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發(fā)布時(shí)間：2022-04-12 11:11:17
1充氣柜內(nèi)部電弧故障
因?yàn)樵O(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(huì)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(diǎn)動(dòng)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(dòng),弧根可沿著導(dǎo)體跳動(dòng)或轉(zhuǎn)移,因此很簡單構(gòu)成事端擴(kuò)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(dá)10000~20000°C),其損壞力很強(qiáng),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(huì)消融,蒸騰,零件外表會(huì)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(huì)氣化,并分解出有毒和腐蝕性氣體,次之絕緣件也會(huì)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(huì)使柜體內(nèi)部的空間氣體溫度在短時(shí)間內(nèi)會(huì)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(huì)對(duì)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(huì)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(jìn)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(qiáng)超過泄壓設(shè)備規(guī)劃的開釋壓力,泄壓設(shè)備將會(huì)靈敏翻開,氣體將從泄壓設(shè)備通道開釋,進(jìn)入到柜體外部,使柜體內(nèi)部壓強(qiáng)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(shí)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(jìn)程如圖1所示,壓力進(jìn)程可以分為四個(gè)物理階段如圖1。
緊縮階段。0~t1時(shí)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(shí)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(shí)間大約為5~10ms。
膨脹階段。t1~t2時(shí)間內(nèi)排氣口從初步到完全翻開,當(dāng)柜體內(nèi)的壓強(qiáng)上升到一定值后,壓力開釋設(shè)備的排氣口將會(huì)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(dòng),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(shí)間持續(xù)大約為5~10ms。
開釋階段。t2~t3時(shí)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(shí)間與繼電保護(hù)設(shè)備和斷路器的初步時(shí)間有關(guān)。時(shí)間短的只要幾十到上百毫秒,長得可達(dá)1s。
電弧停息往后。>t3時(shí)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(shí)間對(duì)充氣柜的危險(xiǎn)最大,此時(shí)間柜體內(nèi)的氣體被緊縮,溫度和壓強(qiáng)急劇升高,泄壓設(shè)備初步動(dòng)作時(shí)損壞最大,因此充氣柜應(yīng)以此時(shí)間沖擊為規(guī)劃準(zhǔn)則,能承受主次時(shí)間的壓強(qiáng)。
3充氣柜結(jié)構(gòu)強(qiáng)度優(yōu)化規(guī)劃
當(dāng)內(nèi)部電弧故障產(chǎn)生時(shí),不同間隔內(nèi)的壓強(qiáng)和問題隨時(shí)間改動(dòng)是不同的,斷路器壓強(qiáng)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(qiáng)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(diǎn)。
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(gè)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(gè)不銹鋼的掛鉤進(jìn)行固定,每個(gè)掛鉤的截面為0.435cm2,不銹鋼的抗拉強(qiáng)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(qiáng)。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(shí),左右側(cè)選用多層隔板以避免電弧擊穿及緩減氣流對(duì)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(duì)前門的沖擊。
3.2氣室的規(guī)劃氣室的壓強(qiáng)計(jì)損壞也是很大的,在內(nèi)燃弧實(shí)驗(yàn)時(shí)泄爆膜能否開啟起著決定性效果,在設(shè)備泄爆膜時(shí)要設(shè)備規(guī)劃力矩進(jìn)行設(shè)備。氣室規(guī)劃選用3mm的不銹鋼板,在泄爆膜翻開時(shí)其強(qiáng)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(shí)應(yīng)選用填料方法焊接,增加其強(qiáng)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(gè)整體,使氣室強(qiáng)度增加。
4總結(jié)
內(nèi)部電弧故障對(duì)充氣柜的損壞是很健壯的,特別是對(duì)電纜室和短路氣室,對(duì)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(jìn)行規(guī)劃,增加強(qiáng)度以確保人員安全,在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和成本方面仍是一個(gè)長時(shí)間的課題。次柜體通過內(nèi)燃弧實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,此規(guī)劃通過實(shí)驗(yàn),柜體電纜室實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)效果來看,此實(shí)驗(yàn)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)。
