胡 伟

(北京矿冶科技集团有限公司， 北京 102628)

0 前言

随着冶金工业快速发展和规模扩大，中压开关柜的应用数量越来越多，冶炼厂大量的冲击负荷和谐波源会加速开关柜绝缘老化，大量中压电缆的应用使单相接地故障增多，都可能引发开关柜的弧光短路故障，损毁开关柜设备和母线的事故时有发生，经济损失严重，甚至对运营人员造成伤害。国外早在20世纪90年代开始已经将弧光保护应用在中低压开关柜和母线保护上，至今已有较成熟和丰富的运行经验。随着经济水平的提高，对在冶金行业中压配电系统应用和推广电弧光保护提供了条件。

本文结合南非某冶炼厂区域11 kV配电站开关柜安装弧光保护实例，对中压开关柜弧光保护的设计进行分析，为弧光保护的设计和应用提供经验和借鉴。

1 弧光保护系统

弧光产生初期的100 ms以内对电气设备损伤比较小；大于100 ms时，会对电气设备造成严重甚至不可逆的破坏[1]，如图1所示。IEC 298标准规定的开关柜内部燃弧时间是100 ms，即需要保护在小于100 ms内动作切除故障，以防止弧光短路故障进一步扩大造成设备的结构性损伤。传统的电流保护方案检测和动作时间长，不能快速抑制弧光故障的扩散从而避免设备的严重损坏[2]。因此，在配电系统中采用能快速切除中压设备弧光故障的保护系统，对于保障配电系统的安全运行是必要且迫切的。

图1 电弧能量与燃烧时间对设备危害示意图

1)弧光保护系统的组成。……