1充气柜内部电弧故障

因为设备的本身缺陷或失常的环境或恶劣的工作条件导致绝缘功能下降,也许因工作人员的误操作等原因,有或许构成柜体内气体空隙击穿而导致引起内部弧故障,或许会构成以下事端:

使电弧故障范围变大并灵敏分散。电弧使质量很轻的等离子体,在点动力和内部高温的效果下,可在柜体内部产生高速移动,弧根可沿着导体跳动或转移,因此很简单构成事端扩大化,最严峻的情况可使一组并排的充气柜设备完全焚烧,构成大面积断电。

损坏性大。电弧使功率大,温度高(大气中的电弧可达10000~20000°C),其损坏力很强,任何气体和固体材料都无法饱受电弧的灼烧。在这种温度情况下,电弧碰到金属,金属将会消融,蒸腾,零件外表会产生严峻变形和危害;电弧碰到绝缘材料绝缘材料则会气化,并分解出有毒和腐蚀性气体,次之绝缘件也会受到严峻的危害,然后构成损坏。

危及人员安全。在高温、高功率的电弧效果下,会使柜体内部的空间气体温度在短时间内会忽然上升,使金属材料,绝缘材料气化,柜体内部压力的忽然上升会对空间内的隔板﹑盖板、门板、观察窗和连接件等产生变形,损坏或是零部件向外部飞出,严峻情况下会因柜体饭金的健壮缺乏使充气柜产生爆炸危及人员安全。

2充气柜内的压力进程

在柜体内部呈现电弧故障往后,电弧能量将灵敏传递给周围的气体,导致柜体内的气压上升。如过空气中的压强超过泄压设备规划的开释压力,泄压设备将会灵敏翻开,气体将从泄压设备通道开释,进入到柜体外部,使柜体内部压强下降,下降压力。

内部故障产生的损坏力与电弧产生的间隔容积,电弧电压,持续的时间,短路电流大小有关。在电弧产生后,柜体内的压力进程如图1所示,压力进程可以分为四个物理阶段如图1。

紧缩阶段。0~t1时间内,柜体内部产生电弧到泄压设备通道口排出。设在t=0时柜体内部呈现健壮功率电弧,故障室内的压力上升很快。内部故障电流越大,电弧电压越高,隔内体积越小,则压力上升越快。直到排气口翻开,这一阶段才结束,持续的时间大约为5~10ms。

膨胀阶段。t1~t2时间内排气口从初步到完全翻开,当柜体内的压强上升到一定值后,压力开释设备的排气口将会翻开,隔室内的气体通过开释设备的排气口开释,使压力上升改动,见小r豫主平,这与压力开释设备的排气口的标准,结构和质量有关,这段时间持续大约为5~10ms。

开释阶段。t2~t3时间内,开释设备的排气口完全翻开后到电话停息。这一阶段的持续时间与继电保护设备和断路器的初步时间有关。时间短的只要几十到上百毫秒,长得可达1s。

电弧停息往后。>t3时间内为压力开释后电弧停息后的情况,处于稳定情况。

从图可知,t1时间对充气柜的危险最大,此时间柜体内的气体被紧缩,温度和压强急剧升高,泄压设备初步动作时损坏最大,因此充气柜应以此时间冲击为规划准则,能承受主次时间的压强。

3充气柜结构强度优化规划

当内部电弧故障产生时,不同间隔内的压强和问题随时间改动是不同的,断路器压强最大;电缆室次之,母线室最小。本论文选用的模型断路器和母线在同一间隔内,其压强最大,电缆室产生的电弧方向难以确定,因此电缆室和气室为剖析的要点。

3.1电缆室的规划电缆室的泄压板外形为95mmx155mm,由四块组成并用四个M6的自攻钉设备固定,因此面积为589cm2。电缆室前挂门由12个不锈钢的挂钩进行固定,每个挂钩的截面为0.435cm2,不锈钢的抗拉强度为520MPa,可以承受力为2.71×10'N,即185MPa,因此可以承受电缆室电弧产生的压强。为了避免电弧从前面蹿出,下前门由三层板组成,在规划下部单元时,左右侧选用多层隔板以避免电弧击穿及缓减气流对前门的冲击。电缆室处的泄爆板为了增加安全性,一边选用自攻钉,一边选用尼龙自攻钉设社为适门方法,削减气流对前门的冲击。

3.2气室的规划气室的压强计损坏也是很大的,在内燃弧实验时泄爆膜能否开启起着决定性效果,在设备泄爆膜时要设备规划力矩进行设备。气室规划选用3mm的不锈钢板,在泄爆膜翻开时其强度可以满足要求,因此钢板之间的焊缝为薄弱环节,特别是后封板,在焊接时应选用填料方法焊接,增加其强度。气室内部在确保绝缘的前提下,增加前后和上下拉杆,前后拉杆与后封板焊接,使其在设备完成后成为一个整体,使气室强度增加。

4总结

内部电弧故障对充气柜的损坏是很健壮的,特别是对电缆室和短路气室,对有透视窗的充气柜此处也是软弱环节。在关键部位进行规划,增加强度以确保人员安全,在结构强度和成本方面仍是一个长时间的课题。次柜体通过内燃弧实验验证,此规划通过实验,柜体电缆室实验后的情况和内部损坏严峻,电弧现已烧穿2层板,第三层烧掉部分,因此为了确保人员安全在侧面增加0.7mm敷铝锌板。从实验效果来看,此实验效果支撑了本次的结构规划,也为往后产品的规划供给了参考根据。