ARB6-A30是安科瑞電氣股份有限公司推出的ARB6系列集中式母線弧光保護(hù)裝置中的型號，支持30路弧光傳感器信號采集，專為0.4kV~35kV中低壓配電系統(tǒng)的電弧光保護(hù)而設(shè)計。

一、ARB6-A30弧光保護(hù)裝置產(chǎn)品簡介

1.1 產(chǎn)品定位

ARB6-A30屬于安科瑞ARB6系列集中式母線弧光保護(hù)裝置，是該系列中弧光傳感器采集通道最多的型號，支持多達(dá)30路弧光探頭信號接入。該裝置采用模塊化設(shè)計，內(nèi)部集成了電源模塊、CPU模塊、弧光采集模塊、模擬量采集模塊、開入開出模塊、通訊模塊、人機(jī)接口模塊等硬件電路，軟件配以專門的保護(hù)算法，抗干擾性能強(qiáng)，可靠性高，保護(hù)實現(xiàn)方式靈活。

作為中低壓配電系統(tǒng)電弧光保護(hù)的核心設(shè)備，ARB6-A30能夠?qū)崟r監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)的弧光信號，并結(jié)合電流或電壓判據(jù)，在毫秒級時間內(nèi)快速切除故障，最大限度地減少電弧光對設(shè)備和人員造成的傷害，有效保護(hù)開關(guān)柜、母線、變壓器等重要電氣設(shè)備。

1.2 型號含義

ARB6系列弧光保護(hù)裝置的型號命名規(guī)則如下：

•       ARB：產(chǎn)品名稱，弧光保護(hù)裝置（Arc Flash Protection Relay）

•       6：產(chǎn)品系列號

•       A30：裝置代號，表示可采集30路弧光探頭信號（同系列還有A6、A12、A18、A24等型號，分別對應(yīng)6路、12路、18路、24路弧光探頭信號采集）

完整型號還包含電源類型、電流輸入規(guī)格、以太網(wǎng)接口數(shù)量等后綴信息，例如：

•       電源類型：AC/DC 110V、AC/DC 220V、DC 48V/24V

•       電流輸入：1A、5A

•       以太網(wǎng)接口：1路、3路

二、ARB6-A30弧光保護(hù)裝置核心功能特點(diǎn)

2.1 高性能硬件平臺

裝置采用主頻為550MHz的高性能處理器，配備16位同步采樣A/D轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)每周波48點(diǎn)高速采樣與實時并行計算。在存儲資源方面，裝置配置了512K字節(jié)Flash、(192+4)K字節(jié)Sram，外置4M字節(jié)NorFlash和外置512K字節(jié)Sram，硬件資源充足，為復(fù)雜的保護(hù)算法和數(shù)據(jù)處理提供了可靠的硬件基礎(chǔ)，確保裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

2.2 保護(hù)功能

ARB6-A30適用于35kV及以下電壓等級的電力系統(tǒng)電弧光保護(hù)和自動控制功能，它的保護(hù)功能體系：

•       弧光保護(hù)：支持弧光單判據(jù)、弧光與電流雙判據(jù)、弧光與零序電壓雙判據(jù)三種保護(hù)模式，可根據(jù)現(xiàn)場需求靈活選擇

•       弧光故障點(diǎn)定位：能夠精確定位發(fā)生弧光故障的具體位置，便于快速排查和修復(fù)

•       弧光傳感器及光纖鏈路實時自檢：裝置可實時監(jiān)測弧光探頭和光纖鏈路的工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)傳感器故障或光纖斷鏈問題

•       失靈保護(hù)：當(dāng)斷路器拒動時，啟動失靈保護(hù)，進(jìn)一步擴(kuò)大跳閘范圍，確保故障可靠切除

•       CT斷線監(jiān)測：實時監(jiān)測電流互感器回路狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)CT斷線故障并發(fā)出告警

•       非電量保護(hù)：支持非電量保護(hù)功能，可接入溫度、壓力等非電量信號

•       裝置異常告警：裝置自身具備自檢功能，發(fā)現(xiàn)異常時及時發(fā)出告警信號

•       故障錄波：支持故障錄波功能，可記錄故障前后的波形數(shù)據(jù)，便于故障分析

2.3 豐富的接口資源

ARB6-A30裝置配備了豐富的接口資源，能夠滿足各種現(xiàn)場應(yīng)用需求：

•       模擬量采集：12路交流電流通道和3路交流電壓通道，可測量4組三相電流和3組零序電壓

•       開關(guān)量輸入：5路有源開關(guān)量輸入通道+1路裝置電源失電輸入通道

•       繼電器輸出：16路獨(dú)立無源開關(guān)量輸出通道，其中14路為常開接點(diǎn)、2路為常閉接點(diǎn)，包含4路快速繼電器出口，可滿足快速跳閘需求

•       串行通訊接口：2路RS485串行通訊接口，支持IEC60870-5-103、Modbus-RTU通訊規(guī)約

•       以太網(wǎng)接口：1路以太網(wǎng)接口（標(biāo)配），支持3路以太網(wǎng)接口（可選），支持TCP IEC60870-5-103、TCP Modbus-RTU規(guī)約

•       GPS對時接口：1路GPS對時接口，支持IRIG-B對時方式（RS485接口），確保裝置時間的精確性

•       USB接口：1個USB接口，可通過U盤升級裝置程序，也可導(dǎo)出裝置的定值、故障錄波數(shù)據(jù)，方便故障分析和維護(hù)

2.4 人性化設(shè)計

裝置采用全漢化大屏幕液晶顯示，人機(jī)界面清晰易懂，操作直觀便捷。靈活、舒適的按鈕設(shè)計配合菜單式操作邏輯，使得用戶能夠快速上手使用。保護(hù)功能的出口可通過跳閘矩陣進(jìn)行靈活設(shè)置，方便用戶根據(jù)實際需求選擇要動作的繼電器，滿足不同現(xiàn)場的跳閘邏輯要求。

2.5 透明化管理

ARB6-A30裝置具備透明化管理功能，能夠?qū)崟r記錄和展示裝置的運(yùn)行狀態(tài)：

•       實時記錄交流量、弧光量、開入量、開出量和所有保護(hù)模塊的狀態(tài)，便于運(yùn)行人員實時掌握裝置運(yùn)行情況

•       裝置記錄內(nèi)部各元件動作行為、動作時間等信息，可查看事件記錄不少于200條、系統(tǒng)記錄不少于500條、操作日志不少于2000條

•       支持故障錄波功能，可記錄16條故障錄波信息，每條錄波可觸發(fā)4段錄波，每個采樣點(diǎn)錄波至少包含46個模擬量、39個開關(guān)量波形

•       每段錄波可記錄故障前2個周波、故障后10個周波波形，共計15.36秒的錄波時長

•       錄波數(shù)據(jù)可在裝置上直接查看波形，也可通過U盤導(dǎo)出錄波文件，便于事后故障分析

2.6 高可靠性設(shè)計

ARB6-A30裝置采用高可靠性設(shè)計理念，確保在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行：

•       采用全圖形編程技術(shù)設(shè)計每個保護(hù)功能，有效提高程序的可靠性及正確性

•       軟硬件具有持續(xù)自檢功能，能夠及時發(fā)現(xiàn)裝置自身的異常狀態(tài)

•       抗干擾性能優(yōu)異，裝置通過多項電磁兼容檢測認(rèn)證

•       電快速瞬變脈沖群、靜電放電、浪涌抗干擾性能均達(dá)到IV級標(biāo)準(zhǔn)，能夠適應(yīng)惡劣的電磁環(huán)境

•       裝置采用工業(yè)級元器件設(shè)計，工作溫度范圍寬，適應(yīng)各種現(xiàn)場環(huán)境

三、技術(shù)參數(shù)

3.1 額定參數(shù)

工作電源

•       額定電壓：AC/DC 220V、AC/DC 110V、DC 48V或DC 24V可選

•       工作范圍：額定電壓×(1±20%)

•       功耗：≤15VA

額定電流

•       額定值：5A或1A可選

•       額定頻率：50Hz或60Hz

額定電壓

•       電壓測量范圍：0.1V~120V

•       零序電壓輸入：3路

弧光檢測

•       弧光探頭類型：可見光型、紫外光型可選

•       弧光動作門檻：可自由整定

3.2 硬件資源配置

弧光傳感器采集

•       ARB6-A30支持30路弧光傳感器信號采集，是ARB6系列中采集通道最多的型號

•       采用塑料光纖傳輸弧光信號，抗干擾能力強(qiáng)

•       支持弧光傳感器及光纖鏈路實時自檢功能

電流電壓采集

•       電流采集：4組三相電流，共12路電流通道

•       電壓采集：3路零序電壓，共3路電壓通道

•       采樣精度：16位同步采樣A/D，每周波48點(diǎn)高速采樣

開關(guān)量輸入輸出

•       開入量采集：5路有源開關(guān)量輸入+1路裝置電源失電輸入

•       繼電器輸出：14路常開出口（其中4路為高速出口）+2路常閉出口

•       快速繼電器動作時間短，滿足弧光保護(hù)快速跳閘的要求

處理器與存儲

•       主處理器：主頻550MHz

•       Flash：512K字節(jié)內(nèi)置+4M字節(jié)外置

•       SRAM：(192+4)K字節(jié)內(nèi)置+512K字節(jié)外置

3.3 保護(hù)功能參數(shù)

保護(hù)功能配置

•       弧光單判據(jù)保護(hù)：支持

•       弧光與電流雙判據(jù)保護(hù)：支持

•       弧光與零序電壓雙判據(jù)保護(hù)：支持

•       弧光監(jiān)測及故障點(diǎn)定位：支持

•       弧光探頭及光纖鏈路實時自檢：支持

•       失靈保護(hù)：支持

•       CT斷線監(jiān)測：支持

•       非電量保護(hù)：支持

•       裝置異常告警：支持

•       檢修狀態(tài)閉鎖：支持

•       故障錄波：支持

動作時間指標(biāo)

•       弧光單判據(jù)動作時間：≤3.8ms

•       弧光電流雙判據(jù)動作時間：≤7.8ms

•       快速繼電器出口動作時間：≤1ms

測量精度

•       電流元件：整定值容許誤差不大于±3%

•       電壓元件：整定值容許誤差不大于±3%

•       過流返回系數(shù)：0.95

•       過壓返回系數(shù)：0.95

•       頻率元件：整定值容許誤差不大于±0.02Hz

3.4 通訊功能

通訊接口

•       RS485接口：2路，支持Modbus-RTU、IEC60870-5-103規(guī)約

•       以太網(wǎng)接口：1路標(biāo)配，3路可選，支持TCP Modbus-RTU、TCP IEC60870-5-103規(guī)約

•       GPS對時接口：1路，支持IRIG-B對時方式（RS485接口）

•       USB接口：1個，支持程序升級、數(shù)據(jù)導(dǎo)出

通訊規(guī)約

•       Modbus-RTU：標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通訊規(guī)約，廣泛應(yīng)用于電力監(jiān)控系統(tǒng)

•       IEC60870-5-103：國際標(biāo)準(zhǔn)電力系統(tǒng)通訊規(guī)約，適用于繼電保護(hù)設(shè)備

•       IRIG-B：國際標(biāo)準(zhǔn)時間同步規(guī)約，用于裝置對時

系統(tǒng)集成

•       可與Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)配套使用

•       支持遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等四遙功能

•       可接入各種電力監(jiān)控系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)

四、工作原理

4.1 弧光保護(hù)基本原理

弧光保護(hù)的基本原理是通過檢測電力設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的電弧光信號來判斷是否發(fā)生故障。當(dāng)開關(guān)柜、母線等設(shè)備內(nèi)部發(fā)生短路故障時，會產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧光，弧光保護(hù)裝置通過安裝在設(shè)備內(nèi)部的弧光探頭實時檢測弧光信號，當(dāng)檢測到的弧光強(qiáng)度超過設(shè)定的動作門檻時，裝置迅速啟動保護(hù)動作，跳開相關(guān)斷路器，切除故障電源。

電弧光故障具有發(fā)展速度快、能量大、危害嚴(yán)重的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的過流保護(hù)動作時間較長，往往無法在電弧光造成嚴(yán)重危害之前切除故障。弧光保護(hù)裝置能夠在毫秒級時間內(nèi)檢測到弧光故障并快速跳閘，有效限制電弧能量的釋放，大大降低故障對設(shè)備和人員的傷害程度。

4.2 雙判據(jù)保護(hù)邏輯

ARB6-A30裝置支持多種保護(hù)判據(jù)模式，用戶可根據(jù)現(xiàn)場實際需求靈活選擇：

弧光單判據(jù)模式

•       僅以弧光信號作為保護(hù)動作的判據(jù)

•       當(dāng)弧光探頭檢測到的光強(qiáng)度超過設(shè)定的動作門檻時，裝置立即啟動保護(hù)動作

•       動作速度最快，適用于對保護(hù)速度有要求的場合

弧光與電流雙判據(jù)模式

•       同時檢測弧光信號和電流突變信號，兩者同時滿足條件時才啟動保護(hù)動作

•       弧光判據(jù)負(fù)責(zé)檢測故障的發(fā)生，電流判據(jù)用于確認(rèn)故障的真實性

•       有效防止因照明、焊接等非故障弧光引起的誤動作，提高保護(hù)的可靠性

•       是保護(hù)模式，兼顧了動作速度和可靠性

弧光與零序電壓雙判據(jù)模式

•       同時檢測弧光信號和零序電壓信號，兩者同時滿足條件時才啟動保護(hù)動作

•       適用于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的單相接地故障弧光保護(hù)

•       能夠有效區(qū)分故障弧光和正常操作產(chǎn)生的弧光

多組弧光保護(hù)邏輯可實現(xiàn)分區(qū)域選擇性跳閘，當(dāng)某一區(qū)域發(fā)生弧光故障時，只跳開該區(qū)域?qū)?yīng)的斷路器，縮小停電范圍，提高供電可靠性。

4.3 動作時間指標(biāo)

ARB6-A30弧光保護(hù)裝置具有極快的動作速度，能夠在毫秒級時間內(nèi)完成故障檢測和跳閘輸出，有效限制電弧能量的釋放：

•       弧光檢測時間：≤1ms，當(dāng)弧光強(qiáng)度超過動作門檻時，裝置可在1毫秒內(nèi)檢測到弧光信號

•       弧光單判據(jù)總動作時間：≤3.8ms，從弧光發(fā)生到繼電器出口動作的總時間不超過3.8毫秒

•       弧光電流雙判據(jù)總動作時間：≤7.8ms，從弧光和電流同時滿足條件到繼電器出口動作的總時間不超過7.8毫秒

•       快速繼電器動作時間：≤1ms，快速繼電器出口的動作時間極短，確保故障快速切除

與傳統(tǒng)的過流保護(hù)相比，弧光保護(hù)的動作時間縮短了80%以上，能夠在電弧光故障的早期階段就將故障切除，大大降低了故障對設(shè)備的損壞程度，同時也減少了對操作人員的安全威脅。

快速的故障切除還能夠有效防止故障擴(kuò)大，避免相鄰設(shè)備受到波及，縮小故障影響范圍，縮短停電時間，提高供電可靠性。

五、應(yīng)用場景

5.1 適用行業(yè)

ARB6系列弧光保護(hù)裝置操作便捷、資源豐富、穩(wěn)定可靠、維護(hù)方便，廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)領(lǐng)域：

•       電力行業(yè)：發(fā)電廠、變電站、配電站等電力設(shè)施的開關(guān)柜、母線保護(hù)

•       工業(yè)領(lǐng)域：鋼鐵、石化、冶金、化工等工業(yè)企業(yè)的配電系統(tǒng)保護(hù)

•       礦產(chǎn)行業(yè)：煤礦、金屬礦等礦山企業(yè)的井下和地面配電系統(tǒng)保護(hù)

•       新能源行業(yè)：光伏電站、風(fēng)電場、儲能電站等新能源設(shè)施的配電保護(hù)

•       交通行業(yè)：軌道交通、機(jī)場、港口等交通樞紐的配電系統(tǒng)保護(hù)

•       水利行業(yè)：水電站、水泵站等水利設(shè)施的電氣設(shè)備保護(hù)

•       建筑樓宇：大型商業(yè)建筑、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院等重要場所的配電保護(hù)

•       艦船領(lǐng)域：船舶、海上平臺等的電力系統(tǒng)保護(hù)

5.2 典型應(yīng)用場景

中低壓開關(guān)柜弧光保護(hù)

•       適用于0.4kV~35kV電壓等級的中低壓開關(guān)柜

•       可在開關(guān)柜的母線室、斷路器室、電纜室等位置安裝弧光探頭

•       實現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)部弧光故障的快速檢測和切除

•       有效保護(hù)開關(guān)柜內(nèi)的斷路器、母線、電纜頭等設(shè)備

母線弧光保護(hù)

•       中高壓母線弧光保護(hù)：保護(hù)中壓系統(tǒng)的母線設(shè)備

•       低壓母線弧光保護(hù)：保護(hù)低壓系統(tǒng)的母線設(shè)備

•       每段母線配置一套弧光保護(hù)系統(tǒng)，實現(xiàn)分區(qū)域保護(hù)

•       支持故障點(diǎn)定位功能，快速定位故障位置

變壓器保護(hù)

•       可用于變壓器低壓側(cè)開關(guān)柜的弧光保護(hù)

•       配合變壓器差動保護(hù)、過流保護(hù)，構(gòu)建立體化保護(hù)體系

•       有效防止變壓器因低壓側(cè)弧光故障而受到損壞

新能源場站保護(hù)

•       光伏電站、風(fēng)電場的集電系統(tǒng)開關(guān)柜保護(hù)

•       儲能電站的PCS柜、電池柜等設(shè)備的弧光保護(hù)

•       新能源場站箱變、升壓站的開關(guān)柜保護(hù)

六、配套產(chǎn)品

6.1 弧光探頭

ARB6系列弧光保護(hù)裝置由弧光保護(hù)主機(jī)、弧光探頭及塑料光纖組成，其中弧光探頭是檢測弧光信號的核心傳感器件。

ARB-S系列弧光探頭

•       產(chǎn)品型號：ARB-S0（可見光型）、ARB-S1（紫外光型）

•       ARB-S0：可見光型弧光探頭，采用可見光檢測原理

•       ARB-S1：紫外光型弧光探頭，采用紫外光檢測原理，抗干擾能力更強(qiáng)

•       探頭采用330°大角度光敏元件，覆蓋面積廣

•       無源設(shè)計，無需外接電源，可靠性高

•       采用塑料光纖傳輸信號，抗電磁干擾能力強(qiáng)

•       安裝方便，可直接安裝在開關(guān)柜內(nèi)部

塑料光纖

•       用于連接弧光探頭和保護(hù)主機(jī)

•       傳輸弧光信號，抗電磁干擾能力強(qiáng)

•       長度可根據(jù)現(xiàn)場需求定制

•       安裝敷設(shè)方便，適合開關(guān)柜內(nèi)布線

6.2 系統(tǒng)配套方案

Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)配套

•       ARB6-A30弧光保護(hù)裝置可與Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)配套使用

•       通過RS485或以太網(wǎng)接口將裝置數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控系統(tǒng)

•       實現(xiàn)弧光保護(hù)裝置的遠(yuǎn)程監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置、故障告警等功能

•       監(jiān)控系統(tǒng)可集中管理多臺弧光保護(hù)裝置，實現(xiàn)全站統(tǒng)一監(jiān)控

系統(tǒng)架構(gòu)

•       主控單元：ARB6弧光保護(hù)裝置，負(fù)責(zé)采集信號、邏輯判斷、跳閘出口

•       檢測單元：ARB-S弧光探頭，負(fù)責(zé)檢測弧光信號

•       傳輸介質(zhì)：塑料光纖，負(fù)責(zé)傳輸弧光信號

•       監(jiān)控層：電力監(jiān)控系統(tǒng)，負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理

配置方案

•       每段母線配置一套ARB6弧光保護(hù)系統(tǒng)

•       根據(jù)開關(guān)柜數(shù)量和保護(hù)區(qū)域大小選擇合適的型號（A6/A12/A18/A24/A30）

•       ARB6-A30適用于開關(guān)柜數(shù)量較多、保護(hù)區(qū)域較大的場合

•       弧光探頭根據(jù)需要安裝在母線室、斷路器室、電纜室等位置

選型建議

•       根據(jù)需要保護(hù)的區(qū)域大小和開關(guān)柜數(shù)量選擇弧光探頭數(shù)量

•       根據(jù)現(xiàn)場電源情況選擇裝置電源規(guī)格（AC/DC 220V、110V等）

•       根據(jù)系統(tǒng)CT變比選擇電流輸入規(guī)格（5A或1A）

•       根據(jù)通訊需求選擇以太網(wǎng)接口數(shù)量