8 800 301 16 39
по России бесплатно
+7(843)524-71-54
Основной номер, отдел продаж
+7 904 767 07 07
Номер для мессенджеров

Дуговая защита: Эффективная и надежная защита от аварийных ситуаций


27 декабря 2024
Дуговая защита представляет собой современную систему, предназначенную для быстрой диагностики и отключения электрической дуги в оборудовании. Эта технология играет важную роль в обеспечении безопасности как оборудования, так и персонала, защищая их от потенциально опасных ситуаций, возникающих при возникновении электрических дуг. В данной статье мы подробно рассмотрим, как работает дуговая защита, из чего она состоит, где применяется, а также обсудим её преимущества и недостатки.

Как работает дуговая защита?


В настоящее время устройства дуговой защиты играют важную роль в безопасности электроэнергетических объектов.
Мы рассмотрим вариант дуговой защиты, основанный на использовании световых датчиках волоконно-оптического типа.
Основной принцип их работы заключается в обнаружении яркой вспышки света, возникающей при электрической дуге. Специальные оптические датчики, являющиеся "глазами" системы, фиксируют этот световой сигнал. Для повышения надежности срабатывания система также подключается к другим наиболее чувствительным защитам, которые проверяют наличие тока короткого замыкания. Только при совпадении обоих факторов — вспышки и высокого тока — происходит отключение поврежденного участка.

Как работает дуговая защита
Датчики в отсеке сборных шин

Как работает дуговая защита
Датчики в кабельном отсеке

Как работает дуговая защита
Датчики в отсеке вакуумного выключателя

При возникновении тока повреждения из-за дугового пробоя активируются наиболее чувствительные защиты питающих присоединений. Однако, как правило, этого тока недостаточно для включения быстродействующей ступени защиты, поскольку переходное сопротивление дуги превышает сопротивление металлического короткого замыкания. В результате короткое замыкание оказывается вне зоны действия быстродействующей защиты, и электрическая защита начинает работать с задержкой. В такой ситуации участок цепи отключается дуговой защитой мгновенно, как только фиксируется наличие дуги и срабатывает любая из защитных ступеней. Эта схема работы УДЗ известна как "Работа дуговой защиты с блокировкой по току".
В данный момент устройства без блокировки по току не используются из-за частых ложных отключений, особенно у опто-электрических систем, где фотодатчики могут ошибочно фиксировать наличие дуги при изменениях освещения или сварочных работах. Таким образом, логика работы УДЗ с блокировкой по току обеспечивает более надежную защиту оборудования.

Из чего состоит дуговая защита?

Дуговая защита состоит из нескольких ключевых компонентов:
  • Оптические датчики , фиксирующие световые вспышки, возникающие при электрической дуге, обеспечивают высокую чувствительность к изменениям света и способны обнаруживать даже слабые дуги. Современные модели этих датчиков могут работать в широком диапазоне условий освещения, что делает их универсальными для различных применений. Волоконно-оптические датчики компании
    Волоконно-оптические датчики компании «Технологический центр полимерно-оптического волокна»

    Кроме того, в качестве вспомогательных устройств для фиксации дуги могут использоваться акустические датчики . Они улавливают звуковые волны, создаваемые дугой, с помощью микрофонов. Также применяются температурные датчики , которые реагируют на резкий рост температуры, вызванный электрической дугой.

  • Блок управления

    Представляют собой ключевые элементы систем защиты электрических установок от коротких замыканий с открытой дугой. Они обеспечивают быстрое обнаружение и отключение поврежденных участков, минимизируя риск повреждения оборудования и повышения безопасности. Как работает дуговая защита

Функции блоков управления
  1. Обработка сигналов Блоки принимают сигналы от различных датчиков (оптоэлектронные, волоконно-оптические) и анализируют их для определения наличия дуги. Это позволяет быстро реагировать на возникновение аварийных ситуаций..
  2. Селективное отключение В зависимости от типа системы, блоки могут отключать только те участки, где произошло замыкание, что минимизирует влияние на всю сеть. Это важно для обеспечения непрерывности работы остальных частей системы.
  3. Отключение питания При обнаружении дугового замыкания блок управления инициирует отключение питания пораженного участка цепи. Это позволяет предотвратить дальнейшие повреждения оборудования и снизить риск возникновения пожара.
  4. Инициация других систем Блоки управления могут также инициировать работу дополнительных систем безопасности. Например, при возникновении дуги блок может отправлять сигнал для активации автоматической системы пожаротушения , что способствует быстрому реагированию на возможное возгорание. Блоки могут активировать звуковые или световые сигнализации для оповещения персонала о возникновении аварийной ситуации.
  5. Ведение журнала и сигнализация Многие современные устройства ведут журнал событий и имеют индикацию состояния (например, наличие дуги или отказ блока), что облегчает диагностику и анализ произошедших инцидентов.

Где используют дуговую защиту?

Дуговая защита применяется в различных областях, где существует риск возникновения опасных электрических дуг:

  • Электростанции: Здесь дуговая защита необходима для предотвращения аварийных ситуаций, которые могут привести к серьезным последствиям. На электростанциях часто используются высоковольтные линии и оборудование, что делает их особенно уязвимыми к электрическим дугам..
  • Крупные промышленные предприятия: На производственных мощностях, где используется большое количество электрооборудования, такая защита помогает минимизировать риски. Например, на заводах по производству металлов или химических веществ наличие дуговой защиты критически важно для обеспечения безопасности работников.
  • Трансформаторные подстанции: В этих местах также высока вероятность возникновения дуг, что делает установку защиты обязательной. Трансформаторные подстанции обрабатывают большие объемы электроэнергии и требуют надежной защиты от аварий.
Примером эффективного применения дуговой защиты является установка на подстанциях в шкафах с выключателями 10 кВ. В случае возникновения дуги в любом из шкафов система моментально отключает питание, предотвращая развитие аварийной ситуации. Это особенно важно в условиях высоких нагрузок и сложных погодных условий.

Плюсы дуговой защиты

Дуговая защита обладает рядом преимуществ:

  • Очень быстрая реакция: Система срабатывает за доли секунды, что позволяет минимизировать ущерб от аварий. Быстрота реакции критически важна для предотвращения серьезных повреждений оборудования.
  • Точная локализация аварии: Защита может точно определить место возникновения проблемы, что упрощает процесс ремонта и восстановления работы оборудования.
  • Простота настройки: Установка и настройка системы не требуют значительных усилий и времени. Современные системы могут быть интегрированы в существующие электросети без необходимости значительных изменений.
  • Высокая чувствительность: Дуговая защита способна фиксировать даже слабые электрические дуги, что увеличивает уровень безопасности. Это особенно важно для оборудования с высокой степенью автоматизации.

Минусы дуговой защиты

Несмотря на множество преимуществ, у дуговой защиты есть и некоторые недостатки:

  • Ложные срабатывания: Система может реагировать на яркий посторонний свет или другие источники света, что может привести к ненужному отключению оборудования. Это требует дополнительных настроек для минимизации риска ложных срабатываний.
  • Необходимость регулярной проверки датчиков: Для поддержания высокой эффективности работы системы требуется периодическая проверка и калибровка датчиков. Это может потребовать дополнительных затрат на обслуживание..
  • Стоимость: Дуговая защита стоит дороже по сравнению с обычными защитными системами, что может стать препятствием для её установки на некоторых объектах. Однако инвестиции в такую систему часто оправданы за счет снижения рисков и потенциального ущерба от аварий.
Дуговая защита представляет собой важный элемент современных систем электробезопасности. Она обеспечивает надежную защиту оборудования и людей от опасностей, связанных с электрическими дугами. Несмотря на некоторые недостатки, преимущества этой технологии делают её незаменимой в условиях повышенного риска возникновения аварийных ситуаций. Установка дуговой защиты на электростанциях, крупных заводах и трансформаторных подстанциях способствует повышению уровня безопасности и снижению вероятности серьезных инцидентов. Внедрение систем дуговой защиты является важным шагом к созданию безопасной рабочей среды в различных отраслях промышленности. С учетом постоянно растущих требований к безопасности электрооборудования такая защита будет только набирать популярность в будущем. Инвестирование в современные технологии защиты — это не только вопрос безопасности сотрудников, но и способ сохранить дорогостоящее оборудование от повреждений и предотвратить возможные финансовые потери.


Разработчик - https://t.me/stanislav_web