关于中压开关柜内部故障试验的体会

关于中压开关柜内部故障试验的体会

蔡 波

中国电建集团山东电力建设有限公司，山东 济南 250014

摘要：在中压变电站的长期操作中，小尺寸、产品缺陷、绝缘材料选择不当、操作条件、绝缘性能、操作不当和外部入侵可能导致电弧故障。中压开关柜的内部电力引爆点故障和设备烧伤邻近的使用软件分析，点火弧在不同时间和地点的压力效应和模拟结果显示，内腔的最大压力5毫米内弧故障开关室减小到0.2兆帕，壁温度不超过300K。设计了一种快速可靠的保护装置，以在发生故障时抑制电弧的活性。这是一个简单而短的检测原理故障电弧保护装置在产生电弧光时最大限度地保证工作人员的安全，并通过检查电弧内燃机试验避免对开关装置和变压器造成重大损害。

关键词：中压开关柜；内部电弧故障；试验

高压开关用于电气系统、生产、传输、分配、转换和消耗能量、控制或保护效应、3.6千伏至550千伏的电气产品，其中主要包括高压开关。高压开关、高压开关和接地开关、高压电荷开关、高压自动恢复阀和零件、操作机构、高压反爆装置和高压柜张力开关制造高电压是制造传输设备的一个重要部分，在整个电力中占有非常重要的位置。人身安全必须是最重要的计划电弧发生故障内部的一旦发生这种情况，电弧周围的压力增加，导致容器和空气中的温度大幅度上升，对人体和设备造成了巨大的损害。

一、内部电弧故障

由于金属闭合开关装置中因缺陷或环境和工作条件异常而产生的绝缘功能，以及由于工作人员操纵不当，当内部电弧因气隙穿孔而发生故障时，可点燃的电弧框架可称为金属闭合开关装置。

1、电弧是质量极轻的等离子体，在电力和热能的影响下，弧根可以在壳体内高速移动，弧根可以沿着纱线结果，电弧屏障更宽，并且可以快速地移动和设置，金属开关组件可以完全烧毁，从而导致大电流的长切断。表面在国家一级，被称为“消防”的事故可被视为最严重的事故。

2、电弧是强功率、高温(大气电弧可达10000℃范围)，破坏力强，任何气体和固体材料都经不起电弧烘烤。在这种情况下，金属会熔化和蒸发，零件的外观会发生严重变形和变色，绝缘材料会充气，分解有毒和腐蚀性气体，绝缘零件会发生严重烧伤，造成严重损坏。在40kA和1s的内部电弧故障试验中，电弧能量为38MJ，平均功率达38MW，显示出较强的破坏能力。

3、强功率、高温电弧加热容器内的气体，并气化绝缘材料和金属材料。这些图像导致压力突然增加，并导致锁、盖、门板、调查窗和螺栓、链条变形、损坏或零件出口。内部的最严重的案件当面板由于电阻不足而损坏时，人身安全可能受到损害。

二、电弧光保护装置研制

1、TVOC动作原理。电弧故障产生高温、减小电压和灯一个用于检测这些现象的电弧的方法，何时电弧发生，照明范围为20000%，继电器快速运行以满足断路器的要求快的时间根据光敏电阻的变化，启动继电器的自然操作不超过4毫米，控制单元可以在1-3毫米内快速接收反馈信号，快速灭火单元可以在1-3毫米内操作。5毫米操作保护装置的操作原理是根据室内照明的变化启动中继，并启动跳跃电路，超电流东方工艺简单而敏感。

2、TVOC装置组成。TVOC包括传感器、控制单元、延伸弧检测单元和快速弧灭火单元，弧灭火单元安装在延绳上，并与控制单元集成在一个高压快速灭火封装中。弧电弧灭火装置与总线连接开关柜的主机，使得短路触点耦合到电弧的故障部分，弧光保护装置整体结构如图所示。

电弧检测控制单元通过连续监测受保护区域内的系统电流和电弧信号，能够快速可靠地确定是否发生了电弧故障。当总线或电弧电弧发生故障时，传感器将信号发送给控制单元。控制单元确定是否发生故障，并确定脉冲电信信号是在电弧灭火单元和输入线断路器发生故障后立即输出的。母线的电弧电压在短期内被接地，瞬时故障的电弧电压迅速下降，故障电弧在2毫米内熄灭。同时，输入断路，切断电源并隔离电源第一次来TVOC型活性弧保护器可以在3毫秒内检测到弧故障并在5毫秒内迅速关闭弧毫秒装置确定有电弧故障传感器控制器立即触发主元件的动作，从而提供一个短路，将金属性接地分成系统的三个阶段，总故障电弧持续时间不超过10毫秒。

传感器和扩展电弧检测单元连接到电缆控制单元命令传感器安装在能够有效地检测内部状态的位置上。传感器和连接它们的光纤必须在柜外和柜内安装电缆。传感器安装在容易产生弧的位置上电子学在中压开关柜中出现电弧故障的情况下，电弧的特征是气体的自主放电强度。传感器可以在最短的时间内检测可见光和紫外光波段，并转换为4=20 mA的电信号。当快速电弧吹塑单元从控制单元接收信号时，微型气体发生器毫秒活塞底部压力增加，活塞压力沿垂直方向向连接点移动，活塞开始通过'连接移动联系人预处理、穿透膜并与高电位静态接触连接张力所述触点已经设置，自动锁定确保总线在地面上的连接的可靠性。

三、内燃弧试验原理

为了检查是否烘焙设备的设计符合灭火内部电弧和法官的要求保护装置的动作特性,根据附件的要求3.6-40.5 kv交流金属封闭开关设备和控制设备”,内部电弧测试移动室内交流金属封闭开关设备。根据实验室和制造商的期望，对金属封闭开关设备进行测试，内部燃弧试验原理如图所示。

CP短路发生器通过保护BD和CD1断路器，然后通过通过因子调节RT1和LT1的相应开关来产生所需的短路电流。一旦电压分离器和CD2工作断路器达到试验断裂，SP试验产品可以进行电弧试验［1］。

1、现场布置。独立的中央电弧测试控制中心执行所有切换操作以及数据的收集、记录和保存S.LES测试数据包括电压、电流和动作信号；为了评估热效应，一片面积为1 000平方米的黑色棉150毫米×150毫米位于各钢板安装框架之间，开关设备被包围，每个隔间根据不同的故障点分割。

2、试验结果及分析。由铜点火线制造短路故障裸体电缆室现场测试、电缆室电弧测试示波器和快速灭火器性能测试是在988MS中进行的，对模具造成了损害。装置保护发出289ms动作信号，在988ms产生电弧灭火运动，并在电弧灭火之前形成三相金属质量。电子学电弧电流通过一个峰值，然后下降到零五度。循环相信电弧的能量已经转移到电弧灭火装置。试验具体数据结果见表。

设备没有明显损坏的迹象，故障点的隔间我们发现铜带的故障点表面有电弧烧伤的可见痕迹，但铜带没有熔化。因此，铜带的流量不受影响，热收缩套筒的燃烧在没有滴的情况下崩溃，而且在靠近点的地方，一些炼焦产品崩溃没有可见的压力效应，也没有变形或撞击痕迹。现场观察显示，试验后功能室的结构未受到明显破坏，试验过程中，门和盖未被打开，壳体未被击破。

3、试验结论。根据保护装置的开关室的测试位置，模拟故障位置间隔仅略有损坏，在更换故障部件之后，可以迅速恢复功能或隔离。及清洁与测试快的在故障电弧的压力和温度显著增加之前，检测装置可以关闭电弧并切断短路电流，同时减少损坏和邻近装置的完整结构。

对开关电弧故障机制的主要研究、其影响和损伤有效地反映了开关装置故障电弧的特性，并为后续研究奠定了基础；稳定且有选择性，在具有TVOC装置的开关室上进行电弧灭火试验，以检查是否有可能关闭电弧和切断短路电流。在电弧灭火室的压力和温度上升之前迅速地模拟、故障弧冲击趋势和大电流的结论应迅速切断，开关柜故障弧的影响应减少。这使得可以根据理论来核实弧灭火装置的效果。

参考文献：

［1］曾作钦，郑立新，陈金汕．基于内部故障引弧试验的综合配电箱结构优化［J］．电网与清洁能源，2017，33（11）：1-5．

［2］曾新雄，李新海，曾庆祝．10kV开关柜内部电弧故障的危害

与保护［J］．广东电力，2016，29（6）：67-71．