FD-800弧光保护系统在辽宁高速铁路通化地区普速外迁工程应用案例

在辽宁高速铁路通化地区普速外迁工程中，配电所母线室作为电气系统核心枢纽，其安全稳定运行直接关系到铁路运输的连续性与可靠性。为精准防范弧光故障引发的设备烧毁、人员伤亡等风险，法丁电力依据工程专属技术规范，打造了一套“精准监测-快速响应-智能联动”的高标准弧光保护方案，全方位筑牢电气安全防线。

本方案严格遵循GB/T2900系列（电工术语标准）、GB/T7261-2008（继电保护试验方法）、GB/T14598系列（量度继电器电磁兼容、安全要求）、GB/T17626系列（电磁兼容抗扰度试验）等多项国家强制及推荐标准，覆盖电气性能、环境适应性、安全防护等全维度要求。FD-800系列弧光保护装置均需要提供第三方权威测试报告，关键指标经严苛验证，确保完全满足工程技术规范。

一、方案核心依据

（方案图纸1）

（方案图纸2）

二、系统核心配置

（弧光保护装置FD-800）

2.过流判据实现：主控单元实时采集交流电流信号，当电流值超过整定值时，触发过流判据。

（一）法丁电力FD-800弧光保护系统采用“主控单元+分布式传感”架构，实现全区域无死角监测与快速响应：

1.弧光保护主控单元：

作为系统核心，安装于配电所控制室内，负责数据采集、逻辑判断、保护指令下发及状态显示。主控单元采用工业级硬件设计，具备抗电磁干扰、耐湿热等特性，可在复杂工况下稳定运行，支持多回路同时监测与并行处理。

2.FD-ST-UV弧光传感器：按“母线分段+柜内关键位置”原则部署，在高压柜电缆室，变压器区域，低压柜内部均配置独立传感器。弧光传感器选用紫外光检测，精准捕捉弧光故障发生时的光信号突变，实时将数据传输至主控单元，弧光响应时间≤1ms，确保故障信号无延迟上传。

3.FD-PW压力传感器：在高压柜电缆室和变压器室安装压力传感器，实时监测开关柜压差波动。当压力。实时将数据传输至主控单元，作为弧光保护逻辑辅助判据。

（二）技术参数精准匹配

1.直流电源：支持20V/110V额定电压，允许偏差-20%～+15%，纹波系数≤5%，适配铁路配电系统直流供电特性；

2.交流电源：220V额定电压，允许偏差- 20%～+20%，50Hz频率（允许偏差 ±1Hz），正弦波形畸变≤5%，兼容工频供电波动。

3.功率消耗：交流电流回路In=5A时每相≤1VA，In=1A 时每相≤0.5VA；电源回路正常工作时≤30W，低功耗设计减少能源损耗。

可见光光照度启动阀值：10Klux（±20%），可根据母线室光照环境精准整定，避免自然光或设备指示灯误触发；

紫外光辐射照度启动阀值：5mW/㎡，精准捕捉弧光故障特有的紫外线辐射，提升弧光识别率；

压力启动阀值：20kpa，适配不同容积开关柜的气压变化规律，确保弧光爆炸产生的气压波被快速捕捉；

交流采样电流：支持1A或5A额定值，测量范围=0-10In，频率50Hz，电流测量精度2.5%Ie，为过流判据提供可靠数据支撑。

三、功能亮点

（一）双判据弧光保护精准实现跳闸

采用“弧光信号+过流信号”双判据保护逻辑，双重验证确保保护动作精准可靠：

1.弧光判据实现：传感器实时监测光信号强度，当可见光或非可见光辐射照度达到整定门槛值时，触发弧光判据。

2.过流判据实现：主控单元实时采集交流电流信号，当电流值超过整定值时，触发过流判据。

（电流+弧光双判据）

3.联动逻辑：仅当弧光判据与过流判据同时满足时，系统才启动保护动作，避免单一判据因干扰信号误触发；在2倍电流整定值以上的严重故障场景下，动作时间≤10ms，快速切断故障回路，最大限度减少设备烧毁范围。

（二）断路器失灵保护多重逻辑保护设备安全

针对断路器故障拒动的极端情况，系统额外配置断路器失灵保护功能，确保故障彻底隔离。

功能实现：当主控单元下发跳闸指令后，持续监测故障回路电流是否下降至安全范围；若超过设定延时仍检测到故障电流，判定为断路器失灵，立即启动备用保护回路，通过其他关联断路器切断故障区域电源；

精度保障：电流整定误差 ±2.5%，延时≤300ms，确保失灵判断准确、备用动作及时，避免故障扩大。

（三）灵活可调配置，系统保护功能完善

阈值可调：电流、光强、气体压力阈值均支持现场手动或远程整定，适配不同区域的安装环境差异。

输出扩展：采用机械式继电器控制输出，配置不少于12路继电器输出接口，可灵活关联跳闸回路、报警装置、通风系统等，实现“故障切断+声光报警+环境联动”的一体化处置。

适配性强：交流采样电流支持1A/5A两种额定值切换，兼容工程不同规格电流互感器，无需额外改造即可适配现有电气设备。

（侧面端子定义图）

（四）智能监测与告警，运维高效便捷

中文可视化显示：主控单元配置高清中文显示屏，实时显示电流数值、传感器状态等关键数据；故障发生时，自动弹窗显示报警信息，精准标注故障位置，并记录故障发生时间，为运维人员提供完整故障溯源数据。

通讯联动：主机配置双通讯接口，含至少2路以太网接口，2路RS485通讯接口，可无缝接入工程综合自动化系统，实现保护数据、报警信息、设备状态的远程上传与集中监控；运维人员可通过后台系统远程查看实时数据、调整整定参数、导出故障记录，提升运维效率。

（五）强环境适应性，稳定运行无忧

系统各组件均经过严苛的环境适应性测试，可承受振动、冲击、电磁干扰、湿热等复杂工况考验。

抗电磁干扰：通过辐射电磁场、电快速瞬变脉冲群、静电放电等多项电磁兼容试验，在铁路沿线强电磁环境下无干扰、无误动作。

机械稳定性：经过振动（正弦）、冲击、碰撞试验，满足电气继电器机械性能要求，在设备运输、安装及运行过程中不易损坏。

宽温适应：可在- 20℃~60℃环境温度范围内正常工作，适配东北高寒地区冬季低温与夏季高温工况。

四、方案应用价值

本弧光保护方案已成功应用于沈阳至白河高速铁路通化地区普速外迁工程，通过“精准监测- 快速响应-智能联动”的全流程防护设计，有效解决了配电所母线室弧光故障响应慢、定位不准、易误动等行业痛点。方案不仅严格满足工程技术要求，更通过细化的配置设计与功能实现，为铁路配电系统提供了安全、可靠、高效的弧光防护解决方案，保障了高速铁路普速外迁工程的顺利推进，也为同类交通基础设施电气安全防护提供了可复制、可推广的实践案例。