摘要：船舶中壓配電板弧光故障導(dǎo)致的設(shè)備損壞和停電事故，不僅會造成較大的經(jīng)濟損失更加廣闊，而且嚴(yán)重影響船舶電站的安全穩(wěn)定運行損耗，威脅船舶電站操作人員的安全》浅Ｍ晟?；」獗Ｗo是基于電力系統(tǒng)開關(guān)柜發(fā)生弧光故障時而設(shè)計的一套母線保護系統(tǒng)性能穩定，能夠快速切除開關(guān)柜體內(nèi)的故障及縮小故障范圍。在船舶中壓配電板應(yīng)用弧光保護作用，可解決母排故障短路問題情況正常，對于提高船舶電站的安全性、穩(wěn)定性技術特點，降低經(jīng)濟損失具有重要意義提高鍛煉。
關(guān)鍵詞：船舶；中壓配電板高質量；弧光保護也逐步提升；母排故障
0 引言
艦船的電氣化水平在逐步提高，艦船電站容量在不斷增加註入了新的力量，艦船電網(wǎng)有向中壓發(fā)展的趨勢。中壓成套設(shè)備由于其本身的缺陷服務好、異常的工作條件新趨勢、諧振過電壓、絕緣故障共謀發展、載流回路不良學習、外來物體的進入以及人為操作錯誤等原因，都可能引起弧光短路故障聽得懂，造成氣體間隙擊穿而引燃電弧應用優勢。 艦船供電系統(tǒng)由于空間有限，設(shè)備較多全方位，發(fā)生弧光故障的可能性大高效節能。
1弧光故障事故的危害性
弧光產(chǎn)生時溫度可達到4500℃，內(nèi)部溫度可達到10000～20000℃大局⌒聞撔录磳⒌絹?；」猱a(chǎn)生時較大瞬時功率可達到40MW，弧光光強可超過正常照明光強2000多倍有序推進。因此中低壓開關(guān)柜內(nèi)因故障而產(chǎn)生電弧時若不能及時采取合理措施設施，則會產(chǎn)生諸多危害需求。
（1）對設(shè)備的危害：電弧發(fā)生時產(chǎn)生大量高溫高壓氣體，氣體瞬時沖擊波可造成開關(guān)柜體變形組合運用、破碎更讓我明白了；沖擊波爆破震動可造成開關(guān)柜劇烈震動，使各連接處緊固件松脫積極；產(chǎn)生的高溫可引起電纜燃燒充分、銅排融化、鋁排氣化集聚，甚至將開關(guān)柜外殼金屬融化競爭力、元器件嚴(yán)重?fù)p壞并引起火災(zāi)。
（2）對人的危害：高溫灼傷皮膚狀況；熔化的金屬蒸發(fā)并滲入人的皮膚表層造成皮膚金屬化機製性梗阻；高強度弧光傷害眼睛，甚至造成角膜脫落全過程；高溫燃燒產(chǎn)生的粉塵和有毒有害氣體損傷呼吸系統(tǒng)集成應用；弧光電流作用于人體可使肌肉產(chǎn)生非自主劇烈收縮，也可損傷肌腱不負眾望、皮膚高效流通、血管、神經(jīng)組織等重要意義。
電弧產(chǎn)生的能量與I 2t成指數(shù)規(guī)律快速上升統籌發展，其不僅與故障電流的大小有關(guān)，還與燃弧時間有關(guān)體系。根據(jù)故障點的不同生產製造，通常情況下故障短路電流會在幾千安至幾十安，故障若不能及時切除以熄滅電弧攜手共進，則會產(chǎn)生巨大能量共同。總之經過，開關(guān)柜發(fā)生內(nèi)部電弧故障簡單化，不論是對開發(fā)設(shè)備還是對附近的工作人員，其危險性都很大明確了方向。
圖1 電弧能量-時間曲線
將弧光保護應(yīng)用至艦船電力系統(tǒng)系統性，對艦船電網(wǎng)中的中壓電氣開關(guān)設(shè)備進行快速保護，在短路故障電弧發(fā)生初始就切除故障增產，降低故障電弧所造成的危害便利性，避免人員傷亡，減少設(shè)備維護費用行動力，提高艦船電力系統(tǒng)的安全性及經(jīng)濟效益提供有力支撐。
2 弧光保護技術(shù)的現(xiàn)狀和原理
從20 世紀(jì)60 年代起切實把製度，國際上的一些發(fā)達國家已經(jīng)開始了對弧光短路故障保護的研究，到80 ～ 90 年代已經(jīng)對這種故障特性有了深入的了解自行開發，并且提出各種弧光短路的防護措施進行部署。20世紀(jì)90年代，我國引進了弧光保護裝置應用情況。隨著微電子技術(shù)和光傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展保護好，弧光保護技術(shù)不斷成熟，國內(nèi)對弧光保護的認(rèn)識不斷提高表現，弧光保護的市場需求不斷擴大特點。國內(nèi)很多單位都進行了弧光保護技術(shù)的研發(fā)，如安科瑞的ARB5系列弧光保護結論。
弧光保護的動作判據(jù)為電弧故障時產(chǎn)生的兩個條件: 弧光和電流增量和諧共生。當(dāng)同時檢測到弧光和電流增量時發(fā)出跳閘指令，當(dāng)僅檢測到弧光時亦可只發(fā)出報警信號技術。
圖2 弧光保護邏輯原理圖
3 安科瑞ARB5系列弧光保護
安科瑞ARB5系列弧光保護裝置主要由ARB5-M主控單元推廣開來、ARB5-S弧光探頭及弧光光纖（雙股）組成。
（1）ARB5-M主控單元
1）啟動條件可選弧光+電流雙判據(jù)或弧光單判據(jù)相對較高。其中電流突變量啟動系數(shù)可整定范圍為0.05~10In資源配置，電流常量啟動系數(shù)可整定范圍為0.05~10In。
2）11路可編程跳閘出口相關。
3）4組3相電流采集及CT監(jiān)測功能大力發展。
4）支持20路弧光探頭信號采集。
5）弧光故障點定位綠色化。
6）弧光光纖鏈路自檢及裝置異常自檢不同需求。
7）4組失靈保護。
8）支持IEC61850保持穩定，便于組建數(shù)字化智能變電站。
（2）ARB5-S弧光探頭
1）自帶濾光功能面向。
2）無源型弧光傳感器支撐作用。
3）探測角度≥180°。
圖3 ARB5-S弧光探頭探測角度
4 ARB5弧光保護在某船舶中壓配電板的應(yīng)用
某船務(wù)1600T海上風(fēng)電安裝平臺建設項目，共有3組中壓配電板最為突出。其中A段母線有兩臺發(fā)電機進線和一個聯(lián)絡(luò)柜，B段母線有兩臺發(fā)電機進線和兩個聯(lián)絡(luò)柜相結合，C段母線有兩臺發(fā)電機進線和一個聯(lián)絡(luò)柜高效化。
不難看出，與陸上配電系統(tǒng)不同為產業發展，船舶電力推進系統(tǒng)有以下特點：能量來源眾多（多組發(fā)電機進線）範圍和領域、電纜聯(lián)結(jié)多采用環(huán)狀結(jié)構(gòu)（母聯(lián)開關(guān)有所增加、跨接開關(guān)等橫向結(jié)構(gòu)較多）、能量流向不定（根據(jù)需要通過母聯(lián)開關(guān)更高要求、跨接開關(guān)變更船舶電力系統(tǒng)的能量流向越來越重要的位置，以保證供電系統(tǒng)的連續(xù)性）。
為保障船舶電站安全穩(wěn)定可靠運行共同學習，該項目要求裝設(shè)弧光保護順滑地配合，監(jiān)控母線弧光故障。
圖4 某1600T海上風(fēng)電安裝平臺電力推進系統(tǒng)中壓配電板系統(tǒng)圖
圖5 某1600T海上風(fēng)電安裝平臺電力推進系統(tǒng)中壓配電板平面布局和外形圖
依據(jù)弧光保護原理可知效高，需要監(jiān)測每柜的母線室弧光信號前沿技術，還需采集A段母線的兩臺發(fā)電機進線電流和一組聯(lián)絡(luò)電流、B段母線的兩臺發(fā)電機進線電流和兩組聯(lián)絡(luò)電流系統穩定性、C段母線的兩臺發(fā)電機進線電流和一組聯(lián)絡(luò)電流拓展基地，又由于ARB5-M弧光主控單元支持采集4組3相電流、支持20路弧光信號監(jiān)測培訓，即每段母線的發(fā)電機進線電流不合理波動、聯(lián)絡(luò)電流和弧光信號可由一臺ARB5-M采集，故該項目弧光保護配置方案為：每段母線配置一臺ARB5-M弧光主控單元重要工具，在每柜的母線室放置一個ARB5-S弧光探頭積極拓展新的領域。
弧光保護邏輯為：ARB5-M弧光主控單元接收到弧光光纖傳輸?shù)幕」庑盘枺ㄓ葾RB5-S弧光探頭采集）后，再結(jié)合進線或聯(lián)絡(luò)電流增量更優質，動作于跳閘該段母線的進線柜和聯(lián)絡(luò)柜開關(guān)相對開放。
5 結(jié)語
本文簡析了船舶電力推進系統(tǒng)相較于陸上配電系統(tǒng)的特點，介紹了安科瑞ARB5系列弧光保護在船舶中壓配電板的應(yīng)用脫穎而出，并對弧光保護邏輯進行了說明拓展應用，對弧光保護系統(tǒng)在船舶電力系統(tǒng)上的應(yīng)用提供了一定的參考作用。
編輯：安科瑞 孫斌
公司：江蘇安科瑞電器制造有限公司
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