Самым надежным и эффективным средством считается УДЗ (устройство дуговой защиты), которое устанавливается в ячейках КРУ, КРУН, КСО и других распределительных блоках, где высока вероятность возникновения электродугового разряда.
На заметку. Электрическая дуга — длительный электроразряд, способный перемещаться в пространстве. Характеризуется появлением плазмы (видимого света). Несмотря на более низкое напряжение в сравнении с тлеющим разрядом, опасен для жизни и способен привести к поломке/возгоранию оборудования.
Принцип действия дуговой защиты с ВОД
Устройство защиты от дуговых замыканий оснащено датчиком светового потока, который моментально срабатывает на появление плазмы. Прибор фиксирует свечение и передает данные анализатору. Далее сигнал обрабатывается: просчитывается интенсивность, продолжительность свечения. Если показатели превышают допустимые нормы, то защитная система расценивает ситуацию как аварийную и генерирует команду размыкания электроцепи.
Работа датчиков строится по принципу действия фотодетекторов. В конструкции приборов предусмотрены кремниевые фотодиоды со спектральным диапазоном от 0,4 до 1,1 мкм. Благодаря повышенной фоточувствительности детектор точно и быстро регистрирует электрическую дугу.
Преимущества дуговой защиты с ВОД
-
Датчики с кремниевыми фотодиодами не нужно постоянно очищать от пыли и прочих загрязнений. Диоды чувствительны к инфракрасным волнам, поэтому беспрепятственно улавливают свечение.
-
Ложное срабатывание дуговой защиты сведено к нулю. Высокие показатели достигаются за счет применения волоконно-оптической технологии. УДЗ с ВОД не реагирует на электромагнитные помехи, в отличие от полупроводников, к которым относят матрицы приборов с зарядовой связью, фототиристоры и так далее.
-
Устройства дуговой защиты с волоконно-оптическими датчиками относят к категории быстродействующих. Это значит, что интервал времени между регистрацией аварийного сигнала и формированием действия для устранения события находится в пределах 0,6–0,8 мс. Однако для каждой модели прибора это значение разное.
Вне зависимости от модели дуговая защита должна не требовать частого обслуживания, надежно и быстро срабатывать, не допускать ущерба от возникновения электрической дуги.
Виды волоконно-оптических датчиков
В защитных приборах применяются два вида детекторов.
Точечные ВОД
В элементах этот типа света фиксируется объективом, а затем проходит через оптоволоконный кабель и попадает в фотоприемник, установленный на корпусе УДЗ. Задача фотоприемника — зафиксировать превышение уровня свечения, вызванное электрической дугой.
Точечные детекторы функционируют по определенному алгоритму. Они обрабатывают поступающие сигналы и регистрируют быстрые резкие изменения в свечении. Такой принцип работы позволяет обезопасить систему от случайного срабатывания на фоновое освещение, свет от мобильного осветительного прибора или включение/отключение подсветки в шкафу КРУ.
Из преимуществ точечных ВОД:
-
большой угол захвата (обзора) — около 5 стерадиан;
-
круговая диаграмма направленности.
Кроме того, детектор контролирует весь объем ячейки, а не отдельные фрагменты с ориентацией на возможное появление электродуги.
Петлевые ВОДП
Детекторы этого вида отличаются от точечных тем, что вся поверхность их кабеля чувствительна к аномальному свечению. Когда возникает электрическая дуга, свет от нее проходит через внешнюю оболочку оптоволокна и попадает в его центральную часть, откуда распространяется к регистрирующему фотоэлементу.
Особенности ВОД
Для точечных детекторов производители используют оптическое волокно на основе кварцевого стекла. Материал на протяжении всего срока службы сохраняет свои свойства. Поэтому такие приборы работают без ограничения по времени. Если срок эксплуатации устройства дуговой защиты истекает, меняют только его электронный блок, а волоконно-оптические датчики остаются на месте.
Применение кварцевого оптоволокна сокращает расходы на закупку защитных приборов и упрощает монтажные работы.
Для петлевых ВОДП применяют полимерное оптическое волокно. Поэтому со временем оптоволокно мутнеет, что влияет на чувствительность детекторов, которые перестают улавливать аномальные свечения, что приводит к аварийной ситуации в сети. Это явление характерно для любого полимерного материала вне зависимости от производителя. И если устройство дуговой защиты изготовлено на основе ВОДП, срок эксплуатации его датчиков органичен. В среднем фоточувствительные элементы служат не более десяти лет.
Назначение УДЗ — защитить электроустановку от воздействия электрической дуги. Устройство регистрирует, сигнализирует о дуговых замыканиях и управляющих воздействиях в схемах релейной защиты (РЗ) подстанции. То есть УДЗ используется в схеме РЗ совместно с токовым терминалом, который моментально разъединяет цепь, что препятствует повреждению/возгоранию оборудования и поражению электротоком находящихся поблизости пользователей.
Поэтому установка дуговой защиты — обязательное условие для обеспечения безопасности персонала на предприятиях и сохранения работоспособности электрооборудования.
