隨著電力系統(tǒng)配電網(wǎng)容量的逐漸，中低壓設(shè)備故障對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響越來越嚴(yán)重，近年來，中壓開關(guān)柜由于絕緣損壞、操作失誤、設(shè)備老化等因素頻繁發(fā)生弧光故障事故，不僅影響供電系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，還會造成嚴(yán)重的人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失。

圖1 開關(guān)柜弧光故障事故圖

圖2 電弧能量-時(shí)間曲線

弧光故障事故的危害程度取決于弧光電流及切除時(shí)間，電弧產(chǎn)生的能量與I 2t成指數(shù)規(guī)律快速上升。弧光產(chǎn)生初期（總切除時(shí)間不超過100ms）對設(shè)備損傷比較小，傳統(tǒng)的電流保護(hù)和接地故障保護(hù)由于檢測周期長，動(dòng)作時(shí)間慢，不能弧光故障的危害。因此，很有必要引入快速切除弧光故障的保護(hù)系統(tǒng)。安科瑞ARB5系列弧光保護(hù)裝置通過弧光+電流突變量雙重判據(jù)或弧光單判據(jù)啟動(dòng)保護(hù)，其弧光單判據(jù)動(dòng)作時(shí)間≤7ms；弧光+電流雙判據(jù)動(dòng)作時(shí)間≤20ms，為快速切除中低壓弧光故障提供了技術(shù)支持。

2弧光保護(hù)選型

我們經(jīng)過仔細(xì)分析，選定安科瑞ARB5系列弧光保護(hù)進(jìn)行研究。

ARB5系列弧光保護(hù)裝置主要由ARB5-M主控單元、ARB5-S弧光探頭組成。

2.1 ARB5-M主控單元特點(diǎn)

（1）啟動(dòng)條件可選弧光單判據(jù)或弧光+電流雙判據(jù)。其中電流突變量啟動(dòng)系數(shù)可整定范圍為0.05~10In，電流常量啟動(dòng)系數(shù)可整定范圍為0.05~10In。

（2）11路可編程跳閘出口。

（3）4組3相電流采集。

（4）支持20路弧光探頭信號采集。

（5）弧光故障點(diǎn)定位。

（6）弧光光纖鏈路自檢及裝置異常自檢。

（7）4組失靈保護(hù)。

（8）支持IEC61850，便于組建數(shù)字化智能配電站系統(tǒng)。

2.2 ARB5-S弧光探頭特點(diǎn)

（1）自帶濾光功能。

（2）無源型弧光傳感器。

（3）探測角度≥180°。

3弧光保護(hù)方案及動(dòng)作邏輯

本文結(jié)合某水廠10kV供電系統(tǒng)工程，介紹安科瑞ARB5系列弧光保護(hù)配置方案。該工程涉及10kV I、II 段母線，共計(jì)12個(gè)回路，其中01、12柜為進(jìn)線柜，06柜為母聯(lián)柜，07柜為母聯(lián)隔離柜，05、08柜為PT柜，02、03、04、09、10、11柜為出線柜。

弧光保護(hù)配置方案是在兩段母線上分別配置一臺ARB5-M主控單元，安裝位置為進(jìn)線柜（或PT柜）儀表室的柜門上；每柜的母線室、手車室、電纜室（如有）各安裝一個(gè)ARB5-S弧光探頭。

保護(hù)動(dòng)作邏輯為母線室或手車室弧光故障動(dòng)作于跳閘進(jìn)線和母聯(lián)開關(guān)，電纜室弧光故障動(dòng)作于跳閘出線回路開關(guān)。

4弧光探頭安裝位置

弧光探頭可面板開孔安裝，亦可支架式安裝。

ARB5-S弧光探頭有兩種固定方式：卡扣式和螺絲式。

卡扣固定：