電力和工業(yè)系統(tǒng)中的6-35KV中壓開(kāi)關(guān)柜是量大面廣、又是事故多發(fā)的開(kāi)關(guān)設(shè)備。據(jù)《高壓開(kāi)關(guān)技術(shù)通訊》報(bào)道，單是手車(chē)柜，國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)某年就有200多面柜燒毀。開(kāi)關(guān)柜的弧光短路故障，往往由于沒(méi)有得到及時(shí)**，發(fā)展為中壓母線故障，其危害是非常嚴(yán)重的，象造成發(fā)電廠廠用電瓦解、重要用戶停電，更嚴(yán)重的導(dǎo)致多組開(kāi)關(guān)柜同時(shí)燒毀的“火燒連營(yíng)”事故等等，而近年來(lái)由于母線故障巨大的短路電流沖擊造成主變損壞也不少見(jiàn)，這些事故均造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，有的甚至造**身傷亡事故。
　　造成中壓開(kāi)關(guān)柜故障的因素很多，比如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、制造質(zhì)量不佳、絕緣老化和機(jī)械磨損、運(yùn)行條件惡劣（高溫、潮濕、污穢、化學(xué)侵蝕）、用戶維護(hù)和操作不當(dāng)、外力（小動(dòng)物的進(jìn)入、往來(lái)物件遺漏在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)）、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改變（系統(tǒng)容量增大、電纜應(yīng)用增多），因此由于開(kāi)關(guān)柜弧光短路引發(fā)的中壓母線故障的幾率也較高。由于母線故障沒(méi)有得到及時(shí)切除，使故障被發(fā)展、擴(kuò)大，*終造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
　　經(jīng)過(guò)近十年來(lái)對(duì)中壓開(kāi)關(guān)柜的整頓和完善化，事故率有所下降。但現(xiàn)在為什么仍然存在有那么多的開(kāi)關(guān)柜由于各種原因由于弧光短路遭到燒毀，甚至造成中壓母線故障而遭受?chē)?yán)重的經(jīng)濟(jì)損失呢？*根本的原因，就是開(kāi)關(guān)柜本身耐受弧光短路故障的能力有限，象加強(qiáng)絕緣、密封隔離各單元室、設(shè)置釋放板和泄壓通道等僅為被動(dòng)性防護(hù)，而沒(méi)有采用快速**故障的主動(dòng)性防護(hù)措施，使故障被發(fā)展、擴(kuò)大造成的。
　　發(fā)表這個(gè)帖子的目的，是希望大家認(rèn)識(shí)到開(kāi)關(guān)柜弧光短路故障以及中壓母線故障危害的嚴(yán)重性，而目前所采用有中壓母線保護(hù)方案是不能滿足快速**母線故障要求的，迫切需要裝設(shè)專(zhuān)用中壓母線保護(hù)。此外，為用戶推薦一種新型的、通過(guò)檢測(cè)電弧光的專(zhuān)用中壓母線保護(hù)解決方案 – 電弧光中、低壓母線保護(hù)系統(tǒng)。
　　問(wèn)題1：現(xiàn)有開(kāi)關(guān)柜可以耐受的內(nèi)部燃弧時(shí)間是多少？
　　在討論開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障時(shí)，必須提到的是開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部燃弧時(shí)間這一指標(biāo)。在IEC298中，指定的內(nèi)部燃弧時(shí)間是100ms，目前市場(chǎng)上的開(kāi)關(guān)柜基本上是按照IEC298標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，其內(nèi)部燃弧耐受時(shí)間即采用100ms。也就是說(shuō)，開(kāi)關(guān)柜可以承受的電弧燃燒時(shí)間，即保護(hù)動(dòng)作和斷路器切除故障的時(shí)間之和應(yīng)小于100ms才能達(dá)到保護(hù)該炕柜的目的，因?yàn)樵跀嗦菲鲃?dòng)作前，故障短路電弧是一直在燃燒的。以下為國(guó)外的資料介紹的各種燃弧時(shí)間下對(duì)設(shè)備造成的損壞程度：
　　- 35 ms：沒(méi)有顯著的損壞，一般可以在檢驗(yàn)絕緣電阻后投入使用。
　　- 100ms：損壞較小，在開(kāi)關(guān)柜再次投入運(yùn)行以前需要進(jìn)行清潔或可能的某些小的修理。
　　- 500ms：設(shè)備損壞很?chē)?yán)重，在現(xiàn)場(chǎng)的人員也受到嚴(yán)重的傷害，必須更換部分設(shè)備更換才可以再投入運(yùn)行。
　　當(dāng)然，如果加強(qiáng)開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)，是可以增加開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部燃弧耐受時(shí)間的。在國(guó)外，如果需要更高內(nèi)部燃弧時(shí)間指標(biāo)的開(kāi)關(guān)柜，是需要用戶與制造廠之間協(xié)商解決的，這必然會(huì)增加開(kāi)關(guān)柜的生產(chǎn)成本。據(jù)國(guó)外某配電網(wǎng)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，如果將內(nèi)部燃弧耐受時(shí)間增加到200ms，生產(chǎn)成本將增加10%；如果要求1秒的話，生產(chǎn)成本將增加100%。
　　問(wèn)題2：現(xiàn)有的中壓母線保護(hù)方案能滿足快速切除開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障的要求嗎？
　　目前，可供選用的中壓母線保護(hù)方案如下：
　?。?） 變壓器后備過(guò)流保護(hù)方案。
　　這是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用*廣泛的中壓母線保護(hù)方案。保護(hù)跳閘時(shí)間一般整定為1.2 – 1.4秒，有的甚至更長(zhǎng)，達(dá)2.0秒以上。很顯然是遠(yuǎn)不能滿足快速切除中壓母線故障要求的。
　　（2） 饋線過(guò)流保護(hù)閉鎖變壓器過(guò)流保護(hù)方案。
　　這是近年來(lái)微機(jī)過(guò)流保護(hù)在中壓饋線廣泛應(yīng)用，國(guó)外提出的利用饋線過(guò)流元件閉鎖變壓器過(guò)流保護(hù)的所謂過(guò)流閉鎖式中壓母線保護(hù)方案。這種保護(hù)方案的動(dòng)作時(shí)間一般為300 – 400ms。它也不能滿足100ms切除中壓母線故障的要求。
　?。?） 采用環(huán)流原理的高阻抗母線保護(hù)方案。
　　這是一種專(zhuān)用電流差動(dòng)母線保護(hù)方案，在國(guó)外某些重要項(xiàng)目中有時(shí)采用。其動(dòng)作時(shí)間一般為35 – 60ms，比上述二種方案為快，再加上斷路器35-60ms的跳閘時(shí)間，在某些場(chǎng)合勉強(qiáng)能滿足動(dòng)作速度方面的要求，但所留的裕度肯定是不夠的。這種保護(hù)方案接線復(fù)雜、對(duì)CT的要求高，安裝在6 - 35KV母線上有很多困難，也很不經(jīng)濟(jì)。此外，由于開(kāi)關(guān)柜中大多數(shù)故障是發(fā)生在電纜室的，該方案的保護(hù)范圍由于受到CT安裝位置的限制，不能保護(hù)到電纜室范圍內(nèi)的故障。因?yàn)樗膊贿m合中壓母線保護(hù)應(yīng)用。
　　從以上二個(gè)問(wèn)題的討論我們可以得出，為什么盡管對(duì)開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)措施，仍然有不少開(kāi)關(guān)柜由于弧光短路故障而造成嚴(yán)重的損壞，這是由于開(kāi)關(guān)柜本身耐受電弧的能力的限制以及由于沒(méi)有裝設(shè)專(zhuān)用高速中壓母線保護(hù)所造成的。
　　近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)電力工業(yè)的高速發(fā)展，中壓開(kāi)關(guān)柜的應(yīng)用數(shù)量越來(lái)越多，由于開(kāi)關(guān)柜弧光短路故障引發(fā)的中壓母線故障也日益增多；另一方面，用戶對(duì)供電的可靠性要求也越來(lái)越高，國(guó)內(nèi)一些專(zhuān)家也一直強(qiáng)調(diào)裝設(shè)專(zhuān)用中低壓母線保護(hù)的重要性，用戶也希望可以提供一種造價(jià)較低、原理簡(jiǎn)單、適用于6 – 35KV的母線保護(hù)，以*大限度減少母線故障對(duì)設(shè)備的損害，提高供電可靠性。
　　問(wèn)題3：目前有沒(méi)有一種原理簡(jiǎn)單的、適合中低壓母線的專(zhuān)用保護(hù)系統(tǒng)嗎？
　　國(guó)外在90年代初開(kāi)始研究弧光故障的現(xiàn)象、機(jī)理、危害，并研究各種防護(hù)措施和保護(hù)方案。我們推薦的專(zhuān)用中、低壓母線保護(hù) - 電弧光母線保護(hù)，是這些研究成果的綜合體現(xiàn)，為目前理想的、成熟的中、低壓母線保護(hù)解決方案。它是從國(guó)外引進(jìn)的系統(tǒng)，目前這種電弧光保護(hù)已有近2000套系統(tǒng)在電廠、變電站以及工礦企業(yè)運(yùn)行，有近10年的成熟運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行中從未發(fā)生過(guò)不正確動(dòng)作的記錄。該系統(tǒng)具有以下主要特點(diǎn)：
　?。?） 動(dòng)作可靠 – 采用檢測(cè)弧光和過(guò)流雙判據(jù)原理。
　?。?） 高速動(dòng)作 – 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間小于1ms，包括斷路器分閘的總故障切除時(shí)間可保證在100ms以?xún)?nèi)。
　　（3） 配置靈活 – 通過(guò)弧光傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)分區(qū)的覆蓋。
　　（4） 故障定位 – 可顯示檢測(cè)到弧光短路點(diǎn)的位置。
　?。?） 可適應(yīng)各種中、低壓母線接線方式提供有選擇性的保護(hù)應(yīng)用。
　　希望大家就開(kāi)關(guān)柜弧光短路故障防護(hù)以及中、低壓母線保護(hù)方案進(jìn)行探討。