中壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障的危害及防護(hù)[權(quán)威資料]

中壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障的危害及防護(hù) 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：本文分析中壓開(kāi)關(guān)柜的產(chǎn)生內(nèi)部弧光短路故障的原因及故障特性；介紹開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部弧光故障的危害及防護(hù)措施；并對(duì)比以往的過(guò)流保護(hù)，介紹弧光保護(hù)的方案及特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：弧光短路，過(guò)流保護(hù)，弧光保護(hù) TN133 A 1 引言 中壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障往往被人們忽視。大量運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，盡管采取了各種措施加強(qiáng)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)絕緣，但弧光短路故障及引 起的事故時(shí)有發(fā)生。同時(shí)現(xiàn)行的繼電保護(hù)對(duì)弧光短路存在死區(qū)。 2 弧光短路的故障特性及危害 2.1 弧光短路故障的成因 中壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)弧光短路故障的原因大致有：設(shè)計(jì)不合理、制造質(zhì)量差、絕緣老化（或絕緣氣體泄漏）、機(jī)械磨損、運(yùn)行條件惡劣（高溫、潮濕、污穢、化學(xué)侵蝕等）、維護(hù)及操作不當(dāng)、外來(lái)因素（小動(dòng)物的進(jìn)入等）、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改變等等。 2.2 電弧故障的特性 弧光故障的形成經(jīng)歷壓縮、膨脹、發(fā)射、發(fā)熱四個(gè)階段。其整個(gè)過(guò)程帶來(lái)壓力效應(yīng)、熱效應(yīng)、輻射和聲效應(yīng)。 2.3 弧光短路故障的危害 開(kāi)關(guān)柜內(nèi)弧光短路故障帶來(lái)的危害主要分為對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員的傷害及對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備及鄰近配電設(shè)備的損害。 1、弧光短路的各種效應(yīng)將嚴(yán)重威脅工作人員的人身安全。如：觸電死亡，高溫氣體導(dǎo)致皮膚致命燒傷，強(qiáng)烈的閃光導(dǎo)致失明，爆破聲導(dǎo)致永久性失聰、內(nèi)障損傷，沖擊波導(dǎo)致在高空工作的人員墜落，碎片飛射導(dǎo)致人體損傷，產(chǎn)生有毒氣體導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)受損等。 2、開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生弧光短路時(shí)，弧光發(fā)生點(diǎn)的溫度高達(dá)太陽(yáng)表面溫度的 24 倍。如此高的溫度將造成銅排、鋁排熔毀和汽化，使電纜熔毀、電纜包覆層 著火，并造成柜內(nèi)污損、保護(hù)漆焚毀、清理困難。此外，高溫、高壓氣體還可能以極快擴(kuò)散到相鄰盤體，從而造成多組開(kāi)關(guān)柜同時(shí)燒毀的“ 火燒連營(yíng) ” 事故。電弧還可能引致建筑物材料或電纜火災(zāi)。同時(shí)柜內(nèi)壓力急驟上升。它產(chǎn)生的壓力將造成開(kāi)關(guān)柜盤體變形、破碎。此外，電弧燃燒產(chǎn)生的爆破音將造成盤內(nèi)強(qiáng)烈震動(dòng)、使固定元件松脫。開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障持續(xù)期間巨大的故障短路電流將對(duì)昂貴的主變壓器或廠用變?cè)斐蓻_擊而使其絕緣損壞、壽命縮短，甚至被燒毀。 可見(jiàn)，盡管開(kāi)關(guān)柜內(nèi)發(fā)生弧光短路故障的概率不高，但一旦發(fā)生開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部弧光短路，會(huì)給附 近操作人員和設(shè)備造成極大的危害。 4 傳統(tǒng)弧光短路防護(hù)措施存在的問(wèn)題 IEC298交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備規(guī)定：電弧故障的危害程度取決于電弧電流及切除時(shí)間。只有總切除時(shí)間小于 85ms，才能使設(shè)備不遭受損害，總切除時(shí)間大于100ms，將會(huì)對(duì)設(shè)備造成不同程度的損害。 以往對(duì)開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)弧光短路故障，基本上都是采用消極性防護(hù)措施。大致分為以下幾類。 1、采取優(yōu)化開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)降低弧光故障產(chǎn)生的危害，如加強(qiáng)開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)，密封隔離各單元室、設(shè)置泄壓通道、采用氣體絕緣 等。采取這些措施一定程度上能減小弧光短路對(duì)設(shè)備的破壞程度；但是采用通過(guò)該方式來(lái)增加開(kāi)關(guān)柜的燃弧耐受時(shí)間需要增加較大成本。 2、繼電保護(hù)設(shè)置。以往國(guó)內(nèi)針對(duì)母線故障采用的都是后備保護(hù)，如：變壓器后備過(guò)流保護(hù)、或饋線速斷保護(hù)閉鎖的變壓器后備過(guò)流保護(hù)。由于存在級(jí)差配合問(wèn)題，其整定延時(shí)時(shí)間至少在 300ms 以上，有的過(guò)流保護(hù)整定值甚至長(zhǎng)達(dá) 2s以上。線路差動(dòng)保護(hù)（典型的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為 35ms 60ms）保護(hù)范圍受流互安裝位置的限制，不能保護(hù)到發(fā)生故障幾率較高的電纜室電纜接頭處的故障，不能提供故障定位功能，且價(jià)格 昂貴。 顯然，傳統(tǒng)的保護(hù)方案不能滿足快速切除故障或保護(hù)覆蓋范圍要求。 5 弧光保護(hù)裝置的應(yīng)用 5.1 概述 弧光保護(hù)裝置可稱為積極性防護(hù)措施，及時(shí)檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部產(chǎn)生的故障電弧，并將電弧快速加以消除。從根本上限制故障電弧的發(fā)展，消除其各種效應(yīng)對(duì)設(shè)備和人員的危害。其保護(hù)配置方案分為以下幾種： 1、以壓力值做判據(jù)。當(dāng)內(nèi)部的壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，電弧監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出動(dòng)作指令。然而，預(yù)先斷定電弧在柜內(nèi)產(chǎn)生的過(guò)壓值并非一件易事。試驗(yàn)證明，該方案效果不理想。 2、以光通量 為做判據(jù)，柜體內(nèi)出現(xiàn)的弧光會(huì)被弧光傳感器探測(cè)到，因?yàn)閺?qiáng)烈的光輻射與電弧現(xiàn)象有關(guān)?；」饪刂葡到y(tǒng)探測(cè)到故障，并發(fā)出脫扣信號(hào)給斷路器。這種情況的探測(cè)反應(yīng)時(shí)間僅 1 毫秒。 3、以光通量和電流增量做判據(jù)，基于檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)發(fā)出的弧光為主，同時(shí)為了防止誤動(dòng)作采用過(guò)流作為閉鎖條件，即保護(hù)系統(tǒng)只有同時(shí)檢測(cè)到弧光和過(guò)流時(shí)才發(fā)出跳閘指令，因而具有高速及可靠的動(dòng)作性能。 5.2 保護(hù)裝置方案 以上述方案 3 為例，弧光保護(hù)裝置由三部分組成：弧光保護(hù)主單元、弧光保護(hù)輔助單元和弧光傳感器?；」鈧鞲衅?可放置在開(kāi)關(guān)設(shè)備的任何位置，根據(jù)弧光傳感器的實(shí)際物理位置可實(shí)現(xiàn)保護(hù)分區(qū)的功能，并在弧光保護(hù)主單元上顯示故障發(fā)生的位置，此功能可減少斷電的處理時(shí)間，使快速恢復(fù)供電成為可能。圖 1 為 Schneider 自主研發(fā)的弧光保護(hù)裝置示意。 圖 1 傳感器布置位置示意 5.3 與傳統(tǒng)保護(hù)的對(duì)比 按目前的制造水平，弧光保護(hù)裝置和傳統(tǒng)過(guò)流保護(hù)裝置切除故障時(shí)間對(duì)比見(jiàn)表 1。 表 1 兩種保護(hù)對(duì)比 以上數(shù)據(jù)表明，弧光保護(hù)裝置大大提高了故障處理速度。 6. 總結(jié) 弧光保護(hù) 克服了傳統(tǒng)母線保護(hù)的缺陷，大大提高故障處理速度，可以有效解決弧光短路故障所造成的危害，減少設(shè)備維護(hù)及人員傷亡，提高電力系統(tǒng)的安全及經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)加強(qiáng)開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)，在一定程度上可以限制弧光短路故障的危害，但卻需要增加較多費(fèi)用，筆者認(rèn)為當(dāng)前開(kāi)關(guān)柜廠家制造水平參差不齊，在重要場(chǎng)合的中壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)置弧光保護(hù)是最有效和經(jīng)濟(jì)的限制弧光短路故障危害的方法。 參考文獻(xiàn) 1陳浪 .中壓母線裝設(shè)電弧光保護(hù)的必要性 .企業(yè)科技與發(fā)展 .2009,8. 2陳紀(jì)綱等 .電弧光保護(hù)裝置在客運(yùn)專線牽引變電所的 應(yīng)用 .高速鐵路技術(shù) .2011， 10:2(6). 3方怡 .高速鐵路牽引變電所母線弧光保護(hù)的研究 .電氣化鐵道 .2011,4. 4張喜玲等 .弧光保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究 .電力系統(tǒng)保護(hù)與控制 .2013,7： 14(41). 5吳英俊等 .中低母線加裝專用繼電保護(hù)的必要性和幾種方案的探討，上海電力學(xué)院學(xué)報(bào) .2013,2:1(29). 文檔資料：中壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障的危害及防護(hù) 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費(fèi)閱讀及下載 閱讀相關(guān)文檔 :中小城市居民飲水 安全面臨的主要問(wèn)題及對(duì)策研究 智能化小區(qū)的電氣安全設(shè)計(jì) 智能樓宇電氣系統(tǒng)安裝技術(shù)研究 職業(yè)院校學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)調(diào)查與分析 智能變電站設(shè)計(jì)配置一體化技術(shù)的實(shí)施研究 支架法分段現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術(shù) 園林中植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的程序與方法 真空預(yù)壓軟基處理技術(shù)在灘涂圍墾工程中的實(shí)踐漫談 園林綠化工程養(yǎng)護(hù)管理及施工控制初探 園林綠化工程造價(jià)中存在的問(wèn)題及對(duì)策研究 園林綠化工程施工管理探討 園林工程質(zhì)量控制問(wèn)題初探 園林景觀設(shè)計(jì)施工中的問(wèn)題分析及措施探討 園林綠化工程管理問(wèn)題分析 由藏傳文化的傳承 引申