数码消弧及PT柜（简称XHG）适用于3~35kV三相非直接接地电力系统中，用来对电网中出现的各种过电压进行限制，可提高电网运行的安全性和供电的可靠性。该装置可取代过去常用的消弧线圈及电压互感器柜。

一、产品用途

我国现有的运行规程规定，对3~35kV中性点非直接接地的电网，发生接地故障时，允许继续运行两小时，如经上级有关部门批准，还可以延长。但规程对于“单相接地故障”的概念未做明确界定，如单相接地故障为金属性接地，故障相电压降为零，其余两相的对地电压将升高至线电压UL，因而这类电网的电气设备如变压器、电压/电流互感器、断路器及电缆等的对地绝缘水平，都能满足长期承受线电压作用而不损坏的要求。但是，如果单相接地故障为弧光接地，则其过电压一般为3.15~3.5倍的相电压，在这样高的过电压持续作用下，势必造成固体绝缘的积累性损伤，在健全相形成绝缘的薄弱环节，进而发展为相间短路事故。

传统观念认为，3~35kV电网属于中压配电网，此类电网中内部过电压幅值不高，所以，危及电网绝缘安全的主要因素不是内部过电压，而是大气过电压，因而长期以来采取的过电压保护措施仅仅针对防止大气过电压，主要技术措施仅限于装设各种类型的避雷器，其保护值较高，对于内部过电压起不到限制作用。

随着电网的发展，架空线路逐步被固体绝缘的电缆线路所取代。由于固体绝缘击穿的积累效应，其内部过电压，特别是电网发生单相间歇性弧光接地时产生的弧光接地过电压及由此激发的铁磁谐振过电压，已成为这类电网安全运行的一大威胁。其中以单相弧光接地过电压最为严重。弧光接地过电压会使电压互感器发生饱和，激发铁磁谐振，导致电压互感器严重过载，造成熔断器熔断或互感器烧毁。由于弧光接地过电压持续时间长，能量极易超过避雷器的承受能力，导致避雷器爆炸。

目前国内大多采用消弧线圈补偿或自动跟踪补偿式消弧线圈接地方式解决弧光接地过电压问题，其优点是：

1.降低了故障点的残流，有利于接地电弧的熄灭；

2.避免了长时间燃弧而导致相间弧光短路。

3.对于金属性接地，系统可带故障运行两小时，减少了跨步电压差。

缺点是：

1.容易产生串联谐振过电压和虚幻接地现象；

2.放大了变压器高压侧到低压侧的传递过电压；

3.使小电流选线装置灵敏度降低甚至无法选线；

4.用电感电流去抵消电容电流时，对于弧光接地时的高频分量部分无法抵消，因而不能有效地限制弧光接地过电压。

国外采取中性点直接接地的方式，国内也有少数地区电网采取了经小电阻接地的方式。虽然抑制了弧光接地过电压，但牺牲了对用户供电的可靠性。这种系统在发生单相接地时，不论负荷是否重要，一律人为增加接地电流，使断路器跳闸，扩大了停电范围和时间。由于加大了故障电流，发生弧光接地时，会加剧故障点的烧毁。

数码消弧及PT柜（以下简称XHG）是上海尹瑞生产的新型消弧产品，该产品在系统发生弧光接地时，将弧光接地转化为金属性接地，彻底消除了弧光接地过电压 ，考虑到柜内具有电压互感器，因而该XHG还可作为PT柜，根据用户需要可增加了消谐、PT切换等PT柜的功能，另外，还可配备内置选线。上述功能使得XHG具备了消弧、消谐、PT切换及选线的作用，由于一机多能，节约了现场宝贵的空间。

二、产品特点

正常运行时微机控制器不断检测PT提供的电压信号，一旦系统发生PT断线、单相金属接地或单相弧光接地时，PT辅助绕组（开口三角）的电压立即由低电平转为高电平，微机控制器启动中断，并根据PT二次电压的变化，判断故障类型和相别。

如果是PT单相断线故障，则装置输出开关量接点信号；如果是单相金属性接地故障，则装置输出开关量接点信号，也可根据用户要求由微机控制器向真空接触器发出动作命令；如果是单相弧光接地故障，则微机控制器向真空接触器发出动作命令，真空接触器快速动作将不稳定的弧光接地转化为稳定的金属性接地；在上述故障发生时，装置输出开关量接点信号，同时可通过RS485接口与微机监控系统实现数据远传。

对于中性点不直接接地系统加装XHG后：

1.在发生弧光接地时，装置内故障相的真空接触器可在30ms内合闸，将弧光接地转化为金属性接地，不仅使故障点的电弧立即熄灭，同时也彻底消除了弧光接地过电压；

2.本装置的保护功能不受电网大小和运行方式的影响；

3.装置结构简单，安装方便，适用于供、用电企业的中性点不直接接地电网。

4.本装置具有较高的性价比，能取代消弧线圈及其配套设备、电压互感器柜及其保护装置以及小电流接地选线装置，节约现场的安装空间。

5.配有小电流选线的XHG，能够迅速准确查找出单相接地故障线路，对防止事故的进一步扩大，减轻运行维护人员的工作量有重要意义。

6.保护功能全，装置具有消弧、消谐、PT切换、及内部与外部各类过电压保护功能，还可加配内置小电流选线；

三、型号含义

XHG —□—□/ □   额定电流

额定电压

X：标准型

H：高原型

G：发电机出口型

数码消弧及PT柜

四、技术数据

额定电压(最高电压)（kV）：6(7.2)、10(12)、35(40.5)

额定电流（A）：50、63、80、100、125、160、200

额定频率（Hz）：50

额定开断电流： 63kA

控制器参数：  

电源电压：AC/DC 220V±10%

通讯接口：RS485或  RS232

通讯协议：MODBUS 

五、装置的一次原理接线图

装置的一次原理接线如图2所示。该图可作为本装置的图标，表示在电气一次系统接线图中。

图2

六、使用条件

1.环境温度：-10℃ ~ +60℃

2.大气压力：80 ~ 110 kPa

3.空气相对湿度：90%（25℃）、50%（40℃）

4.海拔高度：＜2000m，特殊情况可达4000m。

5.安装地点应具有防御风、雨、沙和防尘设施。

6.使用地点不得有爆炸危险的介质，周围介质中不得含有腐蚀和破坏绝缘的导电介质或气体，不允许环境充满蒸气及含有较严重霉菌存在。

七、结构、外形及安装尺寸

整套装置为固定式开关柜，外型尺寸可根据用户要求加工，6kV（或10kV）仿GZS1柜子结构如下图所示，对6kV、10kV的柜体，考虑今后用户检修方便，宽度一般不小于1000，对于35kV柜体，宽度一般不小于1800；深度和高度可以按照与其并柜的柜体尺寸来定。图3中尺寸为6kV、10kV的柜体推荐尺寸。

图3

1.微机控制器

微机控制器根据电压互感器提供的信号，判断故障类别（PT断线、金属接地、弧光接地）和相别，向控制室或上位机发出故障信号，当发生弧光接地时，在20ms之后向故障相真空接触器发出动作命令。

2.高压隔离开关

用来控制装置的投运和退出，在装置需要检修或调试时，与系统隔离并形成明显的断开点。

3.高压限流熔断器FU

在出现两相短路、由于装置内部故障或人员误接线等原因导致通过本装置两相接地短路时，可在1～2ms之内快速实现截流，并将装置退出，避免造成两相短路的后果。

4.电压互感器PT 

为系统中的保护及计量设备提供电压信号，为装置提供被保护系统的二次电压和辅助二次电压信号。若选用了我公司的专用PT，还可最大可能地避免铁磁谐振。

5.交流快速真空接触器

在接到微机控制器的动作命令后的10ms之内故障相完成合闸动作，使弧光接地故障快速转化为金属性接地。

6.三相组合式过电压保护器NRCS-V

将相对地和相与相之间的各种过电压限制在设备绝缘允许的较低的水平。

7.零序CT和接地电流表

在装置动作时，通过接地电流表可较准确地读出系统的接地电容电流。

八、附件1：数码消弧控制器使用说明

1.概述

数码消弧控制器是我公司针对智能综合过电压保护装置研制的一种智能型控制器。该产品采用的双核微处理器具有功能强大的改进型哈佛结构和数字信号处理器（Digital Signal Processor, DSP）计算功能，因此可以利用DSP高速、重复的数据处理能力实现傅立叶分析，通过对电压互感器PT的二次电压进行采集、判断，及时准确地对电网各种接地状态进行分析，并采取相应的动作，同时利用MCU的强大逻辑运算能力快速实现液晶显示，远程通信和数据保护等功能。

2.功能及特点

*模块化设计，结构紧凑，技术先进，高速DSP核处理器使运算实时性和动作准确性得以保证；

*实时监控系统状态，对出现的异常运行状态（弧光接地、金属接地、PT断线和熔丝熔断等）做出准确判断，并作出及时动作；

*工业标准的RS-485通讯接口，可以向上位机传送系统的运行状态；

*故障追忆功能，显示最近20次历史故障记录；

*具有良好的电磁兼容性，适合在强电磁干扰的复杂环境中应用；

*双硬件看门狗电路确保软件运行的可靠性；

*中文液晶显示，运行状态清晰，菜单式操作，方便易用。

3.装置正面效果图信号灯及按键说明：

*运行： 正常运行指示灯，闪烁频率1Hz;

*弧光： 弧光接地指示，按复位键熄灭；

*报警： 故障指示，系统正常运行后熄灭；

*↑↓±：菜单选择和参数调整按键；

*确认： 进入下级菜单和确认参数设定按键；

*取消： 返回上级菜单和取消参数设定按键；

*复位： 系统重新启动按键，同时复归真空接触器。

4.工作原理

消弧及过电压保护装置控制器是基于PT提供的电压信号而设计的产品。装置总体结构如下图所示：主要由微处理器板、按键显示板、信号输入板、信号输出板和电源板构成。

它是根据线路发生故障时，中性点对地绝缘的供电系统会出现零序电压，将零序电压作为启动信号开始计算，然后再根据发生故障时每相电压的情况进行逻辑分析计算，判定接地故障发生的相别及接地属性，再根据判定结果做出相应的处理。

使用环境

1.海拔高度：小于2000m，特殊情况下可达4000m；

2.工作环境温度：-10℃- 60℃；

3.空气相对湿度：90% (25℃)、50% (40℃)

4.使用地点不得有腐蚀性气体、蒸汽、导电尘埃，不得有爆炸性气体和破坏绝缘性气体；

5.安装地点具有防风、防雨和防尘设施。

装置端子接线图

1.端子A为装置电源板：

u A15~A16提供电源输入接口；

u A11~A13为接地端；

u A9~A10为接地报警端子，当金属接地或弧光接地时，闭合；

u A7~A8为失电报警端子，在DC220V电源消失后，闭合；

u A5~A6为断线报警端子，在PT断线时，闭合；

u A1~A4为扩展端子。

2.端子B为信号输出开关量板：

u B19~B20为开关量信号公共端子；

u B16为远端复位接口；

u B13~B15为三只高压限流熔断器是否熔断接口；

u B12为隔离开关辅助接点输入接口；

u B9~B11分别反映三只真空接触器是否合闸；

u B7~B8分闸信号输出端，在有信号时，可令已合闸某一相真空接触器分开（只有在永磁式真空接触器上使用）；

u B1~B6为合闸信号输出端，在有信号时，可令相应的真空接触器合闸。

3.端子C为信号输入板：

u C14~C16为PT二次三相主绕组输入端；

u C12~C13为PT二次三相主绕组中性点输入端；

u C8、C10为CT信号输入端；

u C7、C9为PT开口三角输入端；

u C4~C6为接地公共端；

u C3为485通讯接口地；

u C1~C2为485通讯接口，计算机可以通过此接口对消弧装置进行访问，微机控制器将给出应答信号，告诉计算机此刻消弧控制器的运行状态。

安装尺寸(mm)

深度：115mm