Дуговая защита: определение и характеристики

Дуговая защита (ДЗ) – подвид быстродействующей защиты от короткого замыкания (КЗ), основанный на предупреждении появления вспышки от электрической дуги. Самым распространенным видом являются междуфазные замыкания и замыкания на землю. Явление сопровождается:

• переходными процессами;
• импульсными перенапряжениями;
• бросками тока;
• выделением большого количества тепловой энергии.

Устройство для защиты от дуговых замыканий (ЗДЗ) комплектных распределительных устройств (КРУ)

Процессы при замыкании

Зависят от образующейся величины электротока и времени его действия. Большие значения токов характеризуются сильным перегревом. Степень урона зависит также от состояния самого оборудования: качества изоляции, коэффициента изношенности.

• Перенапряжение вызывает короткие замыкания.
• Дуга сокращает срок службы ОПН, т.к. защита срабатывает на протяжении всего времени существования дуги, оборудование подвергается перегреву.
• Внутренние КЗ КРУ 6-10 кВ, образованные электрической дугой, представляют большую опасность, вызывая нагрев оборудования до значений в 1200 градусов.
• Процесс характеризуется постоянным присутствием импульсных перенапряжений. Поэтому практически всегда сопровождается выгоранием кабельных линий и расплавлением металлических элементов электрооборудования.
• При отсутствии современных устройств защиты в камерах КРУ последствия дуги могут быть высокой степени тяжести: от повреждения изоляции до полного разрушения электрооборудования.

Регистрация электродуги

Датчик дуговой защиты – устройство, предназначенное для фиксирования вспышки электродуги и передачи на другие электроаппараты информации с целью предотвращения негативных ее последствий.

Способы фиксирования электродуги:

• фиксация и сравнение величины температуры и давления внутри камеры КРУ;
• сравнение параметров электрических цепей;
• регистрация изменения яркости световых потоков, вызванных появлением электродуги.

Дуговая защита шин

Выполняется в камерах КРУ 6-10 кВ для защиты ошиновки и сборных шин. Предназначена для устройств с полностью закрытыми токоведущими частями. Работа осуществляется в двух направлениях:

• фиксирование световых вспышек;
• механическое воздействие дуги.

Прибор Дуга-БЦ – защита от дуговых замыканий

Принципы построения дуговых опто-волоконных систем ЗДЗ:

• Централизованные системы применяют для предохранения целых секций КРУ. При возникновении дуги отключает все камеры без выбора зоны повреждения. В основе действия используют фоторегистраторы.
• Индивидуальная. Позволяет защитить каждую камеру.

Особенности построения схем: 

• Дуговая защита должна обеспечить селективность выявления электродуговых КЗ в отсеках КРУ.
• Применение КРУ с вакуумными выключателями обеспечивает возможность выявления неисправности и аварийного отключения камеры.
• Защитные мероприятия должны выбираться с учетом особенностей оборудования: типа камеры, входящих в состав отключающих аппаратов, ТТ, системы шин, ТН. Правильный подход к системе защиты обеспечит ее максимальную эффективность.

Волоконно-оптическая ЗДЗ

Основана на фиксации световых вспышек электродуги. Устройства содержат волоконно-оптические датчики.

Расположение защиты в КРУ:

• кабельный отсек;
• выкатной элемент;
• отсек ввода.

Регистрация электродуги происходит во всех элементах системы одновременно. Отключение выключателей происходит при наличии двух факторов:

• сигнала на всех датчиках;
• сигнала пуска максимальной токовой защиты.

Датчики выделяют двух типов:

• датчики с фиксацией торцевой поверхностью, позволяют более точно определить наличие электродуги;
• распределительные – одним кабелем охватывают несколько контрольных точек фиксации вспышек.

Опто-волоконная защита от дуговых замыканий

Преимущества защиты:

• низкая стоимость прибора, монтажа и наладки;
• быстродействие;
• применение диэлектрических материалов в конструкции датчиков;
• нечувствительность к электромагнитным помехам.

Фототиристорная ЗДЗ

В качестве фиксатора явления используют фототиристоры, которые реагируют на яркость света.

Для защиты от дуговых замыканий используют фототиристоры

Защита клапанного типа

Позволяет предохранять электрооборудование от дуговых КЗ. Основана на физических процессах, происходящих при дуговом КЗ: вспышки света, увеличение давления воздуха внутри камеры КРУ. В качестве датчиков, данная ЗДЗ использует разгрузочные клапаны с путевыми выключателями. ЗДЗ устанавливается в отсеках камер.

Дуговая защита мембранная

Действие основано на способности мембранного выключателя фиксировать изменения величины давления электродуги.

Состав:

• гибкие трубки;
• вентили обратного давления;
• мембранный выключатель.

Принцип действия заключается в том, что к ячейкам КРУ подводится трубка. Все трубки объединяют между собой и совмещают с выключателем.

Видео про защиту

Каким образом осуществляется защита отходящих линий 6 кВ, можно узнать из видео ниже.

https://www.youtube.com/watch?v=yOIqn3nYu08

Наиболее распространенной считается волоконно-оптическая защита и защитные реле фототиристорного типа. Применение каждого вида устройств выбирается индивидуально в зависимости от установленного оборудования, типа и модернизации КРУ.