什么是電弧光?

　　兩個導(dǎo)體之間的絕緣介質(zhì)被擊穿，其能量在毫秒時間內(nèi)積聚，產(chǎn)生強(qiáng)光(弧閃)、超過19000℃的高溫和爆炸性的壓力波(電弧爆炸)。這些因素的結(jié)合，會導(dǎo)致嚴(yán)重電氣故障，并造成極端危險(xiǎn)狀況，使金屬融化蒸發(fā)、破壞設(shè)備，并給附近人員帶來傷害。

　　造成弧閃的原因及后果

　　電弧和弧閃是指當(dāng)電流通過正常狀態(tài)下的絕緣介質(zhì)時發(fā)生的不受控制、強(qiáng)烈、閃光的電能釋放現(xiàn)象，電弧故障的比較常見原因是絕緣故障。這類故障可能是由于絕緣材料存在缺陷或老化;維護(hù)不當(dāng)或不正確;灰塵、潮濕、鹽霧等污染，積聚破壞絕緣;小動物害蟲誤入;人為操作錯誤(違規(guī)操作導(dǎo)致錯誤表面相接觸或工具滑動掉落并接觸帶電導(dǎo)體)等多種原因造成不可預(yù)知的意外。

　　弧閃事件會給人員帶來危險(xiǎn)，甚至可能致命。OSHA的數(shù)據(jù)顯示，專業(yè)電工發(fā)生的電氣相關(guān)事故和死亡案例中約有80%是由工業(yè)弧閃事件引起，即使避免了人身傷害，弧閃也會破壞設(shè)備，造成高昂的更換和停產(chǎn)成本。

　　一次典型的弧閃有多少能量?

　　能量 = 電壓×電流×時間 = 480V x 20000A x 0.2秒 = 1920000焦耳。

　　故障電流為20000安培的480伏特系統(tǒng)，其相間故障具備9600000瓦功率。想象一下，如果沒有弧閃保護(hù)，在過電流保護(hù)能夠?qū)⑵淝宄�之前，故障將持續(xù)200毫秒。釋放的能量將達(dá)到2百萬焦耳，大約相當(dāng)于一根雷管的能

　　為何要使用電弧光保護(hù)?

　　盡管電弧光保護(hù)無法預(yù)防弧閃發(fā)生，但在保護(hù)重要資產(chǎn)和員工人身安全方面，非常有必要采取更積極主動的方案。電弧光保護(hù)可作為電氣柜的必備組件，能實(shí)時監(jiān)測弧光發(fā)生，正確判斷、迅速跳閘斷電，減少系統(tǒng)中的入射能量，避免故障時產(chǎn)生的電弧光對人員和設(shè)備造成危害，保證配電系統(tǒng)安全運(yùn)行。

　　不同于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)，其主要的保護(hù)對象是不同間隔的各類設(shè)備，如：變壓器、線路、電機(jī)等，還需要滿足選擇性或高阻接地系統(tǒng)要求，必須對電氣量信號進(jìn)行采樣計(jì)算整定，增加動作延時，無法滿足非電量弧光信號的速動性跳閘要求。所以，電弧光保護(hù)系統(tǒng)作為傳統(tǒng)繼電保護(hù)框架的有力補(bǔ)充，能夠較大限度地降低用戶損失，節(jié)省費(fèi)用和時間，并挽救生命。

　　電弧光保護(hù)新技術(shù)產(chǎn)生的背景

　　由于多年運(yùn)行表明，電氣柜內(nèi)部弧光故障對人身及設(shè)備帶來極大的損害，各國電力專家開始對電弧光故障進(jìn)行研究及認(rèn)識，并制定標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)。

　　上個世紀(jì)80年代，歐洲的國際電工委員會(IEC)修訂了IEC298-1981標(biāo)準(zhǔn)，描述了電氣柜內(nèi)部電弧光故障產(chǎn)生的原因，解決方案及測試方法。2003年11月，IEC制定了新的中壓開關(guān)柜標(biāo)準(zhǔn)IEC62271-200代替了其IEC298-1990標(biāo)準(zhǔn)，新的標(biāo)準(zhǔn)在防止開關(guān)柜內(nèi)部弧光故障對人身及設(shè)備危害方面提出了更加嚴(yán)格的要求。在北美，為了提高安全生產(chǎn)，加拿大電力和電子制造商協(xié)會制定了EEMAC G14-1-1987在內(nèi)部弧光故障的條件下金屬鎧裝開關(guān)柜電阻的測試規(guī)則。在IEC298-1981及EEMAC G14-1-1987標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上，美國在2001年也出版了IEEE C37.20.7中壓金屬鎧裝開關(guān)柜內(nèi)部弧光故障的測試導(dǎo)則。此外，美國在電力職業(yè)安全生產(chǎn)方面，針對電弧光弧閃事故建立了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。美國國家消防協(xié)會(NFPA)，作為美國國家電力規(guī)范(NEC)的一個補(bǔ)充，制定了NFPA 70E 2004 職業(yè)電力安全要求標(biāo)準(zhǔn)。

　　在國外，由于各國政府的重視和指令性文件及規(guī)程規(guī)定，歐洲、北美、蘇聯(lián)及英聯(lián)邦等國家的中壓開關(guān)配置了各種專用弧光保護(hù)的比率已超過95%，近年來由于中壓開關(guān)柜IEC標(biāo)準(zhǔn)對防弧光故障要求的提高，作為新一代技術(shù)的智能電弧光保護(hù)，大量在中低壓開關(guān)柜廣泛配套使用。

　　采用電弧光保護(hù)的好處：

　　1. 保護(hù)附近工作人員免受電弧光對人身的傷害;

　　2. 保護(hù)中低壓設(shè)備免受嚴(yán)重破壞，防止火災(zāi)發(fā)生;

　　3. 保護(hù)主變壓器或者廠用變壓器免受嚴(yán)重沖擊而損壞;

　　4. 防止波及站用直流系統(tǒng)，避免造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失;

　　5. 較大限度地減少用戶的停電時間(用戶停電恢復(fù)時間，由原來的2-3個星期減少到幾個小時以內(nèi));

　　6. 延長現(xiàn)有電氣柜設(shè)備的使用壽命。

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對于運(yùn)行和檢修人員的人身安全、國家安全生產(chǎn)規(guī)范及職業(yè)保險(xiǎn)要求在不斷提高。我國于2004年開始使用進(jìn)口專用電弧光保護(hù)，目前電力系統(tǒng)，尤其是發(fā)電系統(tǒng)，約70%-80%的新建電廠均采用了電弧光保護(hù)。