电弧光保护装置 宏郎电力 HLEAP

1.1 电弧光产生的原因 引起开关柜弧光短路故障的原因很多，主要有：绝缘故障、载流回路 不良、外来物体的进入、人为操作错误、系统改变或故障等。

1.2 电弧光的能量 开关柜发生内部弧光故障产生的短路功率可高达8~60 MW，所产生的能 量与电弧的燃烧时间、短路电流的平方值、柜体几何尺寸以及所使用的材料等 因素有关，其中最主要的因素是短路故障电流及电弧燃烧的时间，电弧能量与 有关电弧燃烧的时间的关系如图所示。从图中可以看出，电弧燃烧持续时间超 过100ms ，所释放的能量开始急剧增加，接着各种故障效应对开关设备的电缆、 铜排以及钢材造成严重损坏。

以下为国外的资料介绍的各种燃弧时间下对设备造成的损坏程度： ① 35ms 没有显著的损坏，一般可以在检验绝缘电阻后投入使用； ② 100ms 损坏较小，在开关柜再次投入运行之前需要进行清洁或可能的 某些小的修理； ③ 500ms 设备损坏很严重，在现场的人员也受到严重的伤害，必须更换 部分设备才可以再投入运行。

1.3电弧光对人员的伤害： 电弧光发生时产生的高温，灼烧人员皮肤，强光刺伤眼睛，强电侵害肌 肉、神经，爆破压力造成人员的坠落及碎片4飞射，爆破音造成人员的耳膜、 内脏震动损伤，毒气伤害人员呼吸系统。

1.4电弧光对设备的伤害： 电弧光发生时产生的大量气体，其压力波可造成盘体变形、破碎；电弧 可使铜排气化的体积膨胀，空气因高温而膨胀；爆破音造成盘内强烈震动， 使固定元件松脱。高温可造成电缆在100ms内燃烧、及所有绝缘材料的燃烧， 造成铜排、铝在150ms内燃烧熔毁气化，并产生大量的浓黑有毒的烟气，这 些含有大量碳黑烟气将迅速扩散至整段母线和开关柜，造成所有一次和二次 设备表面的严重污染，使得绝缘电阻为零。

由于开关柜为刚性连接，结构紧凑，空间有限，使得任何方式的清理工 作，都将是耗时，费力的。更不用说受损设备的更换了。最*重要的是整段 母线的停役，给全厂带来的经济损失将是无法估量的。同时要想使设备的绝 缘*恢复到原来的水平几乎是不可能的。

HLEAP电弧光保护系统使用电弧光探头监测电弧光信号，配合过流判断 故障，其整组动作时间小于20ms，加上断路器35-60ms的跳闸时间，能有效 保护开关设备，是目前动作最*的电弧光保护系统，是中压开关柜内部故障 保护的最*解决方案。

工作原理及特点：

整组动作跳闸出口快； 

采用过流和弧光双判据，动作可靠；

持续全面的自检功能；

可按各类跳闸逻辑灵活编程；

安装简便灵活。

3.1 主控单元 HLEAP-H 主控单元采用嵌入式安装方式，可测量3组电流，8路弧光，具有6路继电器输 出，5路开关量输入；主控单元将自身检测到的数据信息及采集器传来的数据信息 进行集中处理、判断，发出跳闸信号以切除故障。该系统弧光单判据与弧光电流 双判据可选。

3.2 弧光采集器 HLEAP-C 弧光采集器安装在开关柜二次室内继电器网上，每台采集器可测量8路弧光， 设置2继电器出口，2路开关量输入；弧光采集器采集到故障信号通过通讯接口传 回主机，由主机做出判断是否发出跳闸指令。

3.3 电流采集器 HLEAP-A 电流采集器安装在开关柜二次室内继电器网上，每台采集器可测量6相电流采 样，设置2 个继电器出口，2路开关量输入；电流采集器采集到故障信号通过通讯 接口传回主机，由主机做出判断是否发出跳闸指令。

3.4 弧光传感器 HLEAP-P 弧光传感器安装在柜内各间隔中，可实现由简单到复杂，有选择性的保护。 弧光传感器作为光感应元件，在发生弧光故障时检测突然增加的光强，并将模拟 光信号传给弧光单元或直接传给主控单元。

4.1 工作原理 弧光保护系统通过检测开关柜内部的弧光和电流来判断是否发生故障。其判 断原理如下图所示： 

4.2 弧光保护与一般过流保护比较 HLEAP有效降低电弧光伤害的方法是以最*的速度切断故障电源。弧光保护能 快速检测弧光的出现，将它的燃弧时间减到最少，从而减少设备财产的损失，保 护工作人员的人身安全。

技术指标和使用环境：

装置电源电压：AC/DC 85～265V 

装置功耗：主机：≤10W 分机：≤5W 

输出触点容量：继电器：5A 250V AC ,5A 30V DC 

开关量输入：DC 110V 220V AC 220V 

电流采样精度：±5%。范围：0.1In～20In，瞬间20倍过流值（1A、5A可选）

RS485通讯：波特率 9600bps 19200bps 57600bps 115200bps可选 

工作环境温度：-10℃～+50℃ 

运输极限环境温度：-40℃～+70℃

贮存极限环境温度：-25℃～+55℃ 

大气压强：86～106KPa 

弧光单判据反应时间:≤10ms 

弧光电流双判据反应时间:≤20ms 

适用范围：3kV～35kV 

环境湿度：5%～95%（装置内部不结露、结冰） 

污秽等级:不得有爆炸性气体和破坏绝缘性气体。