故障电弧的影响

使用可靠的开关设备可以防止电弧故障的发生。

• 合理安装开关设备
• 对出厂前经过型式试验的开关面板采取严格的质量保证措施。

然而，电弧故障并不能绝对避免。外部影响、材料缺陷、维护不当或不充分以及人为错误都可能成为危险因素。

为了减少电弧故障的影响，尤其是为了保护人员免受伤害，必须对控制面板进行相应的机械设计。

然而，这些安全措施不应仅限于开关面板。发生故障电弧时产生的压力会通过泄压口散逸到开关柜舱内，并增加舱内的压力。

LWS 电弧监控系统配有光敏传感器，可立即检测到内部电弧的发生。

这意味着故障电弧的暴露时间大大缩短，从而减少了开关柜面板的气体排放。

结果

降低开关柜面板的热应力。降低开关设备楼内的压力升高。减少设备和开关室的烟尘。减少有毒气体的排放。通过避免热相，减少开关柜内的损坏效应。

DIN VDE 0670 第 6 部分规定，应尽可能确保人身安全。这意味着应完全避免电弧故障或限制其持续时间。

根据 DIN VDE 0670 第 6 部分表 AAZ 的规定，光敏探测器可用于此目的。因此，根据 DIN VDE 0670 第 601 部分的规定，在许多情况下，无需采取任何其他额外措施，即可实现故障电弧安全。

在故障电弧形成阶段进行检测并快速关断
通过光敏传感器进行检测，并通过断路器快速关断。

最大程度地保护个人安全
0.1 秒后的快速关断可降低开关设备的压力并减少气体排放。

保护开关柜建筑
气体排放量低，减少了建筑的压力负荷，确保降低热效应。此外，还大大减少了必要的泄压开口面积。

提高可用性
由于减少了开关设备的应力并降低了损坏效应，电弧故障事件后的维修时间缩短。故障发生后，通常可以立即重新进入开关室。 此外，还可以选择性地检测受干扰的区域（如集体部分）。 受干扰的区域将被关闭，而完好的部分则继续运行。

控制火灾风险
快速停机可中断热能供应，从而防止火源的产生。

改造老式（开放式）开关设备
对于老式开关设备，即开放式和非封闭式开关设备，也可以进行简单的改造。电弧监测系统的使用尤其适用于无法保证人员安全或需要花费大量成本的开关设备。

电弧监测系统对干扰光源（如手电筒）无反应
由于其动态工作模式，电弧监测系统只能记录照度的较大变化。

LWS 电弧监测器系统对电磁干扰无反应
在电弧干扰情况下进行的测试和实验室测试得出的数值高达 50 kA（浪涌电流高达 125 kA）。

使用现代技术
使用高质量的电子元件可确保高度的功能性和可靠性。

SF6 绝缘开关设备的内在安全性
可防止 SF6 绝缘开关设备在发生电弧后释放燃烧产物。

更高的经济效益
由于开关设备的高可用性，降低了对建筑物的要求，减少了损坏程度，并降低了发生电弧故障时的维修成本。

在带有开放式外壳的开关设备上工作时，个人保护得到改善
由于在 0.1 秒后快速关断，气体排放减少，故障电弧的辐射效应持续时间缩短。

运行模式

电弧发出的辐射通过传感器转换成电流。
带通将频率范围限制在电弧光谱的典型频率范围内，并消除电磁干扰。

带通的输出信号进入一个可自由调节的放大器。只有当电弧产生的信号足够大时，才会将其存储在触发器中，指示灯亮起，继电器吸合。如果同时馈电区域发生过流，断路器将被关闭。同时，断路器被锁定，以防止再次合闸。
可通过按下清除按钮（故障确认开关）确认事件并取消断路器。
如果只有电弧监控器响应，而没有发生过电流，则指示灯也会亮起。
导致断开受干扰区域的系统组件、变压器、过流继电器和断路器都是开关设备的一部分。

LWS 电弧监控系统的特殊优势
可随时将传感器从外部扩展到 20 个。
LWS 系统具有极性反接保护功能，在断电后约 2 秒钟内仍可正常工作。
LWS 系统甚至可检测到电流极低的电弧故障。
LWS 系统对触摸或振动等机械触发不敏感。
即使传感器被电弧破坏，也能检测到电弧故障的发生，因为放大器中控制信号的存储时间不到 1 毫秒。

LWS 电弧监控系统的项目规划需要对开关设备及其技术以及电弧故障可能造成的影响有精确的了解。
LWS 电弧监控系统的传感器在开关柜中的布置必须能够可靠地检测到每一个电弧故障。因此，每个隔间必须安装一个传感器。
在大型隔间中（例如，在没有隔间的母线隔间中），必须大约每隔 3 米安装一个传感器。
LWS 电弧监控系统的功能检查是通过光闪装置进行的（在不打开相关断路器的情况下测试电路）。
在 SF6 绝缘开关柜中使用 LWS 电弧监控系统时，光敏传感器安装在外壳外的小观察窗前。
LWS 电弧监控器系统通过带电隔离的独立直流变压器供电。
受保护区域的传感器可连接到一个共用放大器或继电器组合。

系统组件 的技术数据 机械数据：
电弧监控器设计为 LRB 标准外壳中的印刷电路，两侧通过螺丝端子连接，所有信号输入端均布置在一侧。

电气数据
电源电压：
+UB = 24 V (+10% / -20%)
静态电流消耗：
7mA (+10% / -20%)
最大电流消耗：
4OmA (+10% / -20%)

一般技术数据
工作温度：
放大器 -20° ...70°C
传感器 -25° ...85°C
测试电压：2000 V
保护等级：
放大器 IP 53
传感器 IP 65
断开受干扰系统区域所需的其他系统组件（变压器、过流继电器和断路器）必须根据开关设备的要求进行设计。

金属封闭开关设备如果符合防止意外接触的要求，但没有提供发生故障电弧时的人身保护证明，则可以加装 LWS 系统。这样就能确保故障电弧的安全性，并降低故障电弧的影响。

开放式开关设备可以在个别可触及的侧面设置所谓的保护边界，而不是封闭的保护罩，以！=保持明确的保护，防止意外接触。这些保护边界可以是条状、链状，也可以是网墙或门。

对于此类装置，一般不能假定其符合耐电弧开关设备在个人保护和开关设备建筑强度方面的要求。内部故障的影响可以通过随后使用 LWS 电弧监控系统来限制，必要时还可以采取其他额外措施。

母线区段（SS）的断开如方案 1 和 2 所示。
如果允许在发生电弧故障时断开整个母线区段，则设计可类似于方案 1，这样最多可将 20 个传感器连接到电弧监控系统。
电弧监控系统的保护原理包含两个基本标准：

1. 动态光升（与故障电弧相对应）。
2. 馈电过流。

功能 （图 1 和图 2）

当故障电弧点火时，电弧监控器 (B) 通过连接线 (1) 评估相关传感器 (A) 的辐射变化。

如果变化超过设定值，电弧监控器 (B) 中的继电器触点位置将发生变化。

2. 馈线 (2) 中的过流继电器 (C) 通过电弧监控器 (B) 中继电器触点位置的变化向馈线开关 (D) 施加跳闸电压，从而释放保护区域。

摘自 DIN VDE 0101 额定电压高于 1 kV 的电力设备 的安装
"4.4 运行期间的保护 开关设备的安装必须能够在很大程度上保护人员在运行期间免受电弧故障的伤害。如果采取了下列措施之一或其他同等措施，则满足了这一条件：
a) 用开关隔离器代替隔离开关。
开关隔离器必须能够切断安装地点的最大工作电流，并且必须适合短路合闸。
b) 隔离开关和接地开关的开关故障保护，如联锁、接地开关防合闸、无误的钥匙锁。

d) 安装适当的保护装置，如电弧挡板、电弧窗、实心墙门、隔板等"。

摘自 DIN VDE 0670 Part6
工厂制造、经过型式试验的电压最高达 72.5 V 的金属封闭式高压开关设备：
"表 AA2。限制内部故障后果的措施举例

• 极短的跳闸时间，例如通过光敏、压敏或温敏探测器或母线差动保护。
• 使用合适的熔断器和开关装置来限制通过电流和故障持续时间。
• 低停留概率，例如通过远程控制。
• 泄压阀"。

摘自 DIN VDE 0670 第 601 部分
内部故障时的行为测试：
"测试评估
以下标准考虑了第 1 节中提到的电弧效应。测试客户应根据这些标准中的哪些标准来决定测试结果的评估。
应注意：

标准1
门、盖等是否妥善固定，不会打开。

标准2
（金属封闭开关设备）是否没有可能造成危险的部件飞出。 这包括有锋利边缘的大部件，如检查窗、泄压挡板、金属或塑料盖板等。

标准 3
外壳外部可自由触及的部分是否因电弧或其他影响而出现孔洞。

标准第 4 条
是否不点燃连接在????right（见第 5.3 节）上的指示灯。因油漆涂层燃烧或贴纸燃烧而点燃的指示器不在评估之列。

标准 5
水平安装的指示器（见第 5.3 节）是否不会被点燃。如果在测试过程中开始燃烧，但能明显确保点火是由发光颗粒而不是热气引起的，则应认为符合评估标准。应使用高速摄影机进行记录，以证明这一点。

第 6 项标准
所有接地连接是否仍然有效"。