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發布時間：2022-04-12 11:11:17
1充氣柜內部電弧故障
因為設備的本身缺陷或失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,有或許構成柜體內氣體空隙擊穿而導致引起內部弧故障,或許會構成以下事端:
使電弧故障范圍變大并靈敏分散。電弧使質量很輕的等離子體,在點動力和內部高溫的效果下,可在柜體內部產生高速移動,弧根可沿著導體跳動或轉移,因此很簡單構成事端擴大化,最嚴峻的情況可使一組并排的充氣柜設備完全焚燒,構成大面積斷電。
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受電弧的灼燒。在這種溫度情況下,電弧碰到金屬,金屬將會消融,蒸騰,零件外表會產生嚴峻變形和危害;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危害,然后構成損壞。
危及人員安全。在高溫、高功率的電弧效果下,會使柜體內部的空間氣體溫度在短時間內會忽然上升,使金屬材料,絕緣材料氣化,柜體內部壓力的忽然上升會對空間內的隔板﹑蓋板、門板、觀察窗和連接件等產生變形,損壞或是零部件向外部飛出,嚴峻情況下會因柜體飯金的健壯缺乏使充氣柜產生爆炸危及人員安全。
2充氣柜內的壓力進程
在柜體內部呈現電弧故障往后,電弧能量將靈敏傳遞給周圍的氣體,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,泄壓設備將會靈敏翻開,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。
內部故障產生的損壞力與電弧產生的間隔容積,電弧電壓,持續的時間,短路電流大小有關。在電弧產生后,柜體內的壓力進程如圖1所示,壓力進程可以分為四個物理階段如圖1。
緊縮階段。0~t1時間內,柜體內部產生電弧到泄壓設備通道口排出。設在t=0時柜體內部呈現健壯功率電弧,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,這一階段才結束,持續的時間大約為5~10ms。
膨脹階段。t1~t2時間內排氣口從初步到完全翻開,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,隔室內的氣體通過開釋設備的排氣口開釋,使壓力上升改動,見小r豫主平,這與壓力開釋設備的排氣口的標準,結構和質量有關,這段時間持續大約為5~10ms。
開釋階段。t2~t3時間內,開釋設備的排氣口完全翻開后到電話停息。這一階段的持續時間與繼電保護設備和斷路器的初步時間有關。時間短的只要幾十到上百毫秒,長得可達1s。
電弧停息往后。>t3時間內為壓力開釋后電弧停息后的情況,處于穩定情況。
從圖可知,t1時間對充氣柜的危險最大,此時間柜體內的氣體被緊縮,溫度和壓強急劇升高,泄壓設備初步動作時損壞最大,因此充氣柜應以此時間沖擊為規劃準則,能承受主次時間的壓強。
3充氣柜結構強度優化規劃
當內部電弧故障產生時,不同間隔內的壓強和問題隨時間改動是不同的,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間隔內,其壓強最大,電纜室產生的電弧方向難以確定,因此電纜室和氣室為剖析的要點。
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的自攻釘設備固定,因此面積為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,可以承受力為2.71×10'N,即185MPa,因此可以承受電纜室電弧產生的壓強。為了避免電弧從前面躥出,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避免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增加安全性,一邊選用自攻釘,一邊選用尼龍自攻釘設社為適門方法,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效果,在設備泄爆膜時要設備規劃力矩進行設備。氣室規劃選用3mm的不銹鋼板,在泄爆膜翻開時其強度可以滿足要求,因此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法焊接,增加其強度。氣室內部在確保絕緣的前提下,增加前后和上下拉桿,前后拉桿與后封板焊接,使其在設備完成后成為一個整體,使氣室強度增加。
4總結
內部電弧故障對充氣柜的損壞是很健壯的,特別是對電纜室和短路氣室,對有透視窗的充氣柜此處也是軟弱環節。在關鍵部位進行規劃,增加強度以確保人員安全,在結構強度和成本方面仍是一個長時間的課題。次柜體通過內燃弧實驗驗證,此規劃通過實驗,柜體電纜室實驗后的情況和內部損壞嚴峻,電弧現已燒穿2層板,第三層燒掉部分,因此為了確保人員安全在側面增加0.7mm敷鋁鋅板。從實驗效果來看,此實驗效果支撐了本次的結構規劃,也為往后產品的規劃供給了參考根據。
