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1充氣柜內(nèi)部電弧故障

因為設(shè)備的本身缺陷或失常的環(huán)境或惡劣的工作條件導(dǎo)致絕緣功能下降,也許因工作人員的誤操作等原因,有或許構(gòu)成柜體內(nèi)氣體空隙擊穿而導(dǎo)致引起內(nèi)部弧故障,或許會構(gòu)成以下事端:

使電弧故障范圍變大并靈敏分散。電弧使質(zhì)量很輕的等離子體,在點動力和內(nèi)部高溫的效果下,可在柜體內(nèi)部產(chǎn)生高速移動,弧根可沿著導(dǎo)體跳動或轉(zhuǎn)移,因此很簡單構(gòu)成事端擴大化,最嚴(yán)峻的情況可使一組并排的充氣柜設(shè)備完全焚燒,構(gòu)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受電弧的灼燒。在這種溫度情況下,電弧碰到金屬,金屬將會消融,蒸騰,零件外表會產(chǎn)生嚴(yán)峻變形和危害;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(yán)峻的危害,然后構(gòu)成損壞。

危及人員安全。在高溫、高功率的電弧效果下,會使柜體內(nèi)部的空間氣體溫度在短時間內(nèi)會忽然上升,使金屬材料,絕緣材料氣化,柜體內(nèi)部壓力的忽然上升會對空間內(nèi)的隔板﹑蓋板、門板、觀察窗和連接件等產(chǎn)生變形,損壞或是零部件向外部飛出,嚴(yán)峻情況下會因柜體飯金的健壯缺乏使充氣柜產(chǎn)生爆炸危及人員安全。

2充氣柜內(nèi)的壓力進程

在柜體內(nèi)部呈現(xiàn)電弧故障往后,電弧能量將靈敏傳遞給周圍的氣體,導(dǎo)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)備將會靈敏翻開,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)部故障產(chǎn)生的損壞力與電弧產(chǎn)生的間隔容積,電弧電壓,持續(xù)的時間,短路電流大小有關(guān)。在電弧產(chǎn)生后,柜體內(nèi)的壓力進程如圖1所示,壓力進程可以分為四個物理階段如圖1。

緊縮階段。0~t1時間內(nèi),柜體內(nèi)部產(chǎn)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)健壯功率電弧,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,這一階段才結(jié)束,持續(xù)的時間大約為5~10ms。

膨脹階段。t1~t2時間內(nèi)排氣口從初步到完全翻開,當(dāng)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)的氣體通過開釋設(shè)備的排氣口開釋,使壓力上升改動,見小r豫主平,這與壓力開釋設(shè)備的排氣口的標(biāo)準(zhǔn),結(jié)構(gòu)和質(zhì)量有關(guān),這段時間持續(xù)大約為5~10ms。

開釋階段。t2~t3時間內(nèi),開釋設(shè)備的排氣口完全翻開后到電話停息。這一階段的持續(xù)時間與繼電保護設(shè)備和斷路器的初步時間有關(guān)。時間短的只要幾十到上百毫秒,長得可達1s。

電弧停息往后。>t3時間內(nèi)為壓力開釋后電弧停息后的情況,處于穩(wěn)定情況。

從圖可知,t1時間對充氣柜的危險最大,此時間柜體內(nèi)的氣體被緊縮,溫度和壓強急劇升高,泄壓設(shè)備初步動作時損壞最大,因此充氣柜應(yīng)以此時間沖擊為規(guī)劃準(zhǔn)則,能承受主次時間的壓強。

3充氣柜結(jié)構(gòu)強度優(yōu)化規(guī)劃

當(dāng)內(nèi)部電弧故障產(chǎn)生時,不同間隔內(nèi)的壓強和問題隨時間改動是不同的,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間隔內(nèi),其壓強最大,電纜室產(chǎn)生的電弧方向難以確定,因此電纜室和氣室為剖析的要點。

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的自攻釘設(shè)備固定,因此面積為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,可以承受力為2.71×10'N,即185MPa,因此可以承受電纜室電弧產(chǎn)生的壓強。為了避免電弧從前面躥出,下前門由三層板組成,在規(guī)劃下部單元時,左右側(cè)選用多層隔板以避免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增加安全性,一邊選用自攻釘,一邊選用尼龍自攻釘設(shè)社為適門方法,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效果,在設(shè)備泄爆膜時要設(shè)備規(guī)劃力矩進行設(shè)備。氣室規(guī)劃選用3mm的不銹鋼板,在泄爆膜翻開時其強度可以滿足要求,因此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)選用填料方法焊接,增加其強度。氣室內(nèi)部在確保絕緣的前提下,增加前后和上下拉桿,前后拉桿與后封板焊接,使其在設(shè)備完成后成為一個整體,使氣室強度增加。

4總結(jié)

內(nèi)部電弧故障對充氣柜的損壞是很健壯的,特別是對電纜室和短路氣室,對有透視窗的充氣柜此處也是軟弱環(huán)節(jié)。在關(guān)鍵部位進行規(guī)劃,增加強度以確保人員安全,在結(jié)構(gòu)強度和成本方面仍是一個長時間的課題。次柜體通過內(nèi)燃弧實驗驗證,此規(guī)劃通過實驗,柜體電纜室實驗后的情況和內(nèi)部損壞嚴(yán)峻,電弧現(xiàn)已燒穿2層板,第三層燒掉部分,因此為了確保人員安全在側(cè)面增加0.7mm敷鋁鋅板。從實驗效果來看,此實驗效果支撐了本次的結(jié)構(gòu)規(guī)劃,也為往后產(chǎn)品的規(guī)劃供給了參考根據(jù)。