中低壓母線的快速保護(hù)

1.裝設(shè)電弧光保護(hù)的必要性

　　電弧保護(hù)在國外已有近二十年的歷史，第一套保護(hù)裝置在1995年就已經(jīng)投運(yùn)，中國以前的進(jìn)口機(jī)組在引進(jìn)時(shí)由國外成套配有電弧光保護(hù)（如國華天津盤山電廠），國產(chǎn)機(jī)組2000年第一套裝置開始運(yùn)行，為保護(hù)設(shè)備的安全運(yùn)行起到了重要作用。電弧光的發(fā)生是多方面的，引起的后果也是非常嚴(yán)重。開關(guān)設(shè)備內(nèi)電弧光產(chǎn)生的人為原因有：誤入帶電間隔；隔離開關(guān)誤操作；忘記在工作區(qū)接地；忘記測量工作區(qū)內(nèi)的電壓。

　　開關(guān)設(shè)備內(nèi)電弧光產(chǎn)生的技術(shù)原因有：設(shè)備故障和帶電設(shè)備的誤操作；設(shè)備正常檢修后，遺漏工具在開關(guān)設(shè)備內(nèi)；錯(cuò)誤的接線和母線連接；絕緣老化和機(jī)械磨損、過電壓、小動(dòng)物（尤其是老鼠）、灰塵、溫度、濕度、腐蝕、等環(huán)境因素。

　　開關(guān)設(shè)備運(yùn)行中電弧光產(chǎn)生的技術(shù)原因有：開關(guān)柜在運(yùn)行中發(fā)生的大量電弧光故障事故，多是由于環(huán)境條件的影響，使絕緣材料受潮，設(shè)備絕緣表面產(chǎn)生凝露和附著污穢，因而設(shè)備絕緣水平下降造成事故

2.電弧光的危害

　　開關(guān)設(shè)備電纜間隔發(fā)生故障產(chǎn)生的電弧使開關(guān)設(shè)備中的壓力和溫度迅速增加，如不及時(shí)切除，將造成以下幾個(gè)方面的重大損害：

①電弧溫度相當(dāng)太陽溫度的2倍，大約為10000℃，由于過熱將導(dǎo)致銅排、鋁排熔毀，氣化；

②電纜熔毀，電纜包覆層的著火；

③過熱導(dǎo)致壓力上升，使開關(guān)設(shè)備爆炸；

④開關(guān)設(shè)備強(qiáng)烈振動(dòng)，使固定元件松脫；

⑤高溫?zé)�灼皮膚，強(qiáng)光刺傷眼睛；

⑥產(chǎn)生大量的有害氣體，傷害呼吸系統(tǒng)；

⑦爆破音震損耳膜、肺臟；

⑧碎片飛射，造成人員傷害，甚至死亡。

　　電弧故障的危害程度取決于電弧電流及切除時(shí)間，電弧產(chǎn)生的能量與I2t成指數(shù)規(guī)律快速上升。只有總切除時(shí)間小于85ms，才能使設(shè)備不遭受損害，總切除時(shí)間大于100ms，將會(huì)對設(shè)備造成不同程度的損害。

3.電弧光故障實(shí)例

　　1982年8月，北京供電局大郊亭變電所，由于連續(xù)下雨，導(dǎo)致配電室電纜溝進(jìn)水，開關(guān)柜絕緣受潮，造成開關(guān)柜相間弧光故障，燒毀開關(guān)柜1臺(tái)，燒損8臺(tái)，燒毀電流互感器4只，支柱絕緣子40多支，隔離開關(guān)7組，致使全部連續(xù)停電數(shù)天。

　　1986年2～10月，湖南金竹山電廠連續(xù)六次發(fā)生廠用電6kV開關(guān)柜內(nèi)電弧光故障起火，燒毀、燒損開關(guān)柜9臺(tái)、支柱絕緣子近百個(gè)，其他設(shè)備數(shù)十件、造成機(jī)組甩負(fù)荷，機(jī)爐停運(yùn)。

　　1985年天津變電所合閘送電時(shí)，開關(guān)柜發(fā)生弧光故障，引起避雷器爆炸、配電室起火，燒毀開關(guān)柜8臺(tái)。

　　1986年唐山某變電所開關(guān)柜運(yùn)行中誤操作，絕緣隔板燒焦起火。

　　1987年6～7月河南焦作東郊變電所，分別發(fā)生兩起由于開關(guān)觸頭絕緣板放電，燒毀斷路器，以及開關(guān)柜母線支柱絕緣子閃絡(luò)、炸裂，造成三相短路的事故。

　　2001年2月13日9：35分，上海華陽橋大江肉食品廠高壓配電室4#柜，A相支持白料絕緣擊穿而爆裂，相鄰B相母排上有明顯放電、被灼傷痕跡。

　　2000年11月4日，安徽省某化肥廠合成氨車間碳化工段發(fā)生了一起維修人員被電弧灼傷的事故。

4.目前用于中、低壓母線的保護(hù)及其局限性

　　目前在中、低壓母線系統(tǒng)中常用的保護(hù)有以下三種：

①變壓器后備過流保護(hù)（典型的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.2s～1.4s）

②采用饋線速斷保護(hù)閉鎖的變壓器后備過流保護(hù)(典型的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為300ms～400ms)

③高阻抗保護(hù)(典型的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為35ms～60ms)

①和②兩種保護(hù)對總切除時(shí)間小于100ms的要求來講，時(shí)間太長；而③保護(hù)的保護(hù)范圍受CT安裝位置的限制，且價(jià)格昂貴。電弧光保護(hù)提供了15ms的跳閘輸出，所以總切除時(shí)間為80ms～100ms,且在開關(guān)設(shè)備外觀上無明顯損壞。表1為電弧光保護(hù)與過流保護(hù)的時(shí)間對照。

表1電弧光保護(hù)與過流保護(hù)的時(shí)間對照

電弧光保護(hù)

一般過流保護(hù)

測量

1ms

20ms

計(jì)算