4.案例
1 裝置介紹
1.1 概述
ARB6 系列弧光保護裝置硬件采用模塊化（包括電源模塊、CPU 模塊、弧光采集模塊、 模擬量采集模塊、開入開出模塊、通訊模塊、人機接口模塊等）設計，集保護、測量、監(jiān)視、控制、通訊、故障錄波、事件記錄等多種功能于一體，實時監(jiān)測弧光信號、保護電流或電壓信號，實現(xiàn) 0.4kV~35kV 中低壓配電系統(tǒng)的電弧光保護功能。裝置軟件配以專門的保護算法，抗干擾性能強，可靠性高，保護實現(xiàn)方式靈活，能與 Acrel-2000 電力監(jiān)控系統(tǒng)配套使用，為電力系統(tǒng)的安全可靠運行提供保障。
ARB6 系列弧光保護裝置操作便捷、資源豐富、穩(wěn)定可靠、維護方便，廣泛應用于電力、水利、交通、工業(yè)、礦產(chǎn)、新能源、艦船、建筑樓宇等行業(yè)。
1.2 特點
高性能的硬件平臺
裝置采用主頻為 550MHz 的處理器，16 位同步采樣 A/D，每周波 48 點高速采樣、實時并行計算；配置 512K 字節(jié) Flash、（192+4）K 字節(jié) Sram、外置 4M 字節(jié) NorFlash、外置512K 字節(jié) Sram，硬件資源充足，可靠性高。
完善的保護功能
適用于 35kV 及以下電壓等*的電力系統(tǒng)電弧光保護和自動控制功能。裝置可實現(xiàn)弧光保護、弧光故障點定位、弧光探頭及光纖鏈路實時自檢、失靈保護、CT 斷線監(jiān)測、非電量保護、裝置異常告警、故障錄波等功能。
豐富的接口資源
12 路交流電流通道和 3 路交流電壓通道，測量 4 組三相電流和 3 組零序電壓；
22 路有源開關量輸入通道（可選）+1 路裝置電源失電輸入通道；
16 路獨立無源開關量輸出通道（14 路常開接點、2 路常閉接點），其中 4 路快速繼電器出口；
2 路 RS485 串行通訊接口，支持 IEC60870-5-103、Modbus-RTU 規(guī)約；
3 路以太網(wǎng)接口（可選），支持 TCP IEC60870-5-103、TCP Modbus-RTU 規(guī)約；
1 路 GPS 對時接口，支持 IRIG-B 對時方式（RS485 接口）；
1 個 USB 接口，可通過 U 盤升*裝置程序，也可導出裝置的定值、故障錄波數(shù)據(jù)，方便故障分析。
人性化
裝置采用全漢化大屏幕液晶顯示，人機界面清晰易懂。
靈活、舒適的按鈕設計，菜單式操作簡單、便捷。
保護功能的出口可通過跳閘矩陣進行設置，方便用戶選擇要動作的繼電器。
透明化
實時記錄交流量、弧光量、開入量、開出量和所有保護模塊的狀態(tài)。
裝置記錄內(nèi)部各元件動作行為、動作時間等信息，并可以查看事件記錄（不少于 200 條）、系統(tǒng)記錄（不少于 500 條）、操作日志（不少于 2000 條）。
裝置記錄故障錄波信息，可在裝置上直接查看波形，也可導出錄波文件。16 條故障錄波信息，每條錄波可觸發(fā) 4 段錄波（每個采樣點錄波*少包含 46 個模擬量、39 個開關量波形），每段錄波可錄故障前 2 個周波、故障后 10 個周波波形，共計 15.36s。
可靠性設計
裝置采用全圖形編程技術設計每個保護功能，以提高程序的可靠性及正確性。
軟硬件具有持續(xù)完善的自檢功能，抗干擾性能好，裝置通過多項電磁兼容檢測認證，電快速瞬變脈沖群、靜電放電、浪涌抗干擾性能均達到 IV *標準。
1.3 裝置選型表
1.3.1 弧光保護裝置選型表
1.3.2 弧光探頭選型表
1.4 裝置功能對照表
2 技術參數(shù)
2.1 額定參數(shù)
2.1.1 工作電源
額定電壓：AC/DC 220V、AC/DC 110V、DC 48V 或 DC 24V
范 圍：額定電壓×（1±20%）
功 耗：≤15 VA
2.1.2 輸入激勵電壓
額 定 值：線電壓 AC 100V 或相電壓100 / 3 V
測量范圍：0.1V～120V
準 確 度：±1%
功率損耗：每相功率損耗不大于 0.5VA
過載能力：1.4 倍額定電壓，連續(xù)工作；
2 倍熱過載，允許 10s。
2.1.3 輸入激勵電流（保護電流）
額 定 值：AC 5A 或 1A
測量范圍：0.04In～20In
功率損耗：每相功率損耗不大于 0.5VA
過載能力：2 倍額定電流，連續(xù)工作；
40 倍額定電流，允許 1s。
2.1.4 頻率
額定頻率：50Hz 或 60Hz
頻率范圍：40～70Hz
準 確 度：±0.1Hz
2.1.5 開關量輸入
額定電壓：AC/DC 220V、AC/DC 110V、DC 48V 或 DC 24V
電壓范圍：額定電壓×（1±20%）
功率消耗：每通道功率消耗≤1W（DC220V）
2.1.6 開關量輸出
機械壽命：≥10000 次
接通容量：≥1000W, L/R = 40ms
導通電流：連續(xù)≥5A，短時（200ms）≥30A
斷開容量：≥30W, L/R = 40ms
2.2 主要技術性能
電壓元件：整定值容許誤差應不大于±3%；過壓返回系數(shù) 0.95，欠壓返回系數(shù) 1.05；
電流元件：整定值容許誤差應不大于±3%；過流返回系數(shù) 0.95，欠流返回系數(shù) 1.05；
頻率元件：整定值容許誤差應不大于±0.02 Hz；
比較元件：過量比較元件返回系數(shù)為 0.95，欠量比較元件返回系數(shù) 1.05；
時間元件：延時時間 2s 內(nèi)，誤差≤40ms；延時時間大于 2s，誤差≤（2%）整定值±40ms。
其中弧光保護動作時間：弧光單判據(jù) ≤3.8ms （2 倍弧光動作門檻值，電磁繼電器輸出）；
弧光電流雙判據(jù) ≤7.8ms （2 倍弧光動作門檻值和 2 倍電流定值，電磁繼電器輸出）
2.3 正常工作環(huán)境條件
環(huán)境溫度： -10℃～＋55℃；
裝置的貯存、運輸允許的環(huán)境溫度為-25℃～＋70℃；
相對濕度：5％～95％（產(chǎn)品內(nèi)部不凝露，不結冰）；
海拔高度：≤2500m；
防護等*：IP40（面板、側板及上下底板）。
2.4 *緣性能
*緣電阻：>100MΩ, 500Vdc
介質強度：回路和地之間，獨立回路之間：工頻耐壓 2kV
沖擊電壓：±5kV(1.2/50μs, 0.5J)
2.5 電磁兼容性能
2.6 阻燃性能
3 開孔尺寸和安裝位置
ARB6 系列弧光保護方案，主要由 ARB6 弧光保護裝置、ARB-S 弧光探頭及塑料光纖（雙 股、阻燃）組成。
3.1 裝置開孔尺寸和安裝位置
3.1.1 裝置外形圖和開孔尺寸
圖 3.2 弧光保護裝置外形及開孔尺寸圖注：開孔尺寸以毫米（mm）為單位。
3.1.2 裝置安裝位置
弧光保護裝置安裝時需考慮開關柜安裝空間，與保護范圍內(nèi)電源進線回路的 TA 回路 連接、保護跳閘回路連接，原則上采用就近安裝方式，避免 TA 采集回路、跳閘回路連線過 長，一般安裝于主變壓器中、低壓側進線柜或 TV 柜柜門上，建議采用面板開孔安裝
3.2 探頭開孔尺寸和安裝位置
3.2.1 探頭外形圖和開孔尺寸
弧光探頭配套卡扣支架使用，卡扣支架需要開孔安裝。卡扣支架的開孔尺寸為 20mm （直徑）。
3.2.2 探頭安裝位置
弧光探頭的檢測范圍是一個角度為 180°，半徑 0.5m 的扇形區(qū)域，所以選擇探頭安裝 點時應充分考慮該要素，避免出現(xiàn)檢測盲區(qū)。
弧光探頭安裝應遵循以下原則：
弧光探頭建議安裝地點包括（但不僅限于）母線室、斷路器室、電纜室。
在開關柜有斷路器的情況下，弧光探頭建議安裝容易產(chǎn)生電弧的位置（如：在母線觸頭 連接處、上或下隔離開關（2 處）觸頭處、電流互感器觸頭處、電纜接頭處）。在開關柜無 斷路器的情況下，弧光探頭建議安裝在母線觸頭連接處、上和下隔離開關觸頭處（1 處）、 電纜接頭處。
封閉式母線橋架在橋架兩端需要安裝弧光探頭。若考慮實現(xiàn)開關柜的整體保護，可以在 開關柜的斷路器室和電纜室各安裝 1 個弧光探頭。
弧光探頭安裝示例如下。
1）母線室
也可如下圖安裝，B 點是母線室散熱窗附近，在這個點位開孔安裝弧光探頭，塑料光纖 在柜*引* C 點進入儀表室，再到達 D 點附近，經(jīng)開關柜二次電纜穿線孔匯集*弧光保護裝置。
2）手車室
3）電纜室
3.3 注意事項
弧光探頭與弧光保護裝置采用光纖連接，注意事項如下。
（1）光纖避免在電纜溝或電纜橋架中敷設，不建議從開關柜現(xiàn)有的縫隙或螺孔穿過， 如果通過縫隙或螺孔穿過，應做好孔的*緣和保護工藝，避免屏體銳角對光纖造成損傷；
（2）光纖敷設應遠離母線、斷路器觸頭及電纜接頭等高壓設備；
（3）光纖敷設時必須考慮固定原件脫離時不能直接搭接*高壓電氣部分，防止光纖表面積塵產(chǎn)生爬電現(xiàn)象；
（4）探頭安裝位置和角度應考慮環(huán)境污染影響，應避開探頭感光面前方的各種遮擋和直射光源；
（5）光纖建議采用點位片或扎帶固定。
1 裝置介紹
1.1 概述
ARB6 系列弧光保護裝置硬件采用模塊化（包括電源模塊、CPU 模塊、弧光采集模塊、 模擬量采集模塊、開入開出模塊、通訊模塊、人機接口模塊等）設計，集保護、測量、監(jiān)視、控制、通訊、故障錄波、事件記錄等多種功能于一體，實時監(jiān)測弧光信號、保護電流或電壓信號，實現(xiàn) 0.4kV~35kV 中低壓配電系統(tǒng)的電弧光保護功能。裝置軟件配以專門的保護算法，抗干擾性能強，可靠性高，保護實現(xiàn)方式靈活，能與 Acrel-2000 電力監(jiān)控系統(tǒng)配套使用，為電力系統(tǒng)的安全可靠運行提供保障。
ARB6 系列弧光保護裝置操作便捷、資源豐富、穩(wěn)定可靠、維護方便，廣泛應用于電力、水利、交通、工業(yè)、礦產(chǎn)、新能源、艦船、建筑樓宇等行業(yè)。
1.2 特點
高性能的硬件平臺
裝置采用主頻為 550MHz 的處理器，16 位同步采樣 A/D，每周波 48 點高速采樣、實時并行計算；配置 512K 字節(jié) Flash、（192+4）K 字節(jié) Sram、外置 4M 字節(jié) NorFlash、外置512K 字節(jié) Sram，硬件資源充足，可靠性高。
完善的保護功能
適用于 35kV 及以下電壓等*的電力系統(tǒng)電弧光保護和自動控制功能。裝置可實現(xiàn)弧光保護、弧光故障點定位、弧光探頭及光纖鏈路實時自檢、失靈保護、CT 斷線監(jiān)測、非電量保護、裝置異常告警、故障錄波等功能。
豐富的接口資源
12 路交流電流通道和 3 路交流電壓通道，測量 4 組三相電流和 3 組零序電壓；
22 路有源開關量輸入通道（可選）+1 路裝置電源失電輸入通道；
16 路獨立無源開關量輸出通道（14 路常開接點、2 路常閉接點），其中 4 路快速繼電器出口；
2 路 RS485 串行通訊接口，支持 IEC60870-5-103、Modbus-RTU 規(guī)約；
3 路以太網(wǎng)接口（可選），支持 TCP IEC60870-5-103、TCP Modbus-RTU 規(guī)約；
1 路 GPS 對時接口，支持 IRIG-B 對時方式（RS485 接口）；
1 個 USB 接口，可通過 U 盤升*裝置程序，也可導出裝置的定值、故障錄波數(shù)據(jù)，方便故障分析。
人性化
裝置采用全漢化大屏幕液晶顯示，人機界面清晰易懂。
靈活、舒適的按鈕設計，菜單式操作簡單、便捷。
保護功能的出口可通過跳閘矩陣進行設置，方便用戶選擇要動作的繼電器。
透明化
實時記錄交流量、弧光量、開入量、開出量和所有保護模塊的狀態(tài)。
裝置記錄內(nèi)部各元件動作行為、動作時間等信息，并可以查看事件記錄（不少于 200 條）、系統(tǒng)記錄（不少于 500 條）、操作日志（不少于 2000 條）。
裝置記錄故障錄波信息，可在裝置上直接查看波形，也可導出錄波文件。16 條故障錄波信息，每條錄波可觸發(fā) 4 段錄波（每個采樣點錄波*少包含 46 個模擬量、39 個開關量波形），每段錄波可錄故障前 2 個周波、故障后 10 個周波波形，共計 15.36s。
可靠性設計
裝置采用全圖形編程技術設計每個保護功能，以提高程序的可靠性及正確性。
軟硬件具有持續(xù)完善的自檢功能，抗干擾性能好，裝置通過多項電磁兼容檢測認證，電快速瞬變脈沖群、靜電放電、浪涌抗干擾性能均達到 IV *標準。
1.3 裝置選型表
1.3.1 弧光保護裝置選型表
1.3.2 弧光探頭選型表
1.4 裝置功能對照表
2 技術參數(shù)
2.1 額定參數(shù)
2.1.1 工作電源
額定電壓：AC/DC 220V、AC/DC 110V、DC 48V 或 DC 24V
范 圍：額定電壓×（1±20%）
功 耗：≤15 VA
2.1.2 輸入激勵電壓
額 定 值：線電壓 AC 100V 或相電壓100 / 3 V
測量范圍：0.1V～120V
準 確 度：±1%
功率損耗：每相功率損耗不大于 0.5VA
過載能力：1.4 倍額定電壓，連續(xù)工作；
2 倍熱過載，允許 10s。
2.1.3 輸入激勵電流（保護電流）
額 定 值：AC 5A 或 1A
測量范圍：0.04In～20In
功率損耗：每相功率損耗不大于 0.5VA
過載能力：2 倍額定電流，連續(xù)工作；
40 倍額定電流，允許 1s。
2.1.4 頻率
額定頻率：50Hz 或 60Hz
頻率范圍：40～70Hz
準 確 度：±0.1Hz
2.1.5 開關量輸入
額定電壓：AC/DC 220V、AC/DC 110V、DC 48V 或 DC 24V
電壓范圍：額定電壓×（1±20%）
功率消耗：每通道功率消耗≤1W（DC220V）
2.1.6 開關量輸出
機械壽命：≥10000 次
接通容量：≥1000W, L/R = 40ms
導通電流：連續(xù)≥5A，短時（200ms）≥30A
斷開容量：≥30W, L/R = 40ms
2.2 主要技術性能
電壓元件：整定值容許誤差應不大于±3%；過壓返回系數(shù) 0.95，欠壓返回系數(shù) 1.05；
電流元件：整定值容許誤差應不大于±3%；過流返回系數(shù) 0.95，欠流返回系數(shù) 1.05；
頻率元件：整定值容許誤差應不大于±0.02 Hz；
比較元件：過量比較元件返回系數(shù)為 0.95，欠量比較元件返回系數(shù) 1.05；
時間元件：延時時間 2s 內(nèi)，誤差≤40ms；延時時間大于 2s，誤差≤（2%）整定值±40ms。
其中弧光保護動作時間：弧光單判據(jù) ≤3.8ms （2 倍弧光動作門檻值，電磁繼電器輸出）；
弧光電流雙判據(jù) ≤7.8ms （2 倍弧光動作門檻值和 2 倍電流定值，電磁繼電器輸出）
2.3 正常工作環(huán)境條件
環(huán)境溫度： -10℃～＋55℃；
裝置的貯存、運輸允許的環(huán)境溫度為-25℃～＋70℃；
相對濕度：5％～95％（產(chǎn)品內(nèi)部不凝露，不結冰）；
海拔高度：≤2500m；
防護等*：IP40（面板、側板及上下底板）。
2.4 *緣性能
*緣電阻：>100MΩ, 500Vdc
介質強度：回路和地之間，獨立回路之間：工頻耐壓 2kV
沖擊電壓：±5kV(1.2/50μs, 0.5J)
2.5 電磁兼容性能
2.6 阻燃性能
3 開孔尺寸和安裝位置
ARB6 系列弧光保護方案，主要由 ARB6 弧光保護裝置、ARB-S 弧光探頭及塑料光纖（雙 股、阻燃）組成。
3.1 裝置開孔尺寸和安裝位置
3.1.1 裝置外形圖和開孔尺寸
圖 3.2 弧光保護裝置外形及開孔尺寸圖注：開孔尺寸以毫米（mm）為單位。
3.1.2 裝置安裝位置
弧光保護裝置安裝時需考慮開關柜安裝空間，與保護范圍內(nèi)電源進線回路的 TA 回路 連接、保護跳閘回路連接，原則上采用就近安裝方式，避免 TA 采集回路、跳閘回路連線過 長，一般安裝于主變壓器中、低壓側進線柜或 TV 柜柜門上，建議采用面板開孔安裝
3.2 探頭開孔尺寸和安裝位置
3.2.1 探頭外形圖和開孔尺寸
弧光探頭配套卡扣支架使用，卡扣支架需要開孔安裝。卡扣支架的開孔尺寸為 20mm （直徑）。
3.2.2 探頭安裝位置
弧光探頭的檢測范圍是一個角度為 180°，半徑 0.5m 的扇形區(qū)域，所以選擇探頭安裝 點時應充分考慮該要素，避免出現(xiàn)檢測盲區(qū)。
弧光探頭安裝應遵循以下原則：
弧光探頭建議安裝地點包括（但不僅限于）母線室、斷路器室、電纜室。
在開關柜有斷路器的情況下，弧光探頭建議安裝容易產(chǎn)生電弧的位置（如：在母線觸頭 連接處、上或下隔離開關（2 處）觸頭處、電流互感器觸頭處、電纜接頭處）。在開關柜無 斷路器的情況下，弧光探頭建議安裝在母線觸頭連接處、上和下隔離開關觸頭處（1 處）、 電纜接頭處。
封閉式母線橋架在橋架兩端需要安裝弧光探頭。若考慮實現(xiàn)開關柜的整體保護，可以在 開關柜的斷路器室和電纜室各安裝 1 個弧光探頭。
弧光探頭安裝示例如下。
1）母線室
也可如下圖安裝，B 點是母線室散熱窗附近，在這個點位開孔安裝弧光探頭，塑料光纖 在柜*引* C 點進入儀表室，再到達 D 點附近，經(jīng)開關柜二次電纜穿線孔匯集*弧光保護裝置。
2）手車室
3）電纜室
3.3 注意事項
弧光探頭與弧光保護裝置采用光纖連接，注意事項如下。
（1）光纖避免在電纜溝或電纜橋架中敷設，不建議從開關柜現(xiàn)有的縫隙或螺孔穿過， 如果通過縫隙或螺孔穿過，應做好孔的*緣和保護工藝，避免屏體銳角對光纖造成損傷；
（2）光纖敷設應遠離母線、斷路器觸頭及電纜接頭等高壓設備；
（3）光纖敷設時必須考慮固定原件脫離時不能直接搭接*高壓電氣部分，防止光纖表面積塵產(chǎn)生爬電現(xiàn)象；
（4）探頭安裝位置和角度應考慮環(huán)境污染影響，應避開探頭感光面前方的各種遮擋和直射光源；
（5）光纖建議采用點位片或扎帶固定。
