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)生單相金屬接地時消弧裝置動作使金屬接地通過消弧裝置動作的真空接觸器直接接地，有利于母線保護動作、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)的安全運行。 正常運行時，消弧線圈中無電流通過。而當(dāng)電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時，中性點電位將上升到相電壓，這時流經(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，使故障電流得到補償，補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)。在正常運行狀態(tài)下，由于系統(tǒng)中性點的電壓是三相不對稱電壓，數(shù)值很小，所以通過消弧線圈的電流也很小，電弧可能自動熄滅。 

      一般采用過補償方式，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）的中性點與大地之間，構(gòu)成消弧線圈接地系統(tǒng)。正常運行時，消弧線圈中無電流通過。而當(dāng)電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時，中性點電位將上升到相電壓，這時流經(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，使故障電流得到補償，補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電壓。 

      長期以來，我國6～35KV(含66KV)的電網(wǎng)大多采用中性點不接地的運行方式。此類運行方式的電網(wǎng)在發(fā)生單相接地時，故障相對地電壓降為零，非故障相的對地電壓將升高到線電壓（UL），但系統(tǒng)的線電壓維持不變。因此國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定這類電網(wǎng)在發(fā)生單相接地故障后允許短時間（2小時）帶故障運行，所以大大提高了該類電網(wǎng)的供電的可靠性。現(xiàn)有的運行規(guī)程規(guī)定：“中性點非有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，允許運行兩小時"，但規(guī)程未對“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，其余兩健全相對地電壓升高至線電壓，這類電網(wǎng)的電氣設(shè)備在正常情況下都應(yīng)能承受這種過電壓而不損壞。但是，如果單相接地故障為弧光接地，則會在系統(tǒng)中產(chǎn)生高值達(dá)3.5倍相電壓的過電壓，這樣高的過電壓如果數(shù)小時作用于電網(wǎng)，勢必會造成電氣設(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)造成絕緣對地?fù)舸瑢l(fā)成相間短路的重大事故。

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

 1）弧光接地過電壓的危害

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

 2）造成接地點熱破壞及接地網(wǎng)電壓升高

      單相接地電容電流過大，使接地點熱效應(yīng)增大，對電纜等設(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)生單相接地時消弧線圈產(chǎn)生電感電流，該電感電流補償因單相接地而形成的電容電流，使得接地電流減小，同時使得故障相恢復(fù)電壓速度減小，治理電容電流過大所造成的危害。同時由于消弧線圈的嵌位作用，它可以有效的防止鐵磁諧振過電壓的發(fā)生概率。

      消弧線圈接地方式存在的一些問題：

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

      2）消弧線圈不能補償諧波電流，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)生弧光接地過電壓。

      3）對于電容電流很大的配電網(wǎng)，如果通過補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)的脫諧度過小，對由于三相電容不對稱引起的中性點位移電壓會產(chǎn)生較強的放大作用，使中性點電壓偏移超過規(guī)程允許值(<15%Un)，保護將發(fā)出接地故障信號。

      另外脫諧度太小，系統(tǒng)運行在接近諧振補償狀態(tài)，將給系統(tǒng)運行帶來極大的潛在危險（諧振過電壓）；要保證中性點位移電壓不超過規(guī)程允許值，就要增大脫諧度，然而，脫諧度過大，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電壓。很難保證既使殘余接地電流Ijd<10A，又保證中性點位移電壓不超過規(guī)程允許值這兩個相互制約的條件。

      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，消弧線圈的大補償電流又偏小，也不能滿足合理補償?shù)囊蟆?/span>

      5）在運行中，消弧線圈各分接頭的標(biāo)稱電流和實際電流會出現(xiàn)較大誤差，運行中就發(fā)生過由于實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，跟蹤補償困難。目前的自動跟蹤補償裝置呈百花齊放的景象，實際運行考驗時間較短，運行情況還不理想。而且價格高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護量大，不適應(yīng)無人值班變電站的要求。 

      7）由于上述原因，中性點經(jīng)消弧線圈接地僅能降低弧光接地過電壓的概率，不能消除弧光接地過電壓，也不能降低弧光接地過電壓的幅值，弧光過電壓倍數(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，既造成非故障線路短時停電，又會引起操作過電壓。 

      10）系統(tǒng)諧振過電壓高，諧振過電壓持續(xù)時間長并波及全系統(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)莊變電站試驗中測得1/2分頻諧振過電壓達(dá)2PU ，測得由合閘操作激發(fā)的3次高頻諧振過電壓達(dá)4PU，測得A相導(dǎo)線斷線并接地于負(fù)荷側(cè)時，諧振過電壓值為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，不及時斷開故障線路，可能引起火災(zāi)，上海某35KV系統(tǒng)電纜就發(fā)生過單相接地一小時后引起火災(zāi)，燒毀電纜隧道中40多條電纜的重大事故。 

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

      13）單相接地時，非故障相電壓升高至線電壓或更高，在不能及時檢出故障點的情況下，無間隙金屬氧化物（MOA）避雷器長時間在線電壓下運行，容易損壞甚至爆炸。弧光接地過電壓、諧振過電壓幅值高、持續(xù)時間長，MOA由于動作負(fù)載問題，一般不要求WGMOA系統(tǒng)內(nèi)過電壓，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：

      1）單位長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、樹木、大風(fēng)等）影響小，瞬時接地故障很少，接地故障一般都是性故障。 

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

      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，由于查找故障點時間較長，電纜長時間承受工頻或暫態(tài)過電壓作用，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，在工頻電流過零時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，消弧線圈不能補償高頻振蕩電流，又由于在電纜線路中消弧線圈補償后的殘流大，消弧線圈在電纜線路中不能消弧。 　　

PT諧振：

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

      1）對于中性點不接地系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，故障點流過電容電流，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PT高壓線圈經(jīng)其自身的接地點流入大地，在這一瞬間電壓突變過程中，PT高壓線圈的非接地兩相的勵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，由于配電線路用戶PT、電子控制電焊機、調(diào)速電機等數(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，PT將產(chǎn)生過電壓使電流激增，此時除了造成一次側(cè)熔斷器熔斷外，還將導(dǎo)致PT燒毀。個別情況下，還會引起避雷器、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)度部門申請辦理停電手續(xù)，隨意帶負(fù)荷拉開分支線路隔離刀閘或帶負(fù)荷拉開配電變壓器的高壓跌落開關(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，故障電流將通過抗電能力強的絕緣油對地放電，也會產(chǎn)生不穩(wěn)定的電弧激發(fā)電網(wǎng)諧振。

       5）運行人員送電操作程序不對，未拉開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、測量、控制、監(jiān)測、通訊、錄波、事件記錄等多種功能于一體。

2.2 弧光保護功能：

      搭配ARB5-S弧光傳感器，通過保護裝置之間的配合，可以方便實現(xiàn)弧光保護功能而不用增加其它任何成本，大大提升了產(chǎn)品性價比。實時監(jiān)測環(huán)境光強，ARB5-S弧光傳感器動作閾值可設(shè)，可根據(jù)不同場合設(shè)定不同動作值。

2.3 擴展功能：

      同一插槽位置可配置不同功能板件，很方便實現(xiàn)開入、開出等通道的擴展。

2.4 通訊功能：

      采用獨立的ARM9通信處理器進行通訊管理，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碼對時接口；通訊協(xié)議支持IEC61850、modbus RTU、modbus TCP、IEC103，可實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、保護定值設(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、硬件實時自檢、硬件配置自動識別與報警功能、光纖回路鏈路狀態(tài)實時監(jiān)測和斷鏈報警功能。

2.6 可編程邏輯功能：

      各保護功能、繼電器、開入量具有邏輯組態(tài)功能，用戶可以現(xiàn)場根據(jù)需要來進行設(shè)定：保護動作出口和信號輸出可自由整定、開入量可通過設(shè)定實現(xiàn)非電量保護功能和閉鎖保護功能。

2.7 友好人機界面：

      大屏幕圖形液晶顯示，動態(tài)顯示一次系統(tǒng)圖、實時波形圖、故障錄波圖、各種電氣參數(shù)及保護信息，多語言菜單切換，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個錄波報告，可將故障前、故障中、故障后的電流、電壓、斷路器狀態(tài)和保護信息完整真實記錄下來，為用戶進行故障分析提供依據(jù)。

2.9 故障自動推畫面功能：

      當(dāng)保護動作或者有告警信息時，裝置自動彈出畫面，提示用戶動作或者告警的保護。

2.10 調(diào)試接口：

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

2.11 電磁兼容：

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

2.12 全封閉機箱：

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

03技術(shù)參數(shù)

04保護配置表

圖例：

05典型配置

5.1 同一配電房內(nèi)柜體單排分布

5.1.1 配置要點

（1）AH1總進線柜安裝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20米。

5.1.2 動作邏輯

（1）AH1電流+各母線弧光探頭判據(jù)；

（2）跳總進線AH1斷路器。

5.2 同一配電房內(nèi)柜體面對面分布

5.2.1 配置要點

（1）I段母線總進線柜1AH1柜安裝ARB5-M主控單元；

（2）II段母線總進線柜2AH1安裝ARB5-E擴展單元，通過光纖連接至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20米；

II段母線探頭距擴展單元連線距離不超過20米。

5.2.2 動作邏輯

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

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

5.3 弧光探頭ARB5-S

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

（2）B點是母線室散熱窗附近，在這個點位開孔安裝弧光探頭，塑料光纖在柜頂引至C點進入儀表室，再到達(dá)D點附近的經(jīng)開關(guān)柜二次電纜穿線孔匯集至弧光保護（擴展）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）若需要對開關(guān)柜斷路器室、電纜室都配置弧光探頭時，建議安裝位置如紅色色圈標(biāo)注；

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