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1高壓充氣柜內(nèi)部電弧故障
由于設(shè)備的本身缺陷或反常的環(huán)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,有或許形成柜體內(nèi)氣體空隙擊穿而導致引起內(nèi)部弧故障,或許會形成以下事端:
使電弧故障范圍變大并敏捷分散。電弧使質(zhì)量很輕的等離子體,在點動力和內(nèi)部高溫的作用下,可在柜體內(nèi)部發(fā)生高速移動,弧根可沿著導體跳動或轉(zhuǎn)移,因而很簡單形成事端擴大化,最嚴峻的狀況可使一組并排的高壓充氣柜設(shè)備徹底燃燒,形成大面積斷電。
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嘗電弧的灼燒。在這種溫度狀況下,電弧碰到金屬,金屬將會融化,蒸發(fā),零件表面會發(fā)生嚴峻變形和損害;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損害,然后形成損壞。
危及人員安全。在高溫、高功率的電弧作用下,會使柜體內(nèi)部的空間氣體溫度在短時刻內(nèi)會突然上升,使金屬材料,絕緣材料氣化,柜體內(nèi)部壓力的突然上升會對空間內(nèi)的隔板﹑蓋板、門板、觀察窗和連接件等發(fā)生變形,損壞或是零部件向外部飛出,嚴峻狀況下會因柜體飯金的強壯不足使高壓充氣柜發(fā)生爆炸危及人員安全。
2高壓充氣柜內(nèi)的壓力進程
在柜體內(nèi)部呈現(xiàn)電弧故障今后,電弧能量將敏捷傳遞給周圍的氣體,導致柜體內(nèi)的氣壓上升。如過空氣中的壓強超過泄壓設(shè)備規(guī)劃的開釋壓力,泄壓設(shè)備將會敏捷翻開,氣體將從泄壓設(shè)備通道開釋,進入到柜體外部,使柜體內(nèi)部壓強下降,下降壓力。
內(nèi)部故障發(fā)生的損壞力與電弧發(fā)生的距離容積,電弧電壓,繼續(xù)的時刻,短路電流巨細有關(guān)。在電弧發(fā)生后,柜體內(nèi)的壓力進程如圖1所示,壓力進程能夠分為四個物理階段風圖1。
緊縮階段。0~t1時刻內(nèi),柜體內(nèi)部發(fā)生電弧到泄壓設(shè)備通道口排出。設(shè)在t=0時柜體內(nèi)部呈現(xiàn)強壯功率電弧,故障室內(nèi)的壓力上升很快。內(nèi)部故障電流越大,電弧電壓越高,隔內(nèi)體積越小,則壓力上升越快。直到排氣口翻開,這一階段才完畢,繼續(xù)的時刻大約為5~10ms。
膨脹階段。t1~t2時刻內(nèi)排氣口從開始到徹底翻開,當柜體內(nèi)的壓強上升到一定值后,壓力開釋設(shè)備的排氣口將會翻開,隔室內(nèi)的氣體經(jīng)過開釋設(shè)備的排氣口開釋,使壓力上升改變,見小r豫主平,這與壓力開釋設(shè)備的排氣口的尺度,結(jié)構(gòu)和質(zhì)量有關(guān),這段時刻繼續(xù)大約為5~10ms。
開釋階段。t2~t3時刻內(nèi),開釋設(shè)備的排氣口徹底翻開后到電話平息。這一階段的繼續(xù)時刻與繼電保護設(shè)備和斷路器的開端時刻有關(guān)。時刻短的只有幾十到上百毫秒,長得可達1s。
電弧平息今后。>t3時刻內(nèi)為壓力開釋后電弧平息后的狀況,處于穩(wěn)定狀況。
從圖可知,t1時刻對高壓充氣柜的危險最大,此時刻柜體內(nèi)的氣體被緊縮,溫度和壓強急劇升高,泄壓設(shè)備開始動作時損壞最大,因而高壓充氣柜應(yīng)以此時刻沖擊為規(guī)劃原則,能接受主次時刻的壓強。
3高壓充氣柜結(jié)構(gòu)強度優(yōu)化規(guī)劃
當內(nèi)部電弧故障發(fā)生時,不同距離內(nèi)的壓強和問題隨時刻改變是不同的,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距離內(nèi),其壓強最大,電纜室發(fā)生的電弧方向難以確定,因而電纜室和氣室為分析的要點。
3.1電纜室的規(guī)劃電纜室的泄壓板外形為95mmx155mm,由四塊組成并用四個M6的自攻釘裝置固定,因而面積為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,能夠接受力為2.71×10'N,即185MPa,因而能夠接受電纜室電弧發(fā)生的壓強。為了防止電弧從前面躥出,下前門由三層板組成,在規(guī)劃下部單元時,左右側(cè)選用多層隔板以防止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添加安全性,一邊選用自攻釘,一邊選用尼龍自攻釘設(shè)社為適門方式,削減氣流對前門的沖擊。
3.2氣室的規(guī)劃氣室的壓強計損壞也是很大的,在內(nèi)燃弧實驗時泄爆膜能否開啟起著決定性作用,在裝置泄爆膜時要裝置規(guī)劃力矩進行裝置。氣室規(guī)劃選用3mm的不銹鋼板,在泄爆膜翻開時其強度能夠滿足要求,因而鋼板之間的焊縫為薄弱環(huán)節(jié),特別是后封板,在焊接時應(yīng)選用填料方式焊接,添加其強度。氣室內(nèi)部在保證絕緣的前提下,添加前后和上下拉桿,前后拉桿與后封板焊接,使其在裝置完成后成為一個整體,使氣室強度添加。
4總結(jié)
內(nèi)部電弧故障對高壓充氣柜的損壞是很強壯的,特別是對電纜室和短路氣室,對有透視窗的高壓充氣柜此處也是脆弱環(huán)節(jié)。在關(guān)鍵部位進行規(guī)劃,添加強度以保證人員安全,在結(jié)構(gòu)強度和成本方面仍是一個長時間的課題。次柜體經(jīng)過內(nèi)燃弧實驗驗證,此規(guī)劃經(jīng)過實驗,柜體電纜室實驗后的狀況和內(nèi)部損壞嚴峻,電弧現(xiàn)已燒穿2層板,第三層燒掉部分,因而為了保證人員安全在側(cè)面添加0.7mm敷鋁鋅板。從實驗成果來看,此實驗成果支撐了本次的結(jié)構(gòu)規(guī)劃,也為今后產(chǎn)品的規(guī)劃供給了參考依據(jù)。
