消弧和消諧的工作原理是不一樣的。消弧是指當(dāng)母線發(fā)生單相金屬接地時(shí)消弧裝置動(dòng)作使金屬接地通過(guò)消弧裝置動(dòng)作的真空接觸器直接接地，有利于母線保護(hù)動(dòng)作、這樣可以避免諧波的產(chǎn)生。消諧主要是消除二次諧波以及高次諧波，有利于電網(wǎng)的安全運(yùn)行。 正常運(yùn)行時(shí)，消弧線圈中無(wú)電流通過(guò)。而當(dāng)電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時(shí)，中性點(diǎn)電位將上升到相電壓，這時(shí)流經(jīng)消弧線圈的電感性電流與單相接地的電容性故障電流相互抵消，使故障電流得到補(bǔ)償，補(bǔ)償后的殘余電流變得很小，不足以維持電弧，從而自行熄滅。這樣，就可使接地迅速消除而不致引起過(guò)電壓。 

      消弧線圈主要是由帶氣隙的鐵芯和套在鐵芯上的繞組組成，它們被放在充滿變壓器油的油箱內(nèi)。繞組的電阻很小，電抗很大。消弧線圈的電感可用改變接入繞組的匝數(shù)加以調(diào)節(jié)。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，由于系統(tǒng)中性點(diǎn)的電壓是三相不對(duì)稱(chēng)電壓，數(shù)值很小，所以通過(guò)消弧線圈的電流也很小，電弧可能自動(dòng)熄滅。 

      一般采用過(guò)補(bǔ)償方式，就是電感電流略大于電容電流。消弧線圈是一種帶鐵芯的電感線圈。它接于變壓器（或發(fā)電機(jī)）的中性點(diǎn)與大地之間，構(gòu)成消弧線圈接地系統(tǒng)。正常運(yùn)行時(shí)，消弧線圈中無(wú)電流通過(guò)。而當(dāng)電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時(shí)，中性點(diǎn)電位將上升到相電壓，這時(shí)流經(jīng)消弧線圈的電感性電流與單相接地的電容性故障電流相互抵消，使故障電流得到補(bǔ)償，補(bǔ)償后的殘余電流變得很小，不足以維持電弧，從而自行熄滅。這樣，就可使接地迅速消除而不致引起過(guò)電壓。 

      長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)6～35KV(含66KV)的電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。此類(lèi)運(yùn)行方式的電網(wǎng)在發(fā)生單相接地時(shí)，故障相對(duì)地電壓降為零，非故障相的對(duì)地電壓將升高到線電壓（UL），但系統(tǒng)的線電壓維持不變。因此國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定這類(lèi)電網(wǎng)在發(fā)生單相接地故障后允許短時(shí)間（2小時(shí)）帶故障運(yùn)行，所以大大提高了該類(lèi)電網(wǎng)的供電的可靠性?，F(xiàn)有的運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：“中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，允許運(yùn)行兩小時(shí)"，但規(guī)程未對(duì)“單相接地故障"的概念加以明確界定。

      如果單相接地故障為金屬性接地，則故障相的電壓降為零，其余兩健全相對(duì)地電壓升高至線電壓，這類(lèi)電網(wǎng)的電氣設(shè)備在正常情況下都應(yīng)能承受這種過(guò)電壓而不損壞。但是，如果單相接地故障為弧光接地，則會(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生高值達(dá)3.5倍相電壓的過(guò)電壓，這樣高的過(guò)電壓如果數(shù)小時(shí)作用于電網(wǎng)，勢(shì)必會(huì)造成電氣設(shè)備內(nèi)絕緣的積累性損傷，如果在健全相的絕緣薄弱環(huán)節(jié)造成絕緣對(duì)地?fù)舸?，將?huì)引發(fā)成相間短路的重大事故。

中性點(diǎn)不接地的高壓電網(wǎng)中，單相接地電容電流的危害主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

 1）弧光接地過(guò)電壓的危害

      當(dāng)電容電流一旦過(guò)大，接地點(diǎn)電弧不能自行熄滅。當(dāng)出現(xiàn)間歇性電弧接地時(shí)，產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓，這種過(guò)電壓可達(dá)相電壓的3~5倍或更高，它遍布于整個(gè)電網(wǎng)中，并且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可達(dá)幾個(gè)小時(shí)，它不僅擊穿電網(wǎng)中的絕緣薄弱環(huán)節(jié)，而且對(duì)整個(gè)電網(wǎng)絕緣都有很大的危害。

 2）造成接地點(diǎn)熱破壞及接地網(wǎng)電壓升高

      單相接地電容電流過(guò)大，使接地點(diǎn)熱效應(yīng)增大，對(duì)電纜等設(shè)備造成熱破壞，該電流流入大地后由于接地電阻的原因，使整個(gè)接地網(wǎng)電壓升高，危害人身安全。 

3）交流雜散電流危害

      電容電流流入大地后，在大地中形成雜散電流，該電流可能產(chǎn)生火花，引燃瓦斯爆炸等，可能造成先期放炮，并且腐蝕水管、氣管等。 

4）接地電弧引起瓦斯煤塵爆炸 

消弧線圈的作用：

      電網(wǎng)安裝消弧線圈后，發(fā)生單相接地時(shí)消弧線圈產(chǎn)生電感電流，該電感電流補(bǔ)償因單相接地而形成的電容電流，使得接地電流減小，同時(shí)使得故障相恢復(fù)電壓速度減小，治理電容電流過(guò)大所造成的危害。同時(shí)由于消弧線圈的嵌位作用，它可以有效的防止鐵磁諧振過(guò)電壓的發(fā)生概率。

      消弧線圈接地方式存在的一些問(wèn)題：

      1）單相接地故障時(shí)，非故障相對(duì)地電壓升高到3 相電壓以上，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、波及全系統(tǒng)設(shè)備，可能引起二點(diǎn)絕緣擊穿，引起事故擴(kuò)大事故。 

      2）消弧線圈不能補(bǔ)償諧波電流，有些城市電網(wǎng)諧波電流占的比例達(dá)5%-15%，僅諧波電流就可能遠(yuǎn)大于10A，仍然可能發(fā)生弧光接地過(guò)電壓。

      3）對(duì)于電容電流很大的配電網(wǎng)，如果通過(guò)補(bǔ)償要使單相接地故障電流Ijd<10A，就必須使系統(tǒng)保持較小的脫諧度，系統(tǒng)的脫諧度過(guò)小，對(duì)由于三相電容不對(duì)稱(chēng)引起的中性點(diǎn)位移電壓會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的放大作用，使中性點(diǎn)電壓偏移超過(guò)規(guī)程允許值(<15%Un)，保護(hù)將發(fā)出接地故障信號(hào)。

      另外脫諧度太小，系統(tǒng)運(yùn)行在接近諧振補(bǔ)償狀態(tài)，將給系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)極大的潛在危險(xiǎn)（諧振過(guò)電壓）；要保證中性點(diǎn)位移電壓不超過(guò)規(guī)程允許值，就要增大脫諧度，然而，脫諧度過(guò)大，將導(dǎo)致殘余接地電流太大(Ijd>10A)，又可能引起間歇性弧光接地過(guò)電壓。很難保證既使殘余接地電流Ijd<10A，又保證中性點(diǎn)位移電壓不超過(guò)規(guī)程允許值這兩個(gè)相互制約的條件。

      4）消弧線圈的調(diào)節(jié)范圍受到調(diào)節(jié)容量限制，調(diào)節(jié)容量與額定之比一般為1/2，如按終期要求選擇，工程初期系統(tǒng)電容電流小，消弧線圈的小補(bǔ)償電流偏大，可能投不上；如按工程初期的要求選擇，工程終期系統(tǒng)電容電流大，消弧線圈的大補(bǔ)償電流又偏小，也不能滿足合理補(bǔ)償?shù)囊蟆?/span>

      5）在運(yùn)行中，消弧線圈各分接頭的標(biāo)稱(chēng)電流和實(shí)際電流會(huì)出現(xiàn)較大誤差，運(yùn)行中就發(fā)生過(guò)由于實(shí)際電流與電流誤差較大而導(dǎo)致諧振的現(xiàn)象。 

      6）由于系統(tǒng)的運(yùn)行方式及系統(tǒng)電壓經(jīng)常變化，系統(tǒng)的電容電流經(jīng)常變化，跟蹤補(bǔ)償困難。目前的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置呈百花齊放的景象，實(shí)際運(yùn)行考驗(yàn)時(shí)間較短，運(yùn)行情況還不理想。而且價(jià)格高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)量大，不適應(yīng)無(wú)人值班變電站的要求。 

      7）由于上述原因，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地僅能降低弧光接地過(guò)電壓的概率，不能消除弧光接地過(guò)電壓，也不能降低弧光接地過(guò)電壓的幅值，弧光過(guò)電壓倍數(shù)也很高。 

      8）尋找單相接地故障線路困難，目前許多小電流接地選線方法的選線成功率還不理想，往往還要采用試?yán)ā?/span>

      9）采用試?yán)〞r(shí)，既造成非故障線路短時(shí)停電，又會(huì)引起操作過(guò)電壓。 

      10）系統(tǒng)諧振過(guò)電壓高，諧振過(guò)電壓持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)并波及全系統(tǒng)設(shè)備，常造成PT燒壞、或PT熔斷器熔斷。武高所和廣州在區(qū)莊變電站試驗(yàn)中測(cè)得1/2分頻諧振過(guò)電壓達(dá)2PU ，測(cè)得由合閘操作激發(fā)的3次高頻諧振過(guò)電壓達(dá)4PU，測(cè)得A相導(dǎo)線斷線并接地于負(fù)荷側(cè)時(shí)，諧振過(guò)電壓值為3.8PU。。

      11）電纜排管或電纜隧道內(nèi)的電纜發(fā)生單相接地時(shí)，不及時(shí)斷開(kāi)故障線路，可能引起火災(zāi)，上海某35KV系統(tǒng)電纜就發(fā)生過(guò)單相接地一小時(shí)后引起火災(zāi)，燒毀電纜隧道中40多條電纜的重大事故。 

      12）尋找故障線路時(shí)間較長(zhǎng)，在帶接地故障運(yùn)行期間，容易引起人身觸電事故。 

      13）單相接地時(shí)，非故障相電壓升高至線電壓或更高，在不能及時(shí)檢出故障點(diǎn)的情況下，無(wú)間隙金屬氧化物（MOA）避雷器長(zhǎng)時(shí)間在線電壓下運(yùn)行，容易損壞甚至爆炸。弧光接地過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓幅值高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，MOA由于動(dòng)作負(fù)載問(wèn)題，一般不要求WGMOA系統(tǒng)內(nèi)過(guò)電壓，不能有效利用MOA的優(yōu)良特性，不利于MOA在配電網(wǎng)的推廣使用。 　　

以電纜線路為主的配電網(wǎng)的特點(diǎn)：

      1）單位長(zhǎng)度的電纜線路的電容電流比架空線路電容電流大10幾倍，以電纜為主的城市電網(wǎng)對(duì)地電容電流很大。 

      2）電纜線路受外界環(huán)境條件（雷電、外力、樹(shù)木、大風(fēng)等）影響小，瞬時(shí)接地故障很少，接地故障一般都是性故障。 

      3）電纜線路發(fā)生接地故障時(shí)，接地電弧為封閉性電弧，電弧不易自行熄滅，如不及時(shí)跳閘，很容易造成相間短路，擴(kuò)大事故。 

      4）電纜為弱絕緣設(shè)備。例如，10kV交聯(lián)聚乙稀電纜的一分鐘工頻耐壓為28KV ，而一般10kV 配電設(shè)備的絕緣水平為42kV 。在消弧線圈接地系統(tǒng)中，由于查找故障點(diǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，電纜長(zhǎng)時(shí)間承受工頻或暫態(tài)過(guò)電壓作用，易發(fā)展成相間故障，造成一線或多線跳閘。 

      5）在電纜線路中，高頻振蕩電流幅值大衰減慢，高頻振蕩電流遠(yuǎn)大于工頻電流，在工頻電流過(guò)零時(shí)高頻振蕩電流仍然有很大的幅值，維持弧光燃燒取決于高頻振蕩電流衰減的快慢和工頻電流，消弧線圈不能補(bǔ)償高頻振蕩電流，又由于在電纜線路中消弧線圈補(bǔ)償后的殘流大，消弧線圈在電纜線路中不能消弧。 　　

PT諧振：

      （1）PT諧振 PT諧振對(duì)于yo/yo電磁式PT，在正常情況下線路發(fā)生單相接地不會(huì)出現(xiàn)鐵磁諧振過(guò)電壓，但在下列條件下，就可能引發(fā)鐵磁諧振。 

      1）對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障點(diǎn)流過(guò)電容電流，未接地的兩相相電壓升高3倍。但是，一旦接地故障點(diǎn)消除，非接地相在接地故障期間已充的線電壓電荷只能通過(guò)PT高壓線圈經(jīng)其自身的接地點(diǎn)流入大地，在這一瞬間電壓突變過(guò)程中，PT高壓線圈的非接地兩相的勵(lì)磁電流就要突然增大，甚至飽和，由此構(gòu)成相間串聯(lián)諧振。

       2）系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振。近年來(lái)，由于配電線路用戶PT、電子控制電焊機(jī)、調(diào)速電機(jī)等數(shù)量的增加，使得10kV配電系統(tǒng)的電氣參數(shù)發(fā)生了很大的變化，導(dǎo)致諧振的頻繁出現(xiàn)。在系統(tǒng)諧振時(shí)，PT將產(chǎn)生過(guò)電壓使電流激增，此時(shí)除了造成一次側(cè)熔斷器熔斷外，還將導(dǎo)致PT燒毀。個(gè)別情況下，還會(huì)引起避雷器、變壓器、斷路器的套管發(fā)生閃絡(luò)或爆炸。

       3）線路檢修，事先不向調(diào)度部門(mén)申請(qǐng)辦理停電手續(xù)，隨意帶負(fù)荷拉開(kāi)分支線路隔離刀閘或帶負(fù)荷拉開(kāi)配電變壓器的高壓跌落開(kāi)關(guān)，造成刀閘間弧光短路而引發(fā)諧振。

       4）當(dāng)配電變壓器內(nèi)部發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障電流將通過(guò)抗電能力強(qiáng)的絕緣油對(duì)地放電，也會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的電弧激發(fā)電網(wǎng)諧振。

       5）運(yùn)行人員送電操作程序不對(duì)，未拉開(kāi)PT高壓側(cè)刀閘就直接帶PT向空母線送電，引起PT鐵磁諧振。

2.1 高度集成：

      集保護(hù)、測(cè)量、控制、監(jiān)測(cè)、通訊、錄波、事件記錄等多種功能于一體。

2.2 弧光保護(hù)功能：

      搭配ARB5-S弧光傳感器，通過(guò)保護(hù)裝置之間的配合，可以方便實(shí)現(xiàn)弧光保護(hù)功能而不用增加其它任何成本，大大提升了產(chǎn)品性價(jià)比。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境光強(qiáng)，ARB5-S弧光傳感器動(dòng)作閾值可設(shè)，可根據(jù)不同場(chǎng)合設(shè)定不同動(dòng)作值。

2.3 擴(kuò)展功能：

      同一插槽位置可配置不同功能板件，很方便實(shí)現(xiàn)開(kāi)入、開(kāi)出等通道的擴(kuò)展。

2.4 通訊功能：

      采用獨(dú)立的ARM9通信處理器進(jìn)行通訊管理，可提供1路RS485、2路以太網(wǎng)通訊接口、1路打印RS232接口和1路IRIG-B碼對(duì)時(shí)接口；通訊協(xié)議支持IEC61850、modbus RTU、modbus TCP、IEC103，可實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控、保護(hù)定值設(shè)定及查詢、裝置工作狀態(tài)、SOE事件記錄、錄波數(shù)據(jù)等傳輸功能。

2.5 自檢功能：

      具備軟、硬件實(shí)時(shí)自檢、硬件配置自動(dòng)識(shí)別與報(bào)警功能、光纖回路鏈路狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和斷鏈報(bào)警功能。

2.6 可編程邏輯功能：

      各保護(hù)功能、繼電器、開(kāi)入量具有邏輯組態(tài)功能，用戶可以現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)需要來(lái)進(jìn)行設(shè)定：保護(hù)動(dòng)作出口和信號(hào)輸出可自由整定、開(kāi)入量可通過(guò)設(shè)定實(shí)現(xiàn)非電量保護(hù)功能和閉鎖保護(hù)功能。

2.7 友好人機(jī)界面：

      大屏幕圖形液晶顯示，動(dòng)態(tài)顯示一次系統(tǒng)圖、實(shí)時(shí)波形圖、故障錄波圖、各種電氣參數(shù)及保護(hù)信息，多語(yǔ)言菜單切換，操作快捷方便。

2.8 故障錄波功能：

      采用COMTRADE標(biāo)準(zhǔn)錄波格式，可記錄20個(gè)錄波報(bào)告，可將故障前、故障中、故障后的電流、電壓、斷路器狀態(tài)和保護(hù)信息完整真實(shí)記錄下來(lái)，為用戶進(jìn)行故障分析提供依據(jù)。

2.9 故障自動(dòng)推畫(huà)面功能：

      當(dāng)保護(hù)動(dòng)作或者有告警信息時(shí)，裝置自動(dòng)彈出畫(huà)面，提示用戶動(dòng)作或者告警的保護(hù)。

2.10 調(diào)試接口：

      裝置具有專(zhuān)門(mén)的以太網(wǎng)調(diào)試接口，通過(guò)配置軟件，可以就地和遠(yuǎn)方實(shí)現(xiàn)程序升級(jí)、定值設(shè)定、故障分析，提高了用戶的使用和維護(hù)方便性，提高了工作效率。

2.11 電磁兼容：

      裝置強(qiáng)弱電嚴(yán)格分開(kāi)，采取硬件、軟件抗干擾措施，裝置的抗干擾能力大大提高，對(duì)外電磁輻射滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.12 全封閉機(jī)箱：

      采用全封閉半層4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，機(jī)箱深度較小，既適合集中組屏安裝，也可開(kāi)關(guān)柜分散安裝；*機(jī)箱設(shè)計(jì)方便拼接。

03技術(shù)參數(shù)

04保護(hù)配置表

圖例：

05典型配置

5.1 同一配電房?jī)?nèi)柜體單排分布

5.1.1 配置要點(diǎn)

（1）AH1總進(jìn)線柜安裝ARB5-M主控單元；

（2）每面柜子母線室安裝ARB5-S弧光探頭，連線距離不超過(guò)20米。

5.1.2 動(dòng)作邏輯

（1）AH1電流+各母線弧光探頭判據(jù)；

（2）跳總進(jìn)線AH1斷路器。

5.2 同一配電房?jī)?nèi)柜體面對(duì)面分布

5.2.1 配置要點(diǎn)

（1）I段母線總進(jìn)線柜1AH1柜安裝ARB5-M主控單元；

（2）II段母線總進(jìn)線柜2AH1安裝ARB5-E擴(kuò)展單元，通過(guò)光纖連接至I段主控單元；

（3）每面柜子母線室配置弧光探頭；

I段母線探頭距主控單元連線距離不超過(guò)20米；

II段母線探頭距擴(kuò)展單元連線距離不超過(guò)20米。

5.2.2 動(dòng)作邏輯

（1）AH1總進(jìn)線電流+分段電流+I段母線弧光判據(jù)，跳1AH1+分段開(kāi)關(guān)；

（2）AH1總進(jìn)線電流+分段電流+II段母線弧光判據(jù)，跳2AH1+分段開(kāi)關(guān)。

5.3 弧光探頭ARB5-S

（1）弧光探頭的檢測(cè)范圍是一個(gè)角度為120°，半徑0.5m 的扇形區(qū)域，所以選擇探頭安裝點(diǎn)時(shí)應(yīng)充分考慮該要素，避免出現(xiàn)檢測(cè)盲區(qū)。

（2）B點(diǎn)是母線室散熱窗附近，在這個(gè)點(diǎn)位開(kāi)孔安裝弧光探頭，塑料光纖在柜頂引至C點(diǎn)進(jìn)入儀表室，再到達(dá)D點(diǎn)附近的經(jīng)開(kāi)關(guān)柜二次電纜穿線孔匯集至弧光保護(hù)（擴(kuò)展）單元。

（3）也可按圖中紅色標(biāo)注安裝探頭。

母線室弧光探頭安裝

06其他

（1）若需要對(duì)開(kāi)關(guān)柜斷路器室、電纜室都配置弧光探頭時(shí)，建議安裝位置如紅色色圈標(biāo)注；

（2）弧光保護(hù)跳閘出口和關(guān)聯(lián)的弧光探頭可靈活映射，配置保護(hù)方案。