ABB REA10_ 系列（REA101 / REA103 / REA105 / REA107）——弧光保护系统技术介绍

1. 产品定位与概览

REA10_（俗称 REA100 系列）为 ABB 面向中低压金属封闭开关设备的专用光学弧光（arc flash / arc fault）保护系统，其目的是在弧光初起阶段以光学信号（并辅以电流判据）实现超快速定位与发出跳闸命令，从而将弧光持续时间和能量降到最低，保护人员与设备安全。REA10_ 系列由主控单元 REA101 与若干扩展单元（REA103、REA105、REA107）组成，系统可单独使用 REA101，也可按需扩展覆盖大型母线或整站。(ABB图书馆)

2. 系列模块与功能分工（硬件组成）

REA101 — 主控/中央单元

• 中央逻辑处理、动作判据组合、跳闸输出与自检。
• 内建冗余与自监测（供电、光纤回路完整性、内部故障指示）。(ABB图书馆)

REA103 — 光纤（长纤）扩展单元

• 接入多路长纤型（loop）光纤传感器（沿线探测），用于沿母线或箱体长区段的连续布防，扩大覆盖面积。(ABB图书馆)

REA105 — 电流监督/联动单元

• 提供 CT 电流输入用于电流闭锁或作为二次判据，避免由外来强光或光纤故障引起的误跳。可按场景配置三相/两相+N 的电流判据。(ABB图书馆)

REA107 — 镜头/点式传感扩展单元

• REA107 为点式镜头（lens-type）传感扩展单元，每台 REA107 支持 8 个镜头型传感器输入以及若干状态/信号继电器，用于需要将保护区域细分为若干小区域、或需要点位高灵敏检测的场合（如断路器触头室、接线端子区等）。REA107 可把保护区划分更细，实现局部定位与快速隔离。(ABB图书馆)

3. 检测原理与判据逻辑

3.1 光学判据（主判据）

• 系统采用两类光传感器：长纤（loop fiber）光缆（沿线检测，灵敏度分布式）与镜头/点式（lens）传感器（定点、高灵敏）。长纤对沿线突发光强上升敏感，镜头适合在限定“高危点”精确定位。(ABB图书馆)

3.2 电流/二次判据（防误动）

• 可选的电流判据由 REA105 提供。常见判据为三相或两相+N 的过流门槛（I > Iset），可设定阈值与时间窗口。光判据与电流判据可依据工程策略并/或串联，用以抑制外部光源或检修时的误动作。(ABB图书馆)

3.3 判据组合示例（常见工程配置）

• 光 + 电流 必须同时满足 → 立即跳闸（用于中压、母线等需高可靠性的场景）
• 光 单独动作 → 跳闸（仅低压或内部环境可控柜体）
• 分区选择逻辑：镜头/光纤所属分区映射到不同输出/跳闸逻辑，实现局部选择性切除。(ABB图书馆)

4. 动作时间与切除能力（性能）

• REA 系列以光学检测作为先导，光学检测与内部逻辑响应可在毫秒级完成；ABB 技术资料指出系统能把“总故障清除时间”减少到最多 2.5 ms（光学判别） + 断路器动作时间（断路器动作通常为几十 ms，具体取决于断路器类型）。因此整套弧光切除可在数十毫秒内完成（工程常引用 40–70 ms 整体切除窗作为参考，取决于断路器与跳闸链路）。这一能力能够把弧光能量显著降低，减少开关柜爆炸与火灾风险。(电气零件手册库)

5. 接口、输出与通信

• 跳闸输出：多路无源/有源继电器输出，可直接驱动断路器跳闸线圈或与上位保护（如 RELION 系列）联动。(ABB 技术文档)
• 诊断输出：传感器故障、光纤断裂、内部故障指示与报警继电器。(ABB图书馆)
• 通信：部分文档与产品变型支持本地现场总线/串行协议（如 MODBUS / ABB 自有光链路/Optolink 或 LON），用于扩展单元通信与 SCADA 集成（以具体订货选型为准）。(ABB图书馆)

6. 传感器安装与工程实践细节（实操要点）

6.1 光纤（长纤）安装要点

• 布放位置靠近弧光可能产生的部位（触头、母排交叉处、断路器触头侧、电缆终端处）。
• 避免外来强光直照（若柜体存在检修口/照明需采取遮挡/光纤走位管保护）。
• 弯曲半径严格遵守光缆规格（通常 > 30 mm 或按厂商手册）。(ABB图书馆)

6.2 镜头型（REA107 所用）安装要点

• 镜头面向被监测点，通过短距离视场检测点火光。布置要考虑视场遮挡、绝缘结构以及可能的灰尘/污染，必要时采用防尘罩或定期清洁。(ABB图书馆)

6.3 接线与跳闸链路

• 建议设置直接快速跳闸路径：REA101 → 断路器跳闸线圈（优先）
• 若通过上级保护联动（如 REF615），应保证联动总时延最小化（REA 直接跳闸更短）。(ABB图书馆)

7. 调试、试验与维护流程（工程检查表）

调试前检查

• 供电电压、接地与防雷接地符合手册要求。(ABB图书馆)

功能测试（至少包含）

1. 光纤回路完整性测试（断纤/短路检测）。(ABB图书馆)
2. 传感器响应测试：使用光源模拟器或 LED 光脉冲发生器在不同位置点火/模拟进行响应测试，记录响应时间。(ABB图书馆)
3. 电流闭锁逻辑测试（若启用 REA105）：通过注入模拟电流或短路注入检查门槛与逻辑配合。(工业设备在线市场)
4. 跳闸链路闭环测试：REA101 发出跳闸 → 断路器跳闸线圈动作 → 断路器分闸。记录总耗时并与保护策略比对。(电气零件手册库)

定期维护

• 光纤/镜头清洁、功能自检日志检查、固件/参数备份、继电器寿命检查与更换周期。(ABB图书馆)

8. 典型工程方案示例（含 REA107）

示例 A：低压配电室（单柜）快速切除方案

• REA101（主控） + 若干长纤（REA103）环绕母线 + 可选 REA107 镜头对关键触头点位覆盖 + REA105 电流联动（可选）→ REA101 直接驱动断路器跳闸继电器（优先路径）。(ABB图书馆)

示例 B：母线分段与局部定位（大型开关站）

• 每个间隔布置 1 台 REA107（或若干镜头）检测点位；REA103 放置在母线沿线；多个 REA101 通过光/总线联动或层级化联锁实现分区选择性切除；控制室通过 MODBUS/Optolink 采集报警与事件记录。此方案在母线爆炸风险极高的场景中能实现快速局部隔离并显著降低二次扩大事故风险。(ABB图书馆)

9. 与传统保护的互补性与优势（工程决策视角）

• 传统电流速断/过流保护在低故障电流或某些接线柜内弧光情形下可能无法快速识别或定位；REA 系统通过光学前端补足这种短板，实现更短的切除时间与更细粒度的定位。(电气零件手册库)
• REA 可作为主/备弧光保护，与现有继电保护（如 REF、REX、RELION 系列）联合构建“光 + 电”混合保护体系，从而兼顾灵敏性与抗误动能力。(ABB 技术文档)

10. 选型与订货注意事项（工程清单）

1. 明确保护区域：母线/间隔/触头室/电缆室，决定镜头 vs 长纤 比例。(ABB图书馆)
2. 是否需要电流判据 → 若需要则选配 REA105。(工业设备在线市场)
3. 若需对若干点位精确定位 → 订购 REA107 镜头扩展单元（每单元 8 个镜头通道）。(ABB图书馆)
4. 确认跳闸链路优先级（直接跳闸或联动跳闸）；明确通信协议与 SCADA 接入需求。(ABB 技术文档)

11. 常见工程问答（FAQ）

• Q：为什么同时要用光和电流？
  A：光学判据极敏但可能受外部强光干扰；电流判据可作为闭锁/二次条件，二者结合能在保证灵敏性的同时降低误动作概率。(ABB图书馆)
• Q：REA107 能否替代 REA103？
  A：不能完全替代；REA103（长纤）适用于沿线连续检测，REA107（镜头）适用于点位高灵敏检测。工程上常二者结合以兼顾连贯覆盖与局部定位。(ABB图书馆)
• Q：动作速度能达到多少？
  A：光学探测与内部逻辑在毫秒级，厂方资料描述“光学判别最短可减少到 2.5 ms（加上断路器动作时间）”，工程整体切除常见在几十毫秒量级（视断路器与跳闸链路）。(电气零件手册库)

12. 结论（工程建议）

REA10_ 系列是成熟、工程化的弧光保护解决方案，适用于需要对开关柜内弧光快速检测并最小化事故能量的中低压场景。引入 REA107（镜头扩展）能在关键点位实现高精度检测与分区定位；与 REA103（长纤）与 REA105（电流联动）组合时，系统既能保证灵敏性也兼顾可靠性与抗误动。工程实施时建议：根据开关柜结构制定混合传感布局、优先保证跳闸直接路径，并在调试阶段做全面的光学及电流联动验证。(ABB图书馆)

📄 REA 系列产品手册（英文 PDF）

📄 REA 系列产品手册（中文 PDF）

📄 REA 系列型式试验报告（PDF）

参考资料（部分）

• ABB — REA 10_ Product Guide (REA10_pg_756449_ENb.pdf). (ABB图书馆)
• ABB — REA101 / REA103 / REA105 / REA107 Operator’s Manuals. (ABB图书馆)
• ABB Relays Online — REA arc protection 产品页。(relays.protection-control.abb)