母線弧光短路保護(hù)裝置 弧光保護(hù)設(shè)備 線路弧光保護(hù)裝置

 

廠用/ 配電中壓開關(guān)柜為全廠輔機(jī)/ 供電系統(tǒng)的供電樞紐。在發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)， 是否能迅速地切除故障，對(duì)全廠/ 配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。但是，按目前的保護(hù)方案，存在以下幾個(gè)問題：

① 中壓母線尚沒有配置任何專門的保護(hù); 而是由進(jìn)線開關(guān)的相關(guān)后備保護(hù)來兼顧的;

② 進(jìn)線開關(guān)與出線開關(guān)的保護(hù)需要相互配合: 一般速斷保護(hù)延時(shí)的級(jí)差至少為 300ms， 甚至 500ms ;

③ 過流保護(hù)的配合級(jí)差更是長達(dá) 1 – 2 秒。

所以，廠用/ 配電系統(tǒng)中壓母線上所發(fā)生的任何故障都至少要延時(shí)切除。換句話說，現(xiàn)有的廠用中壓母線能在 時(shí)間切除故障的保護(hù)還是個(gè)空白。可是，我們只要稍加注意，就會(huì)不難發(fā)現(xiàn)不論是中壓開關(guān)母線的上游還是下游的諸多電氣設(shè)備無一沒有配有快速保護(hù)。相比之下，我們恐怕很難有充分的理由來說明，中壓母線的安全性可靠性應(yīng)該受到這樣的懈怠。鑒于中壓母線的重要地位，任何故障的延時(shí)切除，都是我們極為不愿意看到的狀況。因?yàn)殚_關(guān)柜內(nèi)的各種故障，其短路電流所產(chǎn)生的電弧及其大量的高溫，使柜內(nèi)氣體急劇膨脹，可在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到頂峰，嚴(yán)重危及人身和設(shè)備安全。

1.1  1 電弧光產(chǎn)生的原因

引起開關(guān)柜弧光短路故障的原因很多，主要有：絕緣故障、載流回路不良、外來物體的進(jìn)入、人為操作錯(cuò)誤、系統(tǒng)改變或故障等。

1.2  2 電弧光的能量

開關(guān)柜發(fā)生內(nèi)部弧光故障產(chǎn)生的短路功率可高達(dá) 8~60 MW，所產(chǎn)生的能量與電弧的燃燒時(shí)間、短路電流的平方值、柜體幾何尺寸以及所使用的材料等因素有關(guān)，其中 主要的因素是短路故障電流及電弧燃燒的時(shí)間，電弧能量與有關(guān)電弧燃燒的時(shí)間的關(guān)系如圖所示。從圖中可以看出，電弧燃燒持續(xù)時(shí)間超過 100 ms ，所釋放的能量開始急劇增加，接著各種故障效應(yīng)對(duì)開關(guān)設(shè)備的電纜、銅排以及鋼材造成嚴(yán)重?fù)p壞.

 

1.3  3 電弧光對(duì)人員的傷害：

電弧光發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的高溫，灼燒人員皮膚；強(qiáng)光刺傷眼睛；強(qiáng)電侵害肌肉、神經(jīng)；爆破壓力造 員的墜落及碎片飛射；爆破音造 員的耳膜、內(nèi)臟震動(dòng)損傷；毒氣傷害人員呼吸系統(tǒng)。

1.4  4 電弧光對(duì)設(shè)備的傷害：

電弧光發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的大量氣體，其壓力波可造成盤體變形、破碎；電弧可使銅排氣化的體積膨脹，空氣因高溫而膨脹；爆破音造成盤內(nèi)強(qiáng)烈震動(dòng)，使固定元件松脫。高溫可造成電纜在100ms內(nèi)燃燒、及所有絕緣材料的燃燒，造成銅排、 鋁在150ms內(nèi)燃燒熔毀氣化，并產(chǎn)生大量的濃黑有毒的煙氣，這些含有大量碳黑 煙氣將迅速擴(kuò)散至整段母線和開關(guān)柜，造成所有一次和二次設(shè)備表面的嚴(yán)重污染，使得絕緣電阻為零。

由于開關(guān)柜為剛性連接，結(jié)構(gòu)緊湊，空間有限，使得任何方式的清理工作，都將是耗時(shí)，費(fèi)力的。更不用說受損設(shè)備的更換了。為重要的是整段母線的停役，給全廠帶來的經(jīng)濟(jì)損失將是無法估量的。同時(shí)要想使設(shè)備的絕緣完全恢復(fù)到原來的水平幾乎是不可能的。

 

電弧光保護(hù)系統(tǒng)使用電弧光探頭監(jiān)測(cè)電弧光信號(hào)，配合過流判斷故障， 其整組動(dòng)作時(shí)間小于20ms，加上斷路器35-60ms的跳閘時(shí)間，能有效保護(hù)開關(guān)設(shè) 備，是目前動(dòng)作 快的電弧光保護(hù)系統(tǒng)，是中壓開關(guān)柜內(nèi)部故障保護(hù)的解決方案。