開關(guān)柜的失效主要有以下幾類:
柜體67.4%
~柜門變形
~活門動作卡澀
~機械電氣閉鎖沖突
手車16.6%
~導(dǎo)軌變形卡澀
~底盤車機構(gòu)卡澀
~主回路接觸不良
接地開關(guān)9.9%
~閉鎖故障、聯(lián)鎖失效
~分合閘力矩異常,無法分合
~指示器位置錯誤
運動機構(gòu)3.1%
~機構(gòu)儲能故障
~斷路器拒分拒合
~開關(guān)特性參數(shù)異常
四大類故障頻次= 97%
這些失效就可能造成電弧故障。
關(guān)于“電弧故障”或“電弧閃光”,要了解電弧故障實際上是什么以及它如何影響開關(guān)設(shè)備,必須首先了解電弧故障與另一種“螺栓故障”的故障之間的區(qū)別。
螺栓連接故障基本上是通過兩個不同相位之間或相位與接地導(dǎo)體之間的高導(dǎo)電介質(zhì)造成的完全短路,即短路電流流經(jīng)的是相間銅排或銅排與大地。
眾所周知,電弧故障是非常危險的,它與螺栓斷層截然不同。電弧故障也是相間或相與地之間的短路,但這次短路電流流經(jīng)空氣,而不是流經(jīng)銅等實際導(dǎo)電材料。
發(fā)生電弧故障時,故障位置的溫度會立即升高至5000oF以上(銅的熔點為1983oF)。由于溫度迅速大幅升高,內(nèi)部組件汽化,形成過熱的氣體球,導(dǎo)致破壞性爆炸,高強度壓力波轟擊開關(guān)設(shè)備隔板殼體。
在電弧故障條件下,會對設(shè)備造成大量損壞,并且在故障發(fā)生時會對附近的任何人員造成重大傷害。
電弧故障通常是由以下對靜止系統(tǒng)的動態(tài)干預(yù)措施造成的:
~掉落的工具
~誘導(dǎo)氣流
~絕緣介質(zhì)擊穿
~機械故障
~聯(lián)鎖失效導(dǎo)致的誤操作
開關(guān)設(shè)備的設(shè)計、測試和額定值能夠承受可能發(fā)生的螺栓故障電流水平,因為這總是高于電弧故障水平,因為與空氣相比,相間導(dǎo)體的電流阻抗更低,沒有電弧產(chǎn)生。開關(guān)設(shè)備的設(shè)計能夠確保螺栓連接故障電流不超過導(dǎo)體的最大載流量及發(fā)熱量,因此,設(shè)備不會因故障而損壞。通過計算可以算出銅排承受短路電流的能力,而且設(shè)計留有裕度保證安全。
短時耐受電流水平可以在開關(guān)設(shè)備上的銘牌上找到,開關(guān)柜已針對此類故障進行了型式試驗。上游斷路器(無論是熔斷器還是斷路器)的預(yù)期循環(huán)時間相稱的時間段內(nèi)測試的螺栓故障水平(31.5/40/50kA...)。
低壓系統(tǒng)可能比中壓系統(tǒng)具有更高的入射能量,因此,僅在電壓上安全地區(qū)分這些系統(tǒng)是不夠的。由于低壓側(cè)開關(guān)動作時間長,空氣斷路器僅在檢修時啟動RELT降低允通電流來避免弧光傷害,對于低壓側(cè)的電弧故障,通過中壓側(cè)弧光保護可以快速切斷電源,避免人員傷亡。
為了降低電弧故障的可能性,采用溫升監(jiān)測、弧光保護紅外熱成像一體化設(shè)備,實時監(jiān)測設(shè)備溫度變化,溫升異常部位重點監(jiān)測,預(yù)判弧光發(fā)生可能,電弧光發(fā)生瞬時捕捉發(fā)送邏輯跳閘動作,限制電弧故障能量。同時通過快速接地系統(tǒng),十毫秒內(nèi)將電弧故障轉(zhuǎn)換為螺栓故障,熄滅電弧,保證人身安全,避免財產(chǎn)損失。
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