电弧光保护系统能够地减少矿山电网系统中的安全风险隐患。结合某矿实际，使用电弧光保护设施ARB5，该装置采用光纤传感器作为电弧光探测单元，弧光传感器与保护设施间采用模拟光信号传输将光信号转化为障点，在短时间内快速切除故障，大限度缩小弧光保护系统不仅对高压开关柜起到了保护作用经济效益。

  随着国民经济的持续不断的发展，我国煤矿的机械化程度逐步的提升，所需用电量也在逐年增加，中低压(35kV及以下电压等级)配电系统的在矿山生产系统中得到了广泛的应用。配电系统中的中、低开关柜的数量慢慢的变多，中低电压等级的母线由于所处环境复杂，技术设备故障和人的因素等原因，易引发母线短路，存在很大的安全风险隐患。由于母线出现故障时，采用变压器的后备保护来切除母线上的故障，无法在出现故障的时间解决，设备损坏几率增加，严重时导致烧毁。据报道，我国供电系统中开关柜每年有200多面被烧毁，而开关柜短路事故更是经常发生，有时甚至造成更大的电网事故，直接造成矿山机械设备的损失和经济损失。因此，在应用供电系统时，如何在保证矿山生产效率的同时保证矿山设备及人员保护，是我们研究和攻克的难题。

  弧光在毫秒时间级别发生消失，释放的却很惊人，对矿山机械设备和人身安全都有巨大的破坏性]。

  1995年，中国引进了套弧光保护设施。近年来，人们注意到切除母线时产生的过流保护动作时间过长的问题，分析了电弧故障时产生的声、光、热和电磁等效应。采用理论与实际相结合的方法，分析电弧效应，开发研制出各种用来检测电弧的保护设施，并在矿山中得到了加速应用。如此，既对矿山人员起到了安全保护作用，也使得矿山的生产效率得到进一步提升。例如：有的利用电弧的热效应，研制出能通过感应电弧的热量而产生动作的采阀式电弧保护继电器；有的利用电弧的电磁效应，通过电弧接地保护设施及时切断出现故障的开关装置，以便及时的维修；有的检测故障装置中的臭氧浓度，保护报警装置以便工作人员能在时间保证人员的安全，不至于给矿山公司能够带来巨大的人员和经济损失。随着科学技术的发展，利用电弧的多种效应开发更具性和准确性的新型电弧保护设施已成主流。

  现在，功能型感器和非功能型传感器等新型传感器在矿山供电系统中应用广，这种新型传感器不仅灵敏度和度较高，而且绝缘性能较好，具有抗电磁干扰。这两者主要以其中的光纤所起的作用不同区分开来。前者的光纤对被测信号具有传输和的作用；后者仅起传输的作用。光纤传感器在电力系统的电弧光保护中起到了重要的作用，它在强电磁干扰和高电压的环境里，能显示出独特的能力。

  电弧故障的危害程度取决于电弧电流及切除时间，电弧产生的成指数规律快速上升。出现故障时，技术人员在85ms内切除故障部分，才可能正真的保证相关设备免遭遇难，避免不必要的损失，一旦时间超过100ms，相关设备则会遭到损害，严重时会对矿山企业造成不可挽回的损失。

  1)变压器后备过流保护，但此方案的问题是快速性不过，不能够达到开关柜内部电弧故障的保护。

  3)电弧光母线保护方案，利用电弧的相关特性作为判别依据，可快速切除内部故障。

  4)其他母线保护方案。就投入成本及实施效果综合对比，电弧光保护方案优势显著，其使用比例在矿山配电系统中。

  电弧光保护主要动作依据两个不同因素：孤光及电流增量。通过研究传统过流型保护、弧光非电量型保护和级差的配合，为弧光保护设施的研究发现新的切入点，进而研究弧光保护装置。

  其一，传统过流型保护和级差配合。以阻抗接地系统分析即接地跳闸时间很短分析：采样15ms～30ms；接点闭合5ms；整定延时30ms~350ms；断路器分闸50ms～80ms；整体故障切除时间：出线ms+AR，进线。其二，弧光非电量型保护和级差配合。以阻抗接地系统分析，弧光信息1ms；过流判据Ims；接点闭合5ms；断路器分闸50ITIS～80ms；整体故障切除时间：出线。本文研究内容为：

  2)根据不同矿山的实际生产状况研究母线故障变动情况，研究开发符合当地矿山实际生产状况的电弧保护设施。

  4)分析电弧保护设施的优缺点并具体分析该装置对矿山配电系统所产生的安全隐患。

  通过研究某矿的配电系统，得出了一套适合该矿山实际生产的电弧光保护设施的技术设施方案，既能保证弧光保护装置的利用大化，也能把对煤矿供电系统的冲击破坏程度降到低，从而避免安全风险隐患，加强对修东西的人的培训，防止人为操作错误带来不必要的损失，并为今后电弧保护设施新的开发提供较为可靠依据。

  1)针对某矿实际生产状况，采用ARB5电弧光保护设施就地安装6kV进线柜，该装置满足数字化厂站需要，适应智能电网未来发展趋势。

  2)ARB5弧光传感器安装在开关柜内，监测各开关装置的运行，若有开关出现异常状况，立刻实施保护措施。

  某煤矿使用的电弧光保护设施为变电站、电厂、工业公司用户等场合的中、低压母线提供快速保护。当发生弧光短路时，被弧光传感器覆盖区域的弧光短路可被快速定位，电弧光保护系统快速动作，切断故障电流，大限度降低电弧光对设备的损害以及人员伤害。电弧光保护设施通过不同插件的组合，结合实际应用场所的供电系统，组建成符合实际需要的保护系统。电弧光保护设施也可实现对电流信号的采集，进而完成对电弧光、短路器的保护，CT断线、传感器异常、装置硬板故障等的报警，测控以及信息保护功能。在出现故障时，能够定位故障点，跳闸出口提供跳闸矩阵整定，跳开相关断路器，实现分区域保护，大限度缩小事故停电范围。具有强电磁兼容性，调试维护方便，具有友好的人机接口，方便的现场安装测试功能。

  可选配4块采集板，1块采集板可采集5路探头，共支持20路弧光探头直接采集。

  亦可选配4块主控板（即可接入4台ARB5-E扩展单元）1块主控板可接收6块采集板的探头，共支持120路弧光探头采集。

  可选配6块采集板，1块采集板可采集5路探头，共支持30路弧光探头直接采集。

  1)电弧光保护系统的减少了矿山电网系统中的安全风险隐患，降低了因短路故障造成的设备损害和人员伤害，提高了矿山企业的经济效益。

  2)能快速定位短路故障点，在短时间内快速切除故障，大限度缩小矿山停电范围，保证供电系统的稳定可靠运行，使矿山生产能够正常有序进行。

  3)目前某矿存在大批设备老化现象，矿山开关柜也不例外，由于近些年矿山趋势的低谷，使得资金和技术更新都得不到支持，这种背景下，如果低价的国产电弧光保护设施能够及时开发，既可保证矿山设备和人员的安全性，又能够合理控制矿山预算成本，在保证安全的基础上实现具有高的经济和社会效益。

  [2]鲁普天.智能变电站继电保护设施自动测试系统模块设计与实现研究[J]．通讯世界，2017(10)：191192.

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