Назначение дуговой защиты

Комплектные распределительные устройства напряжением 6-10-35 кВ внутренней и наружной установки, являются одним из наиболее массовых элементов подстанций распределительных электрических сетей и станций, основным достоинством которых являются малые габаритные размеры, высокая степень готовности к монтажу и наладке. Ограниченное время отключения КРУ(Н) при внутренних КЗ через электрическую дугу не должно превышать 1 с, что связано с их малыми габаритными размерами. Данная проблема усугубляется тем, что КРУ, введенные в эксплуатацию в прошлом столетии, как правило, не оснащены полноценной быстродействующей защитой от дуговых КЗ.

При возникновении дугового перекрытия происходит прожигание металла стенок ячеек и перенос повреждения в соседние ячейки. Кроме того, при относительной герметичности современных ячеек и отсутствии разгрузочных клапанов внутреннее избыточное давление при КЗ не только разрушает аппараты, но и значительно деформирует корпус ячейки, что приводит и к механическому разрушению ячейки и ее элементов.

Последствия дугового (КЗ) в распределительных устройствах среднего напряжения могут быть очень тяжелыми. Дуговой разряд способен вывести из строя дорогое оборудование и вызвать продолжительные и дорогостоящие простои. Кроме того, электрическая дуга может нанести тяжелые травмы персоналу.

Причинами возникновения дуги могут быть: повреждение и старение изоляции, неисправность оборудования, неправильные соединения шин или кабелей, перенапряжения, коррозия, загрязнение, влага, ферромагнитный резонанс измерительных трансформаторов. К КЗ через дугу могут также приводить ошибки персонала. Воздействие большинства этих факторов можно предотвратить надлежащим техническим обслуживанием.

При обнаружении и минимизации последствий дугового разряда ключевым фактором является время. Дуговой разряд в течение 500 мс способен значительно повредить изоляцию и, таким образом, за 500 мс ячейка полностью выгорает. При длительности дугового разряда менее 100 мс повреждения часто имеют меньший масштаб, а если дуга устраняется меньше чем за 35 мс, повреждения почти незаметны.

Наибольшие разрушения ячеек КРУ происходят в результате дуговых замыканий в самих ячейках или на сборных шинах. Для предотвращения разрушения ячеек необходимо использовать один из вариантов построения дуговой защиты. С выходом 15-го издания ПТЭ применение быстродействующей дуговой защиты является обязательным в КРУ 6-10 кВ. (§5.4.19).

Существуют два основных вида дуговых защит:

- механическая дуговая защита настраивается на увеличение давления внутри объема ячейки в результате горения дуги – клапан, рамка ...

- электронная дуговая защита настраивается на световой поток, появляющийся в момент возникновения дугового замыкания – фототиристор, фотодиод, оптоволокно (ВОД)).

Для исключения ложных срабатываний дуговая защита должна быть выполнена с контролем тока КЗ (пуск МТЗ) или снижения напряжения (пуск ЗМН).