電弧光保護(hù)目的是在發(fā)生電弧故障時(shí)，通過限制電弧燃燒時(shí)間來保護(hù)附近工作人員及設(shè)備。電弧保護(hù)首先必須檢測(cè)故障電弧，然后才能切斷流過的故障電流。在中低開關(guān)柜內(nèi)部故障保護(hù)中，一般是通過跳開斷路器來切除故障使故障電弧熄滅。電弧燃燒時(shí)伴隨著光、聲及電磁波形式的輻射。通過分析可見光、聲波、紅外線或無線電頻率的輻射可以檢測(cè)到電弧的存在，甚至連由電弧產(chǎn)生的壓力波也已經(jīng)用來檢測(cè)它的存在。然而，最廣泛使用的方法還是通過檢測(cè)可見光來實(shí)現(xiàn)。
電弧光保護(hù)系統(tǒng)通過檢測(cè)開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)發(fā)出的電弧光判斷是否發(fā)生故障。弧光是電弧最明顯且變化最快的特征物理量，因而電弧光保護(hù)具有超高速的動(dòng)作性能，整套保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間可保證在幾毫秒以內(nèi)。對(duì)于開關(guān)柜內(nèi)部故障保護(hù)來講，這種超調(diào)整動(dòng)作性能是最重要的。為了避免外界光干擾可能引發(fā)系統(tǒng)的誤跳閘，在實(shí)際應(yīng)用中往往還引入過流閉鎖信號(hào)，即：只有同時(shí)檢測(cè)到弧光信號(hào)及過流動(dòng)作信號(hào)才發(fā)出跳閘指令切除故障，從而進(jìn)一步提高保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作的可靠性。
電弧光保護(hù)系統(tǒng)由以下主要部件組成：
1）弧光保護(hù)主控單元：主單元為電弧光保護(hù)系統(tǒng)的控制中心，收集動(dòng)作信號(hào)并對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、判斷、發(fā)出跳閘信號(hào)以切除故障。設(shè)備自帶四路輸出接口分別為弧光跳閘出口1、弧光跳閘出口2、弧光跳閘出口3、跳閘總出口4。設(shè)備支持ModBUS-RTU規(guī)約，可通過后臺(tái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)讀取、故障信息讀取、復(fù)歸等操作，方便組網(wǎng)運(yùn)行。
2）采集單元：弧光采集單元與主控單元配合使用，是弧光保護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于采集故障弧光，并將判斷后的結(jié)果通過光信號(hào)傳遞給主控單元。單個(gè)弧光采集單元可以安裝,16個(gè)弧光探頭，根據(jù)系統(tǒng)的大小可以任意增減弧光采集單元的數(shù)量。弧光采集單元通常安裝在選定的開關(guān)柜內(nèi)中，選擇的原則是保證該單元相關(guān)光纖用量盡量少。
3）弧光傳感器：專門用于故障弧光采集，是無源的弧光探測(cè)傳感器，安裝在開關(guān)柜的母線室內(nèi)或饋線柜內(nèi)電氣元件的連接處。當(dāng)發(fā)生弧光故障時(shí)，光照度大幅度增加，弧光傳感器直接將光信號(hào)傳給弧光采集單元或饋線保護(hù)單元。
電弧光保護(hù)系統(tǒng)作用：電弧光保護(hù)系統(tǒng)具有非常快的動(dòng)作速度，對(duì)開關(guān)柜各單元室的總故障清除時(shí)間可控制在100ms以內(nèi)。因此，在發(fā)生弧光故障、柜內(nèi)壓力和溫度急劇增加以前，電弧光保護(hù)系統(tǒng)就可以發(fā)出跳閘指令切除供給的短路電流，使設(shè)備損壞及人員傷害的損失減到最小。
對(duì)于中低壓開關(guān)柜來講，以最快的速度切除故障意味著最大限度地限制電弧燃燒釋放的能量，其益處是：1）保護(hù)附近工作人員免受電弧故障效應(yīng)的傷害；2）開關(guān)柜內(nèi)部部件的限制到最小；3）大大減少開關(guān)設(shè)備損壞的維修費(fèi)用；4）最大限度地減少用戶停電時(shí)間，可盡快恢復(fù)生產(chǎn)；5）對(duì)于使用年限很長需要進(jìn)行改造的開關(guān)柜，采用電弧光保護(hù)可有效延長其使用壽命，從而減少對(duì)開關(guān)設(shè)備的投資費(fèi)用。
電弧光保護(hù)作為中低壓母線保護(hù)，對(duì)配電系統(tǒng)還將提供以下益處：1）保護(hù)昂貴的主變壓器或廠用變壓器免受巨大的短路電流沖擊而損壞；2）防止波及站用直流系統(tǒng)，避免事故擴(kuò)大而造成經(jīng)濟(jì)損失。
