1高压充气柜内部电弧故障

由于设备的本身缺陷或反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,有或许形成柜体内气体空隙击穿而导致引起内部弧故障,或许会形成以下事端:

使电弧故障范围变大并敏捷分散。电弧使质量很轻的等离子体,在点动力和内部高温的作用下,可在柜体内部发生高速移动,弧根可沿着导体跳动或转移,因而很简单形成事端扩大化,最严峻的状况可使一组并排的高压充气柜设备彻底燃烧,形成大面积断电。

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尝电弧的灼烧。在这种温度状况下,电弧碰到金属,金属将会融化,蒸发,零件表面会发生严峻变形和损害;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损害,然后形成损坏。

危及人员安全。在高温、高功率的电弧作用下,会使柜体内部的空间气体温度在短时刻内会突然上升,使金属材料,绝缘材料气化,柜体内部压力的突然上升会对空间内的隔板﹑盖板、门板、观察窗和连接件等发生变形,损坏或是零部件向外部飞出,严峻状况下会因柜体饭金的强壮不足使高压充气柜发生爆炸危及人员安全。

2高压充气柜内的压力进程

在柜体内部呈现电弧故障今后,电弧能量将敏捷传递给周围的气体,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,泄压设备将会敏捷翻开,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。

内部故障发生的损坏力与电弧发生的距离容积,电弧电压,继续的时刻,短路电流巨细有关。在电弧发生后,柜体内的压力进程如图1所示,压力进程能够分为四个物理阶段风图1。

紧缩阶段。0~t1时刻内,柜体内部发生电弧到泄压设备通道口排出。设在t=0时柜体内部呈现强壮功率电弧,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,这一阶段才完毕,继续的时刻大约为5~10ms。

膨胀阶段。t1~t2时刻内排气口从开始到彻底翻开,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,隔室内的气体经过开释设备的排气口开释,使压力上升改变,见小r豫主平,这与压力开释设备的排气口的尺度,结构和质量有关,这段时刻继续大约为5~10ms。

开释阶段。t2~t3时刻内,开释设备的排气口彻底翻开后到电话平息。这一阶段的继续时刻与继电保护设备和断路器的开端时刻有关。时刻短的只有几十到上百毫秒,长得可达1s。

电弧平息今后。>t3时刻内为压力开释后电弧平息后的状况,处于稳定状况。

从图可知,t1时刻对高压充气柜的危险最大,此时刻柜体内的气体被紧缩,温度和压强急剧升高,泄压设备开始动作时损坏最大,因而高压充气柜应以此时刻冲击为规划原则,能接受主次时刻的压强。

3高压充气柜结构强度优化规划

当内部电弧故障发生时,不同距离内的压强和问题随时刻改变是不同的,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距离内,其压强最大,电缆室发生的电弧方向难以确定,因而电缆室和气室为分析的要点。

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的自攻钉装置固定,因而面积为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,能够接受力为2.71×10'N,即185MPa,因而能够接受电缆室电弧发生的压强。为了防止电弧从前面蹿出,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防止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添加安全性,一边选用自攻钉,一边选用尼龙自攻钉设社为适门方式,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作用,在装置泄爆膜时要装置规划力矩进行装置。气室规划选用3mm的不锈钢板,在泄爆膜翻开时其强度能够满足要求,因而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式焊接,添加其强度。气室内部在保证绝缘的前提下,添加前后和上下拉杆,前后拉杆与后封板焊接,使其在装置完成后成为一个整体,使气室强度添加。

4总结

内部电弧故障对高压充气柜的损坏是很强壮的,特别是对电缆室和短路气室,对有透视窗的高压充气柜此处也是脆弱环节。在关键部位进行规划,添加强度以保证人员安全,在结构强度和成本方面仍是一个长时间的课题。次柜体经过内燃弧实验验证,此规划经过实验,柜体电缆室实验后的状况和内部损坏严峻,电弧现已烧穿2层板,第三层烧掉部分,因而为了保证人员安全在侧面添加0.7mm敷铝锌板。从实验成果来看,此实验成果支撑了本次的结构规划,也为今后产品的规划供给了参考依据。