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

中壓開關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障的危害及防護 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：本文分析中壓開關(guān)柜的產(chǎn)生內(nèi)部弧光短路故障的原因及故障特性；介紹開關(guān)柜內(nèi)部弧光故障的危害及防護措施；并對比以往的過流保護，介紹弧光保護的方案及特點。 關(guān)鍵詞：弧光短路，過流保護，弧光保護 TN133 A 1 引言 中壓開關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障往往被人們忽視。大量運行數(shù)據(jù)表明，盡管采取了各種措施加強開關(guān)柜內(nèi)絕緣，但弧光短路故障及引 起的事故時有發(fā)生。同時現(xiàn)行的繼電保護對弧光短路存在死區(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 中壓開關(guān)柜內(nèi)弧光短路故障的原因大致有：設計不合理、制造質(zhì)量差、絕緣老化（或絕緣氣體泄漏）、機械磨損、運行條件惡劣（高溫、潮濕、污穢、化學侵蝕等）、維護及操作不當、外來因素（小動物的進入等）、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)熱四個階段。其整個過程帶來壓力效應、熱效應、輻射和聲效應。 2.3 弧光短路故障的危害 開關(guān)柜內(nèi)弧光短路故障帶來的危害主要分為對現(xiàn)場工作人員的傷害及對開關(guān)設備及鄰近配電設備的損害。 1、弧光短路的各種效應將嚴重威脅工作人員的人身安全。如：觸電死亡，高溫氣體導致皮膚致命燒傷，強烈的閃光導致失明，爆破聲導致永久性失聰、內(nèi)障損傷，沖擊波導致在高空工作的人員墜落，碎片飛射導致人體損傷，產(chǎn)生有毒氣體導致呼吸系統(tǒng)受損等。 2、開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生弧光短路時，弧光發(fā)生點的溫度高達太陽表面溫度的 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、保護漆焚毀、清理困難。此外，高溫、高壓氣體還可能以極快擴散到相鄰盤體，從而造成多組開關(guān)柜同時燒毀的“ 火燒連營 ” 事故。電弧還可能引致建筑物材料或電纜火災。同時柜內(nèi)壓力急驟上升。它產(chǎn)生的壓力將造成開關(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)強烈震動、使固定元件松脫。開關(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昂貴的主變壓器或廠用變造成沖擊而使其絕緣損壞、壽命縮短，甚至被燒毀。 可見，盡管開關(guān)柜內(nèi)發(fā)生弧光短路故障的概率不高，但一旦發(fā)生開關(guān)柜內(nèi)部弧光短路，會給附 近操作人員和設備造成極大的危害。 4 傳統(tǒng)弧光短路防護措施存在的問題 IEC298交流金屬封閉開關(guān)設備和控制設備規(guī)定：電弧故障的危害程度取決于電弧電流及切除時間。只有總切除時間小于 85ms，才能使設備不遭受損害，總切除時間大于100ms，將會對設備造成不同程度的損害。 以往對開關(guān)柜柜內(nèi)弧光短路故障，基本上都是采用消極性防護措施。大致分為以下幾類。 1、采取優(yōu)化開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)設計來降低弧光故障產(chǎn)生的危害，如加強開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)，密封隔離各單元室、設置泄壓通道、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設備的破壞程度；但是采用通過該方式來增加開關(guān)柜的燃弧耐受時間需要增加較大成本。 2、繼電保護設置。以往國內(nèi)針對母線故障采用的都是后備保護，如：變壓器后備過流保護、或饋線速斷保護閉鎖的變壓器后備過流保護。由于存在級差配合問題，其整定延時時間至少在 300ms 以上，有的過流保護整定值甚至長達 2s以上。線路差動保護（典型的保護動作時間為 35ms 60ms）保護范圍受流互安裝位置的限制，不能保護到發(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，且價格 昂貴。 顯然，傳統(tǒng)的保護方案不能滿足快速切除故障或保護覆蓋范圍要求。 5 弧光保護裝置的應用 5.1 概述 弧光保護裝置可稱為積極性防護措施，及時檢測開關(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，消除其各種效應對設備和人員的危害。其保護配置方案分為以下幾種： 1、以壓力值做判據(jù)。當內(nèi)部的壓力達到設定值時，電弧監(jiān)測裝置發(fā)出動作指令。然而，預先斷定電弧在柜內(nèi)產(chǎn)生的過壓值并非一件易事。試驗證明，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)的弧光會被弧光傳感器探測到，因為強烈的光輻射與電弧現(xiàn)象有關(guān)?；」饪刂葡到y(tǒng)探測到故障，并發(fā)出脫扣信號給斷路器。這種情況的探測反應時間僅 1 毫秒。 3、以光通量和電流增量做判據(jù)，基于檢測開關(guān)柜發(fā)生內(nèi)部故障時發(fā)出的弧光為主，同時為了防止誤動作采用過流作為閉鎖條件，即保護系統(tǒng)只有同時檢測到弧光和過流時才發(fā)出跳閘指令，因而具有高速及可靠的動作性能。 5.2 保護裝置方案 以上述方案 3 為例，弧光保護裝置由三部分組成：弧光保護主單元、弧光保護輔助單元和弧光傳感器。弧光傳感器 可放置在開關(guān)設備的任何位置，根據(jù)弧光傳感器的實際物理位置可實現(xiàn)保護分區(qū)的功能，并在弧光保護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間，使快速恢復供電成為可能。圖 1 為 Schneider 自主研發(fā)的弧光保護裝置示意。 圖 1 傳感器布置位置示意 5.3 與傳統(tǒng)保護的對比 按目前的制造水平，弧光保護裝置和傳統(tǒng)過流保護裝置切除故障時間對比見表 1。 表 1 兩種保護對比 以上數(shù)據(jù)表明，弧光保護裝置大大提高了故障處理速度。 6. 總結(jié) 弧光保護 克服了傳統(tǒng)母線保護的缺陷，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，減少設備維護及人員傷亡，提高電力系統(tǒng)的安全及經(jīng)濟效益。通過加強開關(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用，筆者認為當前開關(guān)柜廠家制造水平參差不齊，在重要場合的中壓開關(guān)柜設置弧光保護是最有效和經(jīng)濟的限制弧光短路故障危害的方法。 參考文獻 1陳浪 .中壓母線裝設電弧光保護的必要性 .企業(yè)科技與發(fā)展 .2009,8. 2陳紀綱等 .電弧光保護裝置在客運專線牽引變電所的 應用 .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的研究 .電氣化鐵道 .2011,4. 4張喜玲等 .弧光保護關(guān)鍵技術(shù)研究 .電力系統(tǒng)保護與控制 .2013,7： 14(41). 5吳英俊等 .中低母線加裝專用繼電保護的必要性和幾種方案的探討，上海電力學院學報 .2013,2:1(29). 文檔資料：中壓開關(guān)柜內(nèi)部弧光短路故障的危害及防護 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費閱讀及下載 閱讀相關(guān)文檔 :中小城市居民飲水 安全面臨的主要問題及對策研究 智能化小區(qū)的電氣安全設計 智能樓宇電氣系統(tǒng)安裝技術(shù)研究 職業(yè)院校學生培養(yǎng)目標調(diào)查與分析 智能變電站設計配置一體化技術(shù)的實施研究 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)劃設計的程序與方法 真空預壓軟基處理技術(shù)在灘涂圍墾工程中的實踐漫談 園林綠化工程養(yǎng)護管理及施工控制初探 園林綠化工程造價中存在的問題及對策研究 園林綠化工程施工管理探討 園林工程質(zhì)量控制問題初探 園林景觀設計施工中的問題分析及措施探討 園林綠化工程管理問題分析 由藏傳文化的傳承 引申