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1高壓充氣柜內部電弧故障
由于設備的本身缺陷或反常的環境或惡劣的工作條件導致絕緣功能下降,也許因工作人員的誤操作等原因,有或許形成柜體內氣體空隙擊穿而導致引起內部弧故障,或許會形成以下事端:
使電弧故障范圍變大并敏捷分散。電弧使質量很輕的等離子體,在點動力和內部高溫的作用下,可在柜體內部發生高速移動,弧根可沿著導體跳動或轉移,因而很簡單形成事端擴大化,最嚴峻的狀況可使一組并排的高壓充氣柜設備徹底燃燒,形成大面積斷電。
損壞性大。電弧使功率大,溫度高(大氣中的電弧可達10000~20000°C),其損壞力很強,任何氣體和固體材料都無法飽嘗電弧的灼燒。在這種溫度狀況下,電弧碰到金屬,金屬將會融化,蒸發,零件表面會發生嚴峻變形和損害;電弧碰到絕緣材料絕緣材料則會氣化,并分解出有毒和腐蝕性氣體,次之絕緣件也會受到嚴峻的損害,然后形成損壞。
危及人員安全。在高溫、高功率的電弧作用下,會使柜體內部的空間氣體溫度在短時刻內會突然上升,使金屬材料,絕緣材料氣化,柜體內部壓力的突然上升會對空間內的隔板﹑蓋板、門板、觀察窗和連接件等發生變形,損壞或是零部件向外部飛出,嚴峻狀況下會因柜體飯金的強壯不足使高壓充氣柜發生爆炸危及人員安全。
2高壓充氣柜內的壓力進程
在柜體內部呈現電弧故障今后,電弧能量將敏捷傳遞給周圍的氣體,導致柜體內的氣壓上升。如過空氣中的壓強超過泄壓設備規劃的開釋壓力,泄壓設備將會敏捷翻開,氣體將從泄壓設備通道開釋,進入到柜體外部,使柜體內部壓強下降,下降壓力。
內部故障發生的損壞力與電弧發生的距離容積,電弧電壓,繼續的時刻,短路電流巨細有關。在電弧發生后,柜體內的壓力進程如圖1所示,壓力進程能夠分為四個物理階段風圖1。
緊縮階段。0~t1時刻內,柜體內部發生電弧到泄壓設備通道口排出。設在t=0時柜體內部呈現強壯功率電弧,故障室內的壓力上升很快。內部故障電流越大,電弧電壓越高,隔內體積越小,則壓力上升越快。直到排氣口翻開,這一階段才完畢,繼續的時刻大約為5~10ms。
膨脹階段。t1~t2時刻內排氣口從開始到徹底翻開,當柜體內的壓強上升到一定值后,壓力開釋設備的排氣口將會翻開,隔室內的氣體經過開釋設備的排氣口開釋,使壓力上升改變,見小r豫主平,這與壓力開釋設備的排氣口的尺度,結構和質量有關,這段時刻繼續大約為5~10ms。
開釋階段。t2~t3時刻內,開釋設備的排氣口徹底翻開后到電話平息。這一階段的繼續時刻與繼電保護設備和斷路器的開端時刻有關。時刻短的只有幾十到上百毫秒,長得可達1s。
電弧平息今后。>t3時刻內為壓力開釋后電弧平息后的狀況,處于穩定狀況。
從圖可知,t1時刻對高壓充氣柜的危險最大,此時刻柜體內的氣體被緊縮,溫度和壓強急劇升高,泄壓設備開始動作時損壞最大,因而高壓充氣柜應以此時刻沖擊為規劃原則,能接受主次時刻的壓強。
3高壓充氣柜結構強度優化規劃
當內部電弧故障發生時,不同距離內的壓強和問題隨時刻改變是不同的,斷路器壓強最大;電纜室次之,母線室最小。本論文選用的模型斷路器和母線在同一距離內,其壓強最大,電纜室發生的電弧方向難以確定,因而電纜室和氣室為分析的要點。
3.1電纜室的規劃電纜室的泄壓板外形為95mmx155mm,由四塊組成并用四個M6的自攻釘裝置固定,因而面積為589cm2。電纜室前掛門由12個不銹鋼的掛鉤進行固定,每個掛鉤的截面為0.435cm2,不銹鋼的抗拉強度為520MPa,能夠接受力為2.71×10'N,即185MPa,因而能夠接受電纜室電弧發生的壓強。為了防止電弧從前面躥出,下前門由三層板組成,在規劃下部單元時,左右側選用多層隔板以防止電弧擊穿及緩減氣流對前門的沖擊。電纜室處的泄爆板為了添加安全性,一邊選用自攻釘,一邊選用尼龍自攻釘設社為適門方式,削減氣流對前門的沖擊。
3.2氣室的規劃氣室的壓強計損壞也是很大的,在內燃弧實驗時泄爆膜能否開啟起著決定性作用,在裝置泄爆膜時要裝置規劃力矩進行裝置。氣室規劃選用3mm的不銹鋼板,在泄爆膜翻開時其強度能夠滿足要求,因而鋼板之間的焊縫為薄弱環節,特別是后封板,在焊接時應選用填料方式焊接,添加其強度。氣室內部在保證絕緣的前提下,添加前后和上下拉桿,前后拉桿與后封板焊接,使其在裝置完成后成為一個整體,使氣室強度添加。
4總結
內部電弧故障對高壓充氣柜的損壞是很強壯的,特別是對電纜室和短路氣室,對有透視窗的高壓充氣柜此處也是脆弱環節。在關鍵部位進行規劃,添加強度以保證人員安全,在結構強度和成本方面仍是一個長時間的課題。次柜體經過內燃弧實驗驗證,此規劃經過實驗,柜體電纜室實驗后的狀況和內部損壞嚴峻,電弧現已燒穿2層板,第三層燒掉部分,因而為了保證人員安全在側面添加0.7mm敷鋁鋅板。從實驗成果來看,此實驗成果支撐了本次的結構規劃,也為今后產品的規劃供給了參考依據。
