有短路保護(hù)"，而是：

當(dāng)弧光故障已經(jīng)發(fā)生時(shí)，能否更快識別故障，并盡快發(fā)出跳閘指令，限制事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

弧光故障通常發(fā)生在開關(guān)柜、母線、電纜連接等帶電部位。

與普通電氣故障相比，弧光故障往往伴隨著強(qiáng)烈的光信號和故障電流變化。如果故障不能及時(shí)切除，可能進(jìn)一步造成：

1. 母線室

母線連接處承擔(dān)著較大的電流，同時(shí)又存在接頭、搭接面等連接位置。

如果發(fā)生接觸不良、絕緣下降等情況，母線連接處可能成為弧光風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

因此，在高壓開關(guān)柜中，母線室通常是弧光傳感器的重點(diǎn)監(jiān)測區(qū)域。

2. 斷路器室

斷路器承擔(dān)系統(tǒng)正常分合閘以及故障電流切除任務(wù)。

斷路器觸頭、手車觸頭等部位如果出現(xiàn)接觸異常，也可能產(chǎn)生電弧。

對于需要提高柜體內(nèi)部覆蓋范圍的項(xiàng)目，可以在斷路器室設(shè)置獨(dú)立弧光傳感器。

3. 電纜室

電纜頭、電纜連接點(diǎn)也是開關(guān)柜內(nèi)部常見的故障風(fēng)險(xiǎn)位置。

尤其在長期運(yùn)行、環(huán)境復(fù)雜或者施工質(zhì)量不穩(wěn)定的情況下，電纜連接部位值得重點(diǎn)監(jiān)測。

4. 隔離開關(guān)、CT及其他連接部位

只看到一道強(qiáng)光就跳閘，顯然并不可靠。

因?yàn)殚_關(guān)柜現(xiàn)場可能存在照明、檢修燈光等外部光源。

因此，弧光保護(hù)需要通過合理的判據(jù)提高動作可靠性。

安科瑞 ARB6系列弧光保護(hù)裝置支持三種弧光保護(hù)判據(jù)。

① 弧光單判據(jù)

當(dāng)弧光強(qiáng)度超過設(shè)定值，并滿足延時(shí)條件后，保護(hù)動作。

這種方式邏輯直接，可以用于相應(yīng)的弧光檢測場景。

② 弧光 + 電流雙判據(jù)

弧光故障發(fā)生時(shí)，通常不僅會出現(xiàn)明顯的光信號，同時(shí)故障電流也會發(fā)生變化。

ARB6可以同時(shí)判斷：

弧光光強(qiáng)超過設(shè)定值 + 關(guān)聯(lián)電流超過整定值

兩個(gè)條件同時(shí)滿足后，再執(zhí)行保護(hù)動作。

相較單純依靠光信號判斷，引入電流判據(jù)可以降低外界光源對保護(hù)邏輯的干擾，提高保護(hù)動作的可靠性。

這也是很多母線弧光保護(hù)項(xiàng)目中值得重點(diǎn)考慮的保護(hù)方式。

③ 弧光 + 零序電壓雙判據(jù)

對于不接地系統(tǒng)和消弧線圈接地系統(tǒng)，還可以采用：

弧光 + 零序電壓

雙判據(jù)。

通過增加零序電壓判據(jù)，可以提高對單相接地弧光故障的判別能力。

安科瑞ARB6系列弧光保護(hù)裝置面向 0.4kV～35kV中低壓配電系統(tǒng)，集保護(hù)、測量、監(jiān)視、控制、通訊、故障錄波和事件記錄等功能于一體。

其核心并不只是“檢測一道光"，而是形成一套完整的：

弧光檢測 → 電流/電壓判別 → 故障定位 → 快速跳閘 → 故障記錄 → 后續(xù)分析

保護(hù)鏈路。

01 弧光保護(hù)快速動作

ARB6弧光保護(hù)動作時(shí)間：

弧光單判據(jù)：≤3.8ms

條件為2倍弧光動作門檻值、電磁繼電器輸出。

弧光 + 電流雙判據(jù)：≤7.8ms

條件為2倍弧光動作門檻值、2倍電流定值、電磁繼電器輸出。

對于弧光事故而言，動作速度是非常重要的參數(shù)。

更快識別和切除故障，有助于降低故障持續(xù)時(shí)間。

02 支持6～30路弧光傳感器

03 12路保護(hù)電流輸入

裝置配置：

4組三相電流，共12路電流通道。

保護(hù)電流額定輸入支持：

AC 1A / 5A

測量范圍：

0.04In～20In

因此可以將不同進(jìn)線、母聯(lián)等回路電流與不同弧光傳感器進(jìn)行邏輯關(guān)聯(lián)。

04 3路零序電壓輸入

ARB6提供3路零序電壓通道。

額定電壓：

AC 100V或100/√3V

測量范圍：

0.1～120V

可以配合“弧光 + 零序電壓"保護(hù)邏輯，用于相應(yīng)接地系統(tǒng)中的弧光故障判斷。

05 支持故障點(diǎn)定位

發(fā)生弧光故障時(shí)，系統(tǒng)不僅需要知道“發(fā)生故障"，還需要知道：

到底是哪一面柜、哪個(gè)位置出了問題。

ARB6可以實(shí)時(shí)監(jiān)測各弧光傳感器光強(qiáng)值，并結(jié)合動作傳感器編號與光強(qiáng)信息，實(shí)現(xiàn)弧光故障點(diǎn)定位。

這對于事故后的快速排查和恢復(fù)供電非常重要。

06 弧光傳感器及光纖鏈路實(shí)時(shí)自檢

弧光保護(hù)系統(tǒng)長期運(yùn)行后，一個(gè)容易被忽略的問題就是：

傳感器到底還能不能正常工作？光纖有沒有中斷？

ARB6支持弧光傳感器及光纖鏈路實(shí)時(shí)自檢。

當(dāng)傳感器損壞或者傳感器與保護(hù)裝置之間的光纖鏈路發(fā)生中斷時(shí)，裝置可以產(chǎn)生鏈路自檢告警。

相比“裝上以后長期不管"，這種實(shí)時(shí)自檢能力能夠幫助運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)保護(hù)鏈路異常。

07 ARB-S弧光傳感器

ARB6可以配套ARB-S系列弧光傳感器使用。

傳感器監(jiān)測角度超過 180°，工作溫度范圍：

-40℃～+85℃

其中ARB-S0采用無源型廣角設(shè)計(jì)：

這也是實(shí)際項(xiàng)目中非常關(guān)鍵的問題。

根據(jù)ARB6說明書推薦，弧光傳感器可以重點(diǎn)安裝在：

母線室、斷路器室、電纜室。

對于需要重點(diǎn)監(jiān)測的開關(guān)柜，可結(jié)合柜體結(jié)構(gòu)，在容易產(chǎn)生電弧的位置設(shè)置傳感器。

如果考慮開關(guān)柜整體保護(hù)，還可以：

斷路器室1只 + 電纜室1只

進(jìn)一步擴(kuò)大監(jiān)測范圍。

需要注意的是，ARB-S弧光傳感器檢測區(qū)域約為：

180°、半徑0.5m的扇形區(qū)域。

因此傳感器安裝不僅要考慮數(shù)量，還要考慮朝向、遮擋以及實(shí)際柜體結(jié)構(gòu)。

在實(shí)際變配電系統(tǒng)中，比較典型的方案就是：

兩進(jìn)線一母聯(lián)。

例如，每段母線配置10臺開關(guān)柜。

可以在每面高壓柜母線室安裝1只ARB-S弧光傳感器，每段母線配置1臺ARB6弧光保護(hù)裝置。

以ARB6-A12為例：

每臺裝置接入10只弧光傳感器，同時(shí)采集本段進(jìn)線和母聯(lián)電流。

保護(hù)邏輯采用：

弧光 + 電流雙判據(jù)

當(dāng)某一開關(guān)柜母線室發(fā)生弧光，同時(shí)檢測到對應(yīng)故障電流超過整定值時(shí)，ARB6可以根據(jù)預(yù)設(shè)邏輯：

跳開本段進(jìn)線開關(guān) + 母聯(lián)開關(guān)

從而實(shí)現(xiàn)對本段母線的弧光保護(hù)。

如果兩段母線共20臺柜，也可以采用1臺ARB6-A24接入20只弧光傳感器，并分別建立I段、II段弧光保護(hù)邏輯。

裝置可以保存：

不少于200條事件記錄

不少于500條系統(tǒng)記錄

不少于2000條操作日志

并支持不少于16條故障錄波信息。

發(fā)生故障后，可以進(jìn)一步查看電流、電壓、弧光強(qiáng)度等錄波數(shù)據(jù)，為事故分析提供依據(jù)。

對于需要接入后臺監(jiān)控系統(tǒng)的項(xiàng)目，ARB6提供較豐富的通訊接口。

包括：

2路RS485接口

支持IEC60870-5-103、Modbus等通訊。

同時(shí)支持以太網(wǎng)接口配置，可用于與后臺監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

此外，裝置還提供USB接口，可以用于程序升級以及定值、故障錄波數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

因此ARB6不僅可以獨(dú)立完成弧光保護(hù)，也能夠作為變配電自動化系統(tǒng)中的一個(gè)保護(hù)節(jié)點(diǎn)。

電力系統(tǒng)

工業(yè)企業(yè)

數(shù)據(jù)中心

新能源

交通基礎(chǔ)設(shè)施

水利、礦產(chǎn)、建筑等場景