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开关柜电弧故障及泄压通道知识介绍

2022-11-23 08:27:26 华亿体育

开关柜电弧故障及泄压通道知识介绍


  开关柜的抗内部电弧故障能力一直是客户关注的重点。除了开关柜本身要具有足够的机械强度,能够承受住内部电弧故障冲击波,泄压通道也至关重要。


实话实说,内部电弧故障试验也是很困难的,17.5kV 650mm宽的柜子通过40kA 1s的,首先,焊接螺母条的方式取代拉铆螺母,拉铆螺母在巨大的冲击波冲力下会被拉开,从而形成孔洞,当热效应燃烧时会点燃指示器。其次,原始设计盖板、门板没有采用迷宫结构设计,因此电弧容易从螺栓间缝隙喷出,螺栓的间距必须要小,还要增加盖板、门板与柜体直接的密封,采用羊毛毡的做法可以阻止电弧喷出,但羊毛毡过硬,不能保证门板等经常开闭,长期使用后无法密封,不能满足IP42防护等级及防水要求,而且不够美观,经过验证采用EMKA的密封条,即可以满足IP,又能经受电弧试验的压力燃烧,而且美观大方,长期使用不会脱落、变形。还是那句话,产品和试验样机一致,工程产品必须加密封条,因为内部电弧试验是这样子通过的。

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通过采用泄压通道,内部电弧产生的压力、火焰等直接排出到开关室外部,保证了开关操作人员安全,减少了对其它设备的破坏损失。其实比单纯为了通过内部电弧试验更重要,特别是对于客户,对于开关站的实际运营人员来说,更为重要。


采用泄压通道将内部电弧故障产生的压力、火焰以及开关柜内部部件燃烧产生的有害气体、物质等排出到开关柜配电室外部,安全空旷空间,下图通过高清摄像拍摄的试验过程,开关柜内部电弧等级IAC AFLR 50kA 1s,泄压通道出口只有2米,因此火光喷出巨大,而开关前后左右以及顶部,没有一点火光,安全性可想而知。模拟天花板顶部距离柜顶600mm,即开关柜高度2200mm,天花板高度2800mm。这对于配电室高度小,或者化工厂等易燃易爆场所,或船舶等开关室空间小的场合,泄压通道是非常好的选择,泄压通道可以拐弯,可以连接到安全的释放空间。

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如果没有泄压通道,距离柜顶只有600mm的情况下发生内部电弧故障是非常恐怖的,特别40kA及以上时,电弧产生的冲击能量巨大,冲出柜体泄压板时保持强大的冲击速度和火焰,如果只有600mm到达天花板,爆炸冲击波会在天花板上产生超压,反弹回来仍然具有很大的能量,这时如果柜前部或柜子周边有人,反弹的电弧冲击波会击昏人员,火焰会燃烧到操作人员。


泄压通道可以是垂直的,或是水平的,不同结构连接起来,形成加大的释放空间,如充气柜下母线室先向下泄压,先后通过水平通道、垂直通道,再水平通道释放泄压,内部故障试验时,由于存在冲击波的负压,对安装在柜底部水平泄压通道的压力传感器数据分析,可以看出共出现3波压力上升值,明显反映出燃弧故障发生时电弧释放的过程,首先母线室压力释放到底部,然后反弹(1),20ms左右压力到达0.23Mpa,进而压力冲击波回弹到到侧面垂直通道,压力达到最大值(2),即50ms左右压力0.5Mpa, 反弹后后续压力释放形成第三波压力,压力值回到0.2Mpa,而后随着压力逐步减小至平稳。冲击波在前两个拐弯处会有较大的压力,随后压力迅速降低,达到平缓。

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如果开关柜很多,柜顶泄压通道连接在一起,形成缓冲空间,压力释放口冲出的压力就比较小。








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