安科瑞ARB5电弧光保护在大型电源集群、充电堆中的应用

安科瑞徐赟杰

大型电源集群

‌‌充电堆是一种大型电源集群，专门设计用于满足大规模充电需求，如大型停车场或企业，能够同时为多辆电动车提供服务，旨在高效利用电源模块并合理分配充电功率‌。‌

组成结构

充电堆由多个充电模块组成，这些模块可以同时为多辆电动车提供充电服务。它通常包括‌能量单元、充电控制器等组成部分，通过智能调度系统实现多模块协同工作，提高充电效率和设备利用率。

工作原理

充电堆能够将交流电转换为直流电，满足不同车型的充电需求。它通过智能调度系统实现多模块协同工作，确保电源模块的高效利用和充电功率的合理分配。

应用场景

充电堆主要应用于大规模充电需求场所，如大型停车场、企业等，能够同时为多辆电动车提供服务，提高充电效率和设备利用率。

一、电弧光的产生及危害

电弧光是在一定条件下，空气中的正负离子被电场加速并与其他空气分子碰撞产生新的离子，导致空气电离和温度急剧上升的现象。在电池堆中，由于电池单元之间的连接不良、绝缘层破损或操作不当等原因，都可能产生电弧光。

电弧光对电池堆的危害主要表现在以下几个方面：

1. 设备损坏：电弧光产生的高温会导致电池堆中的金属部件熔毁，绝缘层着火，从而造成设备损坏。
2. 火灾风险：电弧光放电产生的高温可能引发火灾，给人员和财产带来巨大威胁。
3. 人员伤害：电弧光放电时产生的弧光、高温和有毒烟气会对人员造成烧伤、呼吸系统损伤和眼睛刺伤等伤害。

二、弧光保护的原理及作用

弧光保护系统通过检测电弧光信号和电流增量信号，对电池堆进行实时监测和保护。当检测到电弧光或电流异常时，系统会立即发出跳闸指令，切断故障电路，从而防止故障进一步扩大。

弧光保护的原理主要包括以下几个方面：

1. 弧光检测：通过弧光传感器检测电池堆中的电弧光信号，并将其传输给弧光采集单元。
2. 电流监测：通过电流互感器监测电池堆中的电流变化，判断是否存在过流现象。
3. 信号处理：弧光采集单元和电流互感器将采集到的信号传输给主控单元，主控单元对信号进行细致的处理与判断。
4. 跳闸保护：当满足跳闸条件时，主控单元会立即发出跳闸指令，切断故障电路。

弧光保护系统的作用主要体现在以下几个方面：

1. 快速切除故障：弧光保护系统能够在短时间内切除故障电路，防止故障进一步扩大。
2. 提高安全性：通过实时监测和保护，弧光保护系统能够显著提高电池堆的安全性。
3. 降低损失：及时切除故障电路能够减少设备损坏和火灾风险，从而降低损失。

三、弧光保护在电池堆场景的应用案例

以某新能源电池堆为例，该电池堆采用了弧光保护系统。在运行过程中，弧光保护系统实时监测电池堆中的电弧光信号和电流变化。一次，由于电池单元之间的连接不良，产生了电弧光故障。弧光保护系统立即检测到该故障，并发出跳闸指令，切断了故障电路。由于故障被及时切除，电池堆未受到严重损坏，也未引发火灾和人员伤亡。

该案例充分展示了弧光保护系统在电池堆场景中的重要作用。通过实时监测和保护，弧光保护系统能够及时发现并切除故障电路，防止故障进一步扩大，保障电池堆的安全稳定运行。

四、产品基本概述

ARB5 系列弧光保护解决方案，其主要器件有 ARB5-M 主控单元、ARB5-E 扩展单元、ARB5-S 弧光探头、塑料光纤和尾纤。

五、结论

随着新能源技术的不断发展，电池堆在电力系统中的应用越来越广泛。然而，电池堆在运行过程中可能会遇到各种故障，其中电弧光故障是一种常见且危害严重的故障。因此，弧光保护在电池堆场景的应用显得尤为重要。通过实时监测和保护，弧光保护系统能够及时发现并切除故障电路，提高电池堆的安全性和稳定性。未来，随着技术的不断进步，弧光保护系统将在电池堆场景中发挥更加重要的作用。