封閉式低壓成套開關(guān)柜內(nèi)部引弧試驗(yàn)及防護(hù)措施

摘 要隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，作為電力系統(tǒng)重要組成部分的成套開關(guān)設(shè)備需求量非常大。在這當(dāng)中，封閉式低壓成套開關(guān)柜作為分配電能的重要設(shè)備，在成套開關(guān)設(shè)備中數(shù)量最多，并且得到了廣泛的應(yīng)用。其質(zhì)量好壞，對(duì)于人們的生活以及工作等會(huì)造成直接的影響，尤其是設(shè)備內(nèi)部的燃弧故障，不但會(huì)對(duì)設(shè)備的安全可靠性產(chǎn)生影響，而且會(huì)對(duì)運(yùn)行以及維護(hù)人員和周邊區(qū)域的人員安全有著很重要的影響。因此，本文主要就對(duì)封閉式低壓成套開關(guān)柜內(nèi)部引弧試驗(yàn)及防護(hù)措施進(jìn)行分析和探討。

【關(guān)鍵詞】低壓成套開關(guān)柜 內(nèi)部引弧 防護(hù)措施

1 內(nèi)部故障電弧的產(chǎn)生與危害

內(nèi)部故障電弧的產(chǎn)生主要可以分為四個(gè)階段，分別為壓縮、膨脹、排放、熱效應(yīng)，對(duì)于電弧能量其大小主要是由系統(tǒng)短路容量所決定。電弧在點(diǎn)燃之后會(huì)產(chǎn)生很大的爆炸沖擊力以及高溫，因此電弧周邊的壓力在電弧產(chǎn)生之后的十毫秒能夠達(dá)到最大值，周邊的溫度也能夠在五毫秒后實(shí)現(xiàn)最大值。對(duì)于封閉成套開關(guān)設(shè)計(jì)其若是產(chǎn)生電弧，其中采用減壓裝置對(duì)高溫氣體若不能放出，就會(huì)造成外殼破裂，將一些有毒殘留物和熾熱的顆粒物吹散到開關(guān)設(shè)備的周邊，這樣就會(huì)造成其周邊的人員產(chǎn)生人身傷亡。

2 封閉式低壓成套開關(guān)柜內(nèi)部引弧試驗(yàn)相關(guān)分析

2.1 設(shè)備防護(hù)裝置

開關(guān)柜為了實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備防護(hù)的目的，就需要在對(duì)人身防護(hù)的基礎(chǔ)上確保引弧區(qū)域的電弧在傳播中對(duì)其他區(qū)域不產(chǎn)生影響，對(duì)于引弧區(qū)域當(dāng)中的元件產(chǎn)生損壞是可以允許的。

2.2 引弧點(diǎn)的選用

對(duì)于引弧點(diǎn)，其主要有出線功能單元的負(fù)荷側(cè)、電源側(cè)和沿著分支母線和主母線、進(jìn)線功能單元的負(fù)荷側(cè)和電源側(cè)。在這當(dāng)中，通常會(huì)選取至少一個(gè)點(diǎn)實(shí)施引弧試驗(yàn)，并且，在這當(dāng)中需要選擇間距比較大的點(diǎn)作為引弧點(diǎn)，使得其產(chǎn)生的電弧長(zhǎng)度比較長(zhǎng)以及能量比較大。

2.3 燃弧持續(xù)時(shí)間

電弧在燃弧中的持續(xù)時(shí)間通常根據(jù)主回路保護(hù)器件之間動(dòng)作間距時(shí)間有效選擇，一般所持續(xù)的時(shí)間都是在0.1～0.5s。通常，大部分開關(guān)柜的引弧試驗(yàn)其自身的持續(xù)時(shí)間都需要按照0.3s來(lái)選擇。

2.4 試驗(yàn)

若是在第一次引燃試驗(yàn)當(dāng)中，在整個(gè)試驗(yàn)過程中電弧往往維持時(shí)間不到一半就熄滅，并且也不會(huì)再次引燃，這就需要在同一個(gè)引燃點(diǎn)繼續(xù)該試驗(yàn)，若是還是沒有達(dá)到相應(yīng)的持續(xù)時(shí)間，這就可以不需要進(jìn)行繼續(xù)試驗(yàn)。對(duì)于同一個(gè)引燃點(diǎn)最多能夠?qū)嵤﹥纱我荚囼?yàn)，并且在第二次試驗(yàn)之前需要保證開關(guān)柜沒有損壞，并且不能人為對(duì)其實(shí)施修福，但是，相對(duì)同一個(gè)開關(guān)柜實(shí)施多次試驗(yàn)時(shí)需要在新的試驗(yàn)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)前需要對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行修復(fù)，以此來(lái)保證在新的引燃試驗(yàn)錢開關(guān)柜是處于完好的狀態(tài)。

3 開關(guān)柜內(nèi)部燃弧防護(hù)措施

3.1 預(yù)防性措施

（1）需要根據(jù)開關(guān)柜的安裝分類以及應(yīng)用環(huán)境，來(lái)選擇性能良好的絕緣支撐件和導(dǎo)線以及元件等，加強(qiáng)設(shè)備內(nèi)部的主回路的空氣凈距以及爬電距離。

（2）主回路元器件的主要接線段子需要應(yīng)用絕緣隔板將其分隔，對(duì)于裸露的母線在其之上進(jìn)行熱縮套管的套用，母線之間所連接的部位需要應(yīng)用絕緣套將其包住，同時(shí)對(duì)母線需要使其處于金屬或者絕緣封罩當(dāng)中。

（3）按照開關(guān)柜實(shí)際的應(yīng)用條件。對(duì)其防護(hù)等級(jí)以及通風(fēng)條件實(shí)施合理設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)電氣回路的容量裕度加強(qiáng)重視，防止開關(guān)柜長(zhǎng)時(shí)間的在滿負(fù)荷或者超負(fù)荷的狀態(tài)，確保溫度不大于規(guī)定值，避免絕緣件產(chǎn)生老化或者被擊穿。

（4）因?yàn)椴僮魇д`或者被雷擊造成線路當(dāng)中產(chǎn)生很大的電壓，這樣就會(huì)使得絕緣件被擊穿而放電，以至于造成短路而出現(xiàn)電弧，這就需要在可能會(huì)產(chǎn)生過電壓的地方進(jìn)行電壓抑制裝置的設(shè)置。

（5）對(duì)電氣以及機(jī)械閉鎖措施進(jìn)行合理的設(shè)置，避免由于誤操作而導(dǎo)致內(nèi)部的故障，尤其是避免帶負(fù)荷抽出或插入抽屜單元。

3.2 保護(hù)性措施

3.2.1 主動(dòng)防護(hù)措施

在試驗(yàn)柜體的設(shè)計(jì)中需要應(yīng)用故障電弧進(jìn)行來(lái)防護(hù)，避免出現(xiàn)電弧。

（1）采用隔板實(shí)施隔離，比如，開關(guān)設(shè)備可以分隔為母線以及功能單元和儀表等，各個(gè)功能區(qū)間的分隔就可以將電弧產(chǎn)生的可能性降低。

（2）避免電弧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生，比如，對(duì)母線之間的連接件以及引出端子等元器件需要應(yīng)用絕緣材料進(jìn)行包住。

（3）應(yīng)用相應(yīng)的比漏電指數(shù)（ CTI 值） 比較高的絕緣性材料。

（4）強(qiáng)化螺栓連接件之間的接觸壓力，按照相關(guān)規(guī)定確保螺栓連接之間的轉(zhuǎn)角以及轉(zhuǎn)矩能夠合格，以此來(lái)防止由于導(dǎo)體之間的接觸不是很好造成電弧產(chǎn)生。

3.2.2 被動(dòng)防護(hù)措施

（1）對(duì)由于電弧造成的短路電流強(qiáng)度和所自身持續(xù)的時(shí)間進(jìn)行限制，來(lái)對(duì)災(zāi)害的程度進(jìn)行降低，這主要在供電設(shè)計(jì)中加強(qiáng)重要，并且也可以采用限流斷路器或者熔斷器對(duì)電流強(qiáng)度進(jìn)行限制，還有采用相應(yīng)的防護(hù)裝置對(duì)電弧的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行限制，以此來(lái)最大化的將電弧的負(fù)面效應(yīng)進(jìn)行有效限制。

（2）在樣柜的設(shè)計(jì)中需要加強(qiáng)對(duì)人身安全防護(hù)的重視，為了避免成套開關(guān)設(shè)備所出現(xiàn)的電弧對(duì)于周邊人群產(chǎn)生傷害，就需要采用相應(yīng)的措施進(jìn)行阻止，這都是人身防護(hù)。開關(guān)柜當(dāng)中產(chǎn)生的電弧故障中壓力突然增大，隔室周邊都需要承受更大的壓力。在斷路器周邊產(chǎn)生的內(nèi)部電弧故障時(shí)往往會(huì)對(duì)柜體的前后側(cè)板以及繼電器隔板等產(chǎn)生影響，若是電纜室當(dāng)中產(chǎn)生燃弧故障時(shí)會(huì)對(duì)柜體部件為后左右側(cè)板、前側(cè)隔板、柜體后門等產(chǎn)生影響，若是主母線室產(chǎn)生這種故障時(shí)會(huì)對(duì)柜體部件為后左右側(cè)板以及前側(cè)隔板和泄壓通道蓋板等產(chǎn)生影響。在這當(dāng)中相應(yīng)的開關(guān)柜就需要按照對(duì)其所產(chǎn)生影響的對(duì)象實(shí)施有針對(duì)性的對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)化，以此來(lái)有效預(yù)防。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，在應(yīng)用當(dāng)中需要按照開關(guān)柜的應(yīng)用環(huán)境以及主接線方式和應(yīng)用規(guī)模對(duì)防護(hù)措施有效應(yīng)用，但是，為了能夠?qū)㈤_關(guān)柜內(nèi)部燃弧所產(chǎn)生的故障消除，還有對(duì)電弧所產(chǎn)生的人身傷害降低，不但需要對(duì)開關(guān)柜合理防護(hù)，還需要加強(qiáng)對(duì)人員的有效培訓(xùn)，同時(shí)在此基礎(chǔ)傷害做好相關(guān)的維護(hù)措施，這樣才能夠保證設(shè)備安全以及穩(wěn)定有效運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

羅華，大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為海南金盤電氣有限公司中級(jí)電氣工程師。專業(yè)為電氣工程及其自動(dòng)化。

作者單位

海南金盤電氣有限公司 海南省?？谑?570100endprint