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.
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.

Датчики в отсеке сборных шин

Датчики в кабельном отсеке

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.
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.

Датчики в отсеке сборных шин

Датчики в кабельном отсеке

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 «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.
- 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..
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
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.
Последние новости