‌弧光探测保护在高低压配电系统的应用综述

️一、弧光危害与保护必要性‌

1. ‌弧光特性与破坏力‌
• 弧光产生时温度可达4500℃~20000℃，瞬时功率达40MW，光照强度超正常值2000倍，易引发开关柜爆炸、电缆燃烧及铜排融化‌45。
• 中低压母线故障切除时间若超过100ms（IEC298标准燃弧耐受时间），将导致设备不可逆损坏‌26。
2. ‌典型应用场景痛点‌
• ‌中低压配电系统‌ ：绝缘老化、操作失误导致弧光故障频发，传统过流保护响应慢‌4；
• ‌高压开关柜‌ ：电弧光引发电磁干扰、火灾及人身伤害风险，需快速隔离故障‌7。

‌二、弧光探测保护核心技术方案‌

1. ‌双判据保护逻辑‌
• ‌判据组合‌ ：弧光信号（非电气量）+电流增量（电气量）联合触发，降低误动作概率‌23。
• ‌动作时间‌ ：纯弧光单判据≤7ms，双判据≤20ms，满足IEC298标准要求‌。
2. ‌典型装置配置‌
• ‌ARB6装置‌ ：适用于0.4kV~35kV系统，支持弧光点定位与跳闸出口编程‌；
• ‌ARB5-M主控单元‌ ：单台可覆盖两段母线，集成4组电流监测与11组跳闸出口‌。
• ‌安科瑞ARB系列方案‌ ：
• ‌探头布局‌ ：每面开关柜安装1支弧光探头（如ARB5-S），覆盖主母排关键区域‌。

‌三、行业应用案例分析‌

1. ‌中低压配电系统（0.4kV~35kV）‌
• ‌两进线一联络系统‌ ：通过ARB5-M主控单元实现分段母线独立保护逻辑，跳闸动作时间缩短至20ms内，避免故障扩大‌36。
• ‌风电场35kV母线‌ ：采用“弧光+电流增量”双判据，成功将故障切除时间控制在100ms内，保护变压器及并网设备‌2。
2. ‌高压开关柜特殊场景‌
• ‌煤矿供电系统‌ ：在井下高压开关柜部署弧光保护装置，降低设备爆炸风险及有害气体释放概率‌8；
• ‌智慧化改造‌ ：集成变电所运维云平台，实现电弧光故障远程报警与历史数据分析‌47。

‌四、技术优势与发展趋势‌

1. ‌核心优势‌
• ‌快速响应‌ ：较传统过流保护提速80%以上，减少设备维修成本30%~50%‌36；
• ‌灵活配置‌ ：支持多母线共用主控单元，降低硬件投入成本‌23。
2. ‌未来方向‌
• ‌智能化升级‌ ：融合AI算法预测绝缘劣化趋势，实现预防性维护‌47；
• ‌多系统联动‌ ：与消防云平台、能源管理平台（如AcrelEMS 3.0）深度集成，构建全域安全防护网‌15。