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光纤技术在电弧闪光检测领域的应用解析

电力系统中,断路开关、保险丝和断路器等设备起着至关重要的作用,它们不仅控制着电力的流动,还保护着电力设备和人身安全。然而,当这些设备出现故障时,可能会导致严重的后果,甚至危及整个电力系统稳定运行
金属接触短路和电弧短路是两种常见的短路类型,其中电弧短路的风险最高。电弧产生的热量足以点燃周围物质,引发火灾,造成设备损坏,甚至威胁到人员安全。为了防止这种情况的发生,我们需要采用有效的保护措施
配电盘中,保护方法主要有快速母线保护、后备过电流保护和电弧闪光保护等。然而,这些方法各有优缺点。快速母线保护适用于高电压配电盘,但成本较高;后备过电流保护虽然成本较低,但响应时间较慢;而电弧闪光保护则需要在低电压和中级电压配电盘中寻找更为快速的检测系统。
响应时间是电弧保护的关键。电弧产生的时间非常短暂,数毫秒内就能造成破坏。如果不及时启动断路器,可能会造成巨大的损失。因此,无论是电弧闪光检测器还是整个配电盘系统,都必须具备快速的响应时间。
电弧闪光检测方法是保护电力系统的一种有效手段。电弧故障瞬间会释放出大量的辐射能量,包括光能和热能。电弧产生的光强度比正常环境光高数千倍。电弧闪光检测继电器正是利用这一现象,实现快速响应。相较于传统继电器,电弧闪光检测器能够提供更高级别的破坏保护。
除了光能,电弧还会大幅度提高光度、压力、热量、电流甚至声音。因此,在配电盘系统的设计中,我们可以监控和检测这些参数。虽然光的检测可能是最简单和最快速的方法,但许多系统会选择同时检测多个参数的组合,如光、电流和声音。结合光和电流的检测方法,是目前实现可靠电弧闪光检测系统的首选方案
总之,保护电力系统安全是一个复杂的过程,需要我们不断创新和改进。通过采用有效的保护措施,我们可以确保电力系统的稳定运行,避免潜在的安全隐患。

  Alek Indra,安华高科技(Avago Technologies)

光纤技术在电弧闪光检测领域的应用解析

  当断路开关、保险丝和断路器等控制、保护并隔离电力系统中电气设备功能发生故障时,有可能会危及整个电力系统的运行,以及使用相同电源的设备和邻近人员,对于短路更是如此。

  两种经常面临的短路类型分别为金属接触短路和电弧短路,其中后者的危险性最高,如果没有及时检出并进行响应,电弧可能引起火灾,造成设备的损坏,甚至带来实际的伤害,典型的破坏包括导线过热和铝接点熔毁,甚至溢出有毒气体,过热也可能带来压力升高的危险,甚至造成配电盘爆炸。

  配电盘中使用的保护方法有几种,包括快速母线保护、后备过电流保护和电弧闪光保护等,快速母线保护仅限于高电压配电盘,后备过电流保护则需要耗费太多时间切换断路器,因此在低电压和中级电压配电盘中需要一个较为快速的检测系统。

  响应时间是关键

  电弧可以在数毫秒(ms)的时间内产生并造成破坏,如果没有及时启动断路器则可能会造成巨大的损失,请参考图1。电弧意外造成的损失结果基本上直接相关于流经短路路径的电流大小和时间长度,然而在这两个参数中,时间长度是较为关键的因素,因此,要最大限度的提供保护,无论是电弧闪光检测器或者是整个配电盘系统都必须具有快速的响应时间。

 

  图1:电弧时间和可能造成伤害的相对关系图

  电弧闪光检测方法

  电弧故障瞬间会释放出大量的辐射能量,包括光能和热能,由电弧产生的光强度会比正常的环境光高上数千倍,电弧闪光检测继电器利用这个现象来达到快速的响应时间,因此相较于传统继电器可以提供大幅度提高的破坏保护,因此电弧闪光检测已经成为所有配电盘的关键要求,然而,光只是电弧闪光发生的许多个指标之一。

  电弧会大幅度提高光度、压力、热度、电流甚至声音,而这些都可以在配电盘系统的设计上进行监控和检测,虽然光的检测可能是最简单和最快速的方法,但许多系统会同时检测两个甚至三个或更多参数的组合,如光、电流和声音。虽然后者更加全面,但这个方法的额外成本和复杂性可以避免,其中最为有效、成本最低并且最常受到采用的方法结合了光和电流的检测,目前这个方法已经快速成为实现可靠电弧闪光检测系统的解决方案选择。

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