電力和工業(yè)系統(tǒng)中的6-35KV中壓開關(guān)柜是量大面廣、又是事故多發(fā)的開關(guān)設(shè)備。據(jù)《高壓開關(guān)技術(shù)通訊》報道，單是手車柜，國內(nèi)電力系統(tǒng)某年就有200多面柜燒毀。開關(guān)柜的弧光短路故障，往往由于沒有得到及時**，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)致多組開關(guān)柜同時燒毀的“火燒連營”事故等等，而近年來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，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。
　　造成中壓開關(guān)柜故障的因素很多，比如結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、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（小動物的進(jìn)入、往來物件遺漏在開關(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。由于母線故障沒有得到及時切除，使故障被發(fā)展、擴(kuò)大，*終造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
　　經(jīng)過近十年來對中壓開關(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嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失呢？*根本的原因，就是開關(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性防護(hù)，而沒有采用快速**故障的主動性防護(hù)措施，使故障被發(fā)展、擴(kuò)大造成的。
　　發(fā)表這個帖子的目的，是希望大家認(rèn)識到開關(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)專用中壓母線保護(hù)。此外，為用戶推薦一種新型的、通過檢測電弧光的專用中壓母線保護(hù)解決方案 – 電弧光中、低壓母線保護(hù)系統(tǒng)。
　　問題1：現(xiàn)有開關(guān)柜可以耐受的內(nèi)部燃弧時間是多少？
　　在討論開關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障時，必須提到的是開關(guān)柜內(nèi)部燃弧時間這一指標(biāo)。在IEC298中，指定的內(nèi)部燃弧時間是100ms，目前市場上的開關(guān)柜基本上是按照IEC298標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，其內(nèi)部燃弧耐受時間即采用100ms。也就是說，開關(guān)柜可以承受的電弧燃燒時間，即保護(hù)動作和斷路器切除故障的時間之和應(yīng)小于100ms才能達(dá)到保護(hù)該炕柜的目的，因為在斷路器動作前，故障短路電弧是一直在燃燒的。以下為國外的資料介紹的各種燃弧時間下對設(shè)備造成的損壞程度：
　　- 35 ms：沒有顯著的損壞，一般可以在檢驗絕緣電阻后投入使用。
　　- 100ms：損壞較小，在開關(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)備損壞很嚴(yán)重，在現(xiàn)場的人員也受到嚴(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)開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)，是可以增加開關(guān)柜的內(nèi)部燃弧耐受時間的。在國外，如果需要更高內(nèi)部燃弧時間指標(biāo)的開關(guān)柜，是需要用戶與制造廠之間協(xié)商解決的，這必然會增加開關(guān)柜的生產(chǎn)成本。據(jù)國外某配電網(wǎng)的應(yīng)用經(jīng)驗，如果將內(nèi)部燃弧耐受時間增加到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%。
　　問題2：現(xiàn)有的中壓母線保護(hù)方案能滿足快速切除開關(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：
　?。?） 變壓器后備過流保護(hù)方案。
　　這是目前國內(nèi)應(yīng)用*廣泛的中壓母線保護(hù)方案。保護(hù)跳閘時間一般整定為1.2 – 1.4秒，有的甚至更長，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。
　?。?） 饋線過流保護(hù)閉鎖變壓器過流保護(hù)方案。
　　這是近年來微機(jī)過流保護(hù)在中壓饋線廣泛應(yīng)用，國外提出的利用饋線過流元件閉鎖變壓器過流保護(hù)的所謂過流閉鎖式中壓母線保護(hù)方案。這種保護(hù)方案的動作時間一般為300 – 400ms。它也不能滿足100ms切除中壓母線故障的要求。
　　（3） 采用環(huán)流原理的高阻抗母線保護(hù)方案。
　　這是一種專用電流差動母線保護(hù)方案，在國外某些重要項目中有時采用。其動作時間一般為35 – 60ms，比上述二種方案為快，再加上斷路器35-60ms的跳閘時間，在某些場合勉強(qiáng)能滿足動作速度方面的要求，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。因為它也不適合中壓母線保護(hù)應(yīng)用。
　　從以上二個問題的討論我們可以得出，為什么盡管對開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)措施，仍然有不少開關(guān)柜由于弧光短路故障而造成嚴(yán)重的損壞，這是由于開關(guān)柜本身耐受電弧的能力的限制以及由于沒有裝設(shè)專用高速中壓母線保護(hù)所造成的。
　　近年來，隨著國內(nèi)電力工業(yè)的高速發(fā)展，中壓開關(guān)柜的應(yīng)用數(shù)量越來越多，由于開關(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，用戶對供電的可靠性要求也越來越高，國內(nèi)一些專家也一直強(qiáng)調(diào)裝設(shè)專用中低壓母線保護(hù)的重要性，用戶也希望可以提供一種造價較低、原理簡單、適用于6 – 35KV的母線保護(hù)，以*大限度減少母線故障對設(shè)備的損害，提高供電可靠性。
　　問題3：目前有沒有一種原理簡單的、適合中低壓母線的專用保護(hù)系統(tǒng)嗎？
　　國外在90年代初開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，運(yùn)行中從未發(fā)生過不正確動作的記錄。該系統(tǒng)具有以下主要特點(diǎn)：
　?。?） 動作可靠 – 采用檢測弧光和過流雙判據(jù)原理。
　?。?） 高速動作 – 保護(hù)動作時間小于1ms，包括斷路器分閘的總故障切除時間可保證在100ms以內(nèi)。
　?。?） 配置靈活 – 通過弧光傳感器實(shí)現(xiàn)對保護(hù)分區(qū)的覆蓋。
　?。?） 故障定位 – 可顯示檢測到弧光短路點(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。