4.案例
1 装置介绍
1.1 概述
ARB6 系列弧光保护装置硬件采用模块化（包括电源模块、CPU 模块、弧光采集模块、 模拟量采集模块、开入开出模块、通讯模块、人机接口模块等）设计，集保护、测量、监视、控制、通讯、故障录波、事件记录等多种功能于一体，实时监测弧光信号、保护电流或电压信号，实现 0.4kV~35kV 中低压配电系统的电弧光保护功能。装置软件配以专门的保护算法，抗干扰性能强，可靠性高，保护实现方式灵活，能与 Acrel-2000 电力监控系统配套使用，为电力系统的安全可靠运行提供保障。
ARB6 系列弧光保护装置操作便捷、资源丰富、稳定可靠、维护方便，广泛应用于电力、水利、交通、工业、矿产、新能源、舰船、建筑楼宇等行业。
1.2 特点
高性能的硬件平台
装置采用主频为 550MHz 的处理器，16 位同步采样 A/D，每周波 48 点高速采样、实时并行计算；配置 512K 字节 Flash、（192+4）K 字节 Sram、外置 4M 字节 NorFlash、外置512K 字节 Sram，硬件资源充足，可靠性高。
完善的保护功能
适用于 35kV 及以下电压等*的电力系统电弧光保护和自动控制功能。装置可实现弧光保护、弧光故障点定位、弧光探头及光纤链路实时自检、失灵保护、CT 断线监测、非电量保护、装置异常告警、故障录波等功能。
丰富的接口资源
12 路交流电流通道和 3 路交流电压通道，测量 4 组三相电流和 3 组零序电压；
22 路有源开关量输入通道（可选）+1 路装置电源失电输入通道；
16 路独立无源开关量输出通道（14 路常开接点、2 路常闭接点），其中 4 路快速继电器出口；
2 路 RS485 串行通讯接口，支持 IEC60870-5-103、Modbus-RTU 规约；
3 路以太网接口（可选），支持 TCP IEC60870-5-103、TCP Modbus-RTU 规约；
1 路 GPS 对时接口，支持 IRIG-B 对时方式（RS485 接口）；
1 个 USB 接口，可通过 U 盘升*装置程序，也可导出装置的定值、故障录波数据，方便故障分析。
人性化
装置采用全汉化大屏幕液晶显示，人机界面清晰易懂。
灵活、舒适的按钮设计，菜单式操作简单、便捷。
保护功能的出口可通过跳闸矩阵进行设置，方便用户选择要动作的继电器。
透明化
实时记录交流量、弧光量、开入量、开出量和所有保护模块的状态。
装置记录内部各元件动作行为、动作时间等信息，并可以查看事件记录（不少于 200 条）、系统记录（不少于 500 条）、操作日志（不少于 2000 条）。
装置记录故障录波信息，可在装置上直接查看波形，也可导出录波文件。16 条故障录波信息，每条录波可触发 4 段录波（每个采样点录波*少包含 46 个模拟量、39 个开关量波形），每段录波可录故障前 2 个周波、故障后 10 个周波波形，共计 15.36s。
可靠性设计
装置采用全图形编程技术设计每个保护功能，以提高程序的可靠性及正确性。
软硬件具有持续完善的自检功能，抗干扰性能好，装置通过多项电磁兼容检测认证，电快速瞬变脉冲群、静电放电、浪涌抗干扰性能均达到 IV *标准。
1.3 装置选型表
1.3.1 弧光保护装置选型表
1.3.2 弧光探头选型表
1.4 装置功能对照表
2 技术参数
2.1 额定参数
2.1.1 工作电源
额定电压：AC/DC 220V、AC/DC 110V、DC 48V 或 DC 24V
范 围：额定电压×（1±20%）
功 耗：≤15 VA
2.1.2 输入激励电压
额 定 值：线电压 AC 100V 或相电压100 / 3 V
测量范围：0.1V～120V
准 确 度：±1%
功率损耗：每相功率损耗不大于 0.5VA
过载能力：1.4 倍额定电压，连续工作；
2 倍热过载，允许 10s。
2.1.3 输入激励电流（保护电流）
额 定 值：AC 5A 或 1A
测量范围：0.04In～20In
功率损耗：每相功率损耗不大于 0.5VA
过载能力：2 倍额定电流，连续工作；
40 倍额定电流，允许 1s。
2.1.4 频率
额定频率：50Hz 或 60Hz
频率范围：40～70Hz
准 确 度：±0.1Hz
2.1.5 开关量输入
额定电压：AC/DC 220V、AC/DC 110V、DC 48V 或 DC 24V
电压范围：额定电压×（1±20%）
功率消耗：每通道功率消耗≤1W（DC220V）
2.1.6 开关量输出
机械寿命：≥10000 次
接通容量：≥1000W, L/R = 40ms
导通电流：连续≥5A，短时（200ms）≥30A
断开容量：≥30W, L/R = 40ms
2.2 主要技术性能
电压元件：整定值容许误差应不大于±3%；过压返回系数 0.95，欠压返回系数 1.05；
电流元件：整定值容许误差应不大于±3%；过流返回系数 0.95，欠流返回系数 1.05；
频率元件：整定值容许误差应不大于±0.02 Hz；
比较元件：过量比较元件返回系数为 0.95，欠量比较元件返回系数 1.05；
时间元件：延时时间 2s 内，误差≤40ms；延时时间大于 2s，误差≤（2%）整定值±40ms。
其中弧光保护动作时间：弧光单判据 ≤3.8ms （2 倍弧光动作门槛值，电磁继电器输出）；
弧光电流双判据 ≤7.8ms （2 倍弧光动作门槛值和 2 倍电流定值，电磁继电器输出）
2.3 正常工作环境条件
环境温度： -10℃～＋55℃；
装置的贮存、运输允许的环境温度为-25℃～＋70℃；
相对湿度：5％～95％（产品内部不凝露，不结冰）；
海拔高度：≤2500m；
防护等*：IP40（面板、侧板及上下底板）。
2.4 *缘性能
*缘电阻：>100MΩ, 500Vdc
介质强度：回路和地之间，独立回路之间：工频耐压 2kV
冲击电压：±5kV(1.2/50μs, 0.5J)
2.5 电磁兼容性能
2.6 阻燃性能
3 开孔尺寸和安装位置
ARB6 系列弧光保护方案，主要由 ARB6 弧光保护装置、ARB-S 弧光探头及塑料光纤（双 股、阻燃）组成。
3.1 装置开孔尺寸和安装位置
3.1.1 装置外形图和开孔尺寸
图 3.2 弧光保护装置外形及开孔尺寸图注：开孔尺寸以毫米（mm）为单位。
3.1.2 装置安装位置
弧光保护装置安装时需考虑开关柜安装空间，与保护范围内电源进线回路的 TA 回路 连接、保护跳闸回路连接，原则上采用就近安装方式，避免 TA 采集回路、跳闸回路连线过 长，一般安装于主变压器中、低压侧进线柜或 TV 柜柜门上，建议采用面板开孔安装
3.2 探头开孔尺寸和安装位置
3.2.1 探头外形图和开孔尺寸
弧光探头配套卡扣支架使用，卡扣支架需要开孔安装。卡扣支架的开孔尺寸为 20mm （直径）。
3.2.2 探头安装位置
弧光探头的检测范围是一个角度为 180°，半径 0.5m 的扇形区域，所以选择探头安装 点时应充分考虑该要素，避免出现检测盲区。
弧光探头安装应遵循以下原则：
弧光探头建议安装地点包括（但不仅限于）母线室、断路器室、电缆室。
在开关柜有断路器的情况下，弧光探头建议安装容易产生电弧的位置（如：在母线触头 连接处、上或下隔离开关（2 处）触头处、电流互感器触头处、电缆接头处）。在开关柜无 断路器的情况下，弧光探头建议安装在母线触头连接处、上和下隔离开关触头处（1 处）、 电缆接头处。
封闭式母线桥架在桥架两端需要安装弧光探头。若考虑实现开关柜的整体保护，可以在 开关柜的断路器室和电缆室各安装 1 个弧光探头。
弧光探头安装示例如下。
1）母线室
也可如下图安装，B 点是母线室散热窗附近，在这个点位开孔安装弧光探头，塑料光纤 在柜*引* C 点进入仪表室，再到达 D 点附近，经开关柜二次电缆穿线孔汇集*弧光保护装置。
2）手车室
3）电缆室
3.3 注意事项
弧光探头与弧光保护装置采用光纤连接，注意事项如下。
（1）光纤避免在电缆沟或电缆桥架中敷设，不建议从开关柜现有的缝隙或螺孔穿过， 如果通过缝隙或螺孔穿过，应做好孔的*缘和保护工艺，避免屏体锐角对光纤造成损伤；
（2）光纤敷设应远离母线、断路器触头及电缆接头等高压设备；
（3）光纤敷设时必须考虑固定原件脱离时不能直接搭接*高压电气部分，防止光纤表面积尘产生爬电现象；
（4）探头安装位置和角度应考虑环境污染影响，应避开探头感光面前方的各种遮挡和直射光源；
（5）光纤建议采用点位片或扎带固定。
1 装置介绍
1.1 概述
ARB6 系列弧光保护装置硬件采用模块化（包括电源模块、CPU 模块、弧光采集模块、 模拟量采集模块、开入开出模块、通讯模块、人机接口模块等）设计，集保护、测量、监视、控制、通讯、故障录波、事件记录等多种功能于一体，实时监测弧光信号、保护电流或电压信号，实现 0.4kV~35kV 中低压配电系统的电弧光保护功能。装置软件配以专门的保护算法，抗干扰性能强，可靠性高，保护实现方式灵活，能与 Acrel-2000 电力监控系统配套使用，为电力系统的安全可靠运行提供保障。
ARB6 系列弧光保护装置操作便捷、资源丰富、稳定可靠、维护方便，广泛应用于电力、水利、交通、工业、矿产、新能源、舰船、建筑楼宇等行业。
1.2 特点
高性能的硬件平台
装置采用主频为 550MHz 的处理器，16 位同步采样 A/D，每周波 48 点高速采样、实时并行计算；配置 512K 字节 Flash、（192+4）K 字节 Sram、外置 4M 字节 NorFlash、外置512K 字节 Sram，硬件资源充足，可靠性高。
完善的保护功能
适用于 35kV 及以下电压等*的电力系统电弧光保护和自动控制功能。装置可实现弧光保护、弧光故障点定位、弧光探头及光纤链路实时自检、失灵保护、CT 断线监测、非电量保护、装置异常告警、故障录波等功能。
丰富的接口资源
12 路交流电流通道和 3 路交流电压通道，测量 4 组三相电流和 3 组零序电压；
22 路有源开关量输入通道（可选）+1 路装置电源失电输入通道；
16 路独立无源开关量输出通道（14 路常开接点、2 路常闭接点），其中 4 路快速继电器出口；
2 路 RS485 串行通讯接口，支持 IEC60870-5-103、Modbus-RTU 规约；
3 路以太网接口（可选），支持 TCP IEC60870-5-103、TCP Modbus-RTU 规约；
1 路 GPS 对时接口，支持 IRIG-B 对时方式（RS485 接口）；
1 个 USB 接口，可通过 U 盘升*装置程序，也可导出装置的定值、故障录波数据，方便故障分析。
人性化
装置采用全汉化大屏幕液晶显示，人机界面清晰易懂。
灵活、舒适的按钮设计，菜单式操作简单、便捷。
保护功能的出口可通过跳闸矩阵进行设置，方便用户选择要动作的继电器。
透明化
实时记录交流量、弧光量、开入量、开出量和所有保护模块的状态。
装置记录内部各元件动作行为、动作时间等信息，并可以查看事件记录（不少于 200 条）、系统记录（不少于 500 条）、操作日志（不少于 2000 条）。
装置记录故障录波信息，可在装置上直接查看波形，也可导出录波文件。16 条故障录波信息，每条录波可触发 4 段录波（每个采样点录波*少包含 46 个模拟量、39 个开关量波形），每段录波可录故障前 2 个周波、故障后 10 个周波波形，共计 15.36s。
可靠性设计
装置采用全图形编程技术设计每个保护功能，以提高程序的可靠性及正确性。
软硬件具有持续完善的自检功能，抗干扰性能好，装置通过多项电磁兼容检测认证，电快速瞬变脉冲群、静电放电、浪涌抗干扰性能均达到 IV *标准。
1.3 装置选型表
1.3.1 弧光保护装置选型表
1.3.2 弧光探头选型表
1.4 装置功能对照表
2 技术参数
2.1 额定参数
2.1.1 工作电源
额定电压：AC/DC 220V、AC/DC 110V、DC 48V 或 DC 24V
范 围：额定电压×（1±20%）
功 耗：≤15 VA
2.1.2 输入激励电压
额 定 值：线电压 AC 100V 或相电压100 / 3 V
测量范围：0.1V～120V
准 确 度：±1%
功率损耗：每相功率损耗不大于 0.5VA
过载能力：1.4 倍额定电压，连续工作；
2 倍热过载，允许 10s。
2.1.3 输入激励电流（保护电流）
额 定 值：AC 5A 或 1A
测量范围：0.04In～20In
功率损耗：每相功率损耗不大于 0.5VA
过载能力：2 倍额定电流，连续工作；
40 倍额定电流，允许 1s。
2.1.4 频率
额定频率：50Hz 或 60Hz
频率范围：40～70Hz
准 确 度：±0.1Hz
2.1.5 开关量输入
额定电压：AC/DC 220V、AC/DC 110V、DC 48V 或 DC 24V
电压范围：额定电压×（1±20%）
功率消耗：每通道功率消耗≤1W（DC220V）
2.1.6 开关量输出
机械寿命：≥10000 次
接通容量：≥1000W, L/R = 40ms
导通电流：连续≥5A，短时（200ms）≥30A
断开容量：≥30W, L/R = 40ms
2.2 主要技术性能
电压元件：整定值容许误差应不大于±3%；过压返回系数 0.95，欠压返回系数 1.05；
电流元件：整定值容许误差应不大于±3%；过流返回系数 0.95，欠流返回系数 1.05；
频率元件：整定值容许误差应不大于±0.02 Hz；
比较元件：过量比较元件返回系数为 0.95，欠量比较元件返回系数 1.05；
时间元件：延时时间 2s 内，误差≤40ms；延时时间大于 2s，误差≤（2%）整定值±40ms。
其中弧光保护动作时间：弧光单判据 ≤3.8ms （2 倍弧光动作门槛值，电磁继电器输出）；
弧光电流双判据 ≤7.8ms （2 倍弧光动作门槛值和 2 倍电流定值，电磁继电器输出）
2.3 正常工作环境条件
环境温度： -10℃～＋55℃；
装置的贮存、运输允许的环境温度为-25℃～＋70℃；
相对湿度：5％～95％（产品内部不凝露，不结冰）；
海拔高度：≤2500m；
防护等*：IP40（面板、侧板及上下底板）。
2.4 *缘性能
*缘电阻：>100MΩ, 500Vdc
介质强度：回路和地之间，独立回路之间：工频耐压 2kV
冲击电压：±5kV(1.2/50μs, 0.5J)
2.5 电磁兼容性能
2.6 阻燃性能
3 开孔尺寸和安装位置
ARB6 系列弧光保护方案，主要由 ARB6 弧光保护装置、ARB-S 弧光探头及塑料光纤（双 股、阻燃）组成。
3.1 装置开孔尺寸和安装位置
3.1.1 装置外形图和开孔尺寸
图 3.2 弧光保护装置外形及开孔尺寸图注：开孔尺寸以毫米（mm）为单位。
3.1.2 装置安装位置
弧光保护装置安装时需考虑开关柜安装空间，与保护范围内电源进线回路的 TA 回路 连接、保护跳闸回路连接，原则上采用就近安装方式，避免 TA 采集回路、跳闸回路连线过 长，一般安装于主变压器中、低压侧进线柜或 TV 柜柜门上，建议采用面板开孔安装
3.2 探头开孔尺寸和安装位置
3.2.1 探头外形图和开孔尺寸
弧光探头配套卡扣支架使用，卡扣支架需要开孔安装。卡扣支架的开孔尺寸为 20mm （直径）。
3.2.2 探头安装位置
弧光探头的检测范围是一个角度为 180°，半径 0.5m 的扇形区域，所以选择探头安装 点时应充分考虑该要素，避免出现检测盲区。
弧光探头安装应遵循以下原则：
弧光探头建议安装地点包括（但不仅限于）母线室、断路器室、电缆室。
在开关柜有断路器的情况下，弧光探头建议安装容易产生电弧的位置（如：在母线触头 连接处、上或下隔离开关（2 处）触头处、电流互感器触头处、电缆接头处）。在开关柜无 断路器的情况下，弧光探头建议安装在母线触头连接处、上和下隔离开关触头处（1 处）、 电缆接头处。
封闭式母线桥架在桥架两端需要安装弧光探头。若考虑实现开关柜的整体保护，可以在 开关柜的断路器室和电缆室各安装 1 个弧光探头。
弧光探头安装示例如下。
1）母线室
也可如下图安装，B 点是母线室散热窗附近，在这个点位开孔安装弧光探头，塑料光纤 在柜*引* C 点进入仪表室，再到达 D 点附近，经开关柜二次电缆穿线孔汇集*弧光保护装置。
2）手车室
3）电缆室
3.3 注意事项
弧光探头与弧光保护装置采用光纤连接，注意事项如下。
（1）光纤避免在电缆沟或电缆桥架中敷设，不建议从开关柜现有的缝隙或螺孔穿过， 如果通过缝隙或螺孔穿过，应做好孔的*缘和保护工艺，避免屏体锐角对光纤造成损伤；
（2）光纤敷设应远离母线、断路器触头及电缆接头等高压设备；
（3）光纤敷设时必须考虑固定原件脱离时不能直接搭接*高压电气部分，防止光纤表面积尘产生爬电现象；
（4）探头安装位置和角度应考虑环境污染影响，应避开探头感光面前方的各种遮挡和直射光源；
（5）光纤建议采用点位片或扎带固定。
