开关设备和控制设备的内部故障

户内开关设备和控制设备的内部故障 简介：随着着电气产品的原则的不断完善化的修订，明显的一种问题越来越突出地上升到一定的高度，即原则更加侧重于站在使用者的角度考虑问题。其中最明显的体现就是通过已经修订和征求意见完毕的GB3906-200X和正在修订之中的IEC60298中已经做了重大修订的两项内容来体现。 核心字：户内开关设备 控制设备 内部故障 一方面，GB3906-200X取消了以制造定义的铠装式、箱式和间隔式的定义，取而代之的是维护使用者权利的“用电持续性”的概念；将内部电弧型开关设备和控制设备（IAC）引入原则并规定了“对作为IAC级的开关设备和控制设备该项为必试项目，并在铭牌上加以标记”。另一方面，IEC60298将内部电弧实验由本来的“与顾客协商”修订为“必试的强制性的型式实验项目”。我们今天对内部电弧级（IAC）级的开关设备和控制设备做一简朴简介。一内部故障：1内部故障：由于金属封闭设备自身的缺陷，或异常的工作条件，或误操作等因素，导致的外壳内部的故障，也许引燃内部电弧。2内部电弧级开关设备和控制设备（IAC） internal arc classified switchgear and controlgear（IAC）：经实验验证能满足在内部电弧状况下保护人员规定规定的金属封闭开关设备和控制设备。简朴的讲，IAC级开关设备和控制设备就是我们一般所讲的抗弧型产品。二有关原则规定：GB3906-1991将IAC级开关设备和控制设备规定为与顾客协商项目，就是说顾客需要时制造商按顾客规定进行实验和提供产品。IEC60298-将IAC级开关设备和控制设备规定为：必试实验项目，并在铭牌上加以标记。GB3906-200X规定为IAC级开关设备和控制设备必须在铭牌上加以标记，但尚未明确是必试项目。三内部电弧的重要起因：1操作和维护故障；2大气过电压和操作过电压；3固体绝缘材料的电气故障；4负荷开关、断路器或熔断器过载。四内部电弧的重要效应：内部电弧直接对周边绝缘气体加热，一部分能量通过对流传递，并以热能方式加热导电体，从而导致设备隔室内部压力上升，在规定的预定压力限值之后，热气体膨胀，导致设备内部压力释放。热气体以及瞬态压力波会危及周边人员和设备以及建筑。五内部电弧可危及的类型（可触及性的类型）1非柱上安装的金属封闭开关设备和控制设备：在设备现场，也许需要辨别金属封闭开关设备和控制设备的两种可触及类型： A类可触及性：仅限于授权的人员； B类可触及性：不受限制的可触及性，涉及一般公众的。相应于这两类可触及性，规定了两种不同的实验条件。金属封闭开关设备和控制设备外壳的不同侧面可以具有不同的可触及性类型。采用下述代码表达外壳的不同侧面：F：前面L：侧面R：背面前面应由制造厂明确规定。n 例如对于我们一般所用的12KV产品，如其铭牌标志为：n 级别：IAC BFLRn 内部电弧：25KA，1S的意思就是：内部电弧级产品。正面、侧面、背面为B类可触及性；短路电流有效值为25KA，持续时间为1S。2柱上安装的金属封闭开关设备和控制设备：n C类可触及性：接触不到的设备限定的可触及性六实验时设备与试品的关系（模拟现场环境和人员与设备的相对位置）：设备背面到墙的距离：对于可触及型：800mm；对于不可触及型：100mm；设备侧面到墙的距离：200mm；设备到批示器（模拟操作人员）的距离：300mm。七实验的电流、电压、峰值电流的规定：对于50HZ的设备，峰值电流为交流分量有效值的2.5倍。持续时间推荐为：1S，0.5S和0.1S。如对于31.5KA的设备，其内部电弧的实验值推荐为：31.5KA/1S。八考核IAC级设备的判据（内部电弧实验成功的判据）；1对的紧闭的门、盖板没有启动；2没有浮现封闭柜体破碎现象；3电弧未导致可触及侧烧穿；4人员（批示器）未因热气体效应而点燃；5柜体接地点仍然保持连接。九一般的IAC级开关设备和控制设备应具有的条件：1具有压力释放通道，并且每一种重要功能单元都应有独立的压力释放通道阐明一点：如果设计时不也许实现两个功能单元分别有独立的压力释放通道，则可考虑两者共用一种通道。但应当保证：当一种功能单元发生故障由此通道排泄压力时，不能波及另一种功能单元，反之亦然。2各个隔室间的防护级别应当达到IP403门、面板要有一定的强度和足够的安装强度门、面板的材质和厚度要考虑合适；与门、面板相连接的零部件要保证足够的强度和安装距离。需要阐明的是，做IAC实验时，一般都按照安装螺栓或铰链间距200mm左右，但实际生产时就与之不同。如果说将间距放到400mm，人们都没有理论或实践的证明。因此，我想应当大体与实验时保证相差无几。我的想法是最多螺栓或铰链的间距不要超过300mm。4设备上的与一次功能单元相通的部件应当有防护措施这一点特别需要阐明。目前生产的设备为节省成本或简化工艺，大多没有做到。如安装在柜体后部的与电缆室相通的带电显示屏没有防护措施；如前后门的观测窗应当用10mm的防爆玻璃但目前基本都用6mm的一般玻璃替代，这对于IAC级产品的绝对严禁的。5压力释放通道要有足够的空间和强度有关压力释放空间，没有明确的规定必须为多大。但如果设计得太小，势必将制止压力释放而危及相邻部件。一般，应保证不不不小于500mm2。至于强度，应保证释放压力时，启动的盖板不被气流所冲击脱离柜体而伤及远处人员。6户内设备的外壳防护级别应不不不小于IP40，的保证证人员不被气浪所伤及十IEC建议的IAC级开关设备和控制设备应具有的条件：除上述应具有的条件外，IEC 原则更加强调的是人性化，即内部电弧产生后由该设备自行解决，也就是内部电弧通过设计上对设备容积、绝缘电弧隔室、压力释放装置和具有能量吸取作用的冷却系统进行综合考虑来解决，最后通过柜体外部的统一的安全的通道排除。重要做法是通过压力内部导向传递到气体冷却器而释放。实验成果表白：应用了这种气体冷却器后，气体喷发速度下降了35%。十一。其她的可以限制内部故障对外影响的措施。1运用光传感器、压力传感器、热传感器或者母线差动保护迅速切除故障，缩短故障时间；2采用合适的熔断器与开关装置组合来限制允通电流和故障持续时间；3运用迅速传感、迅速合闸装置（灭弧器）将电弧迅速转移到金属短接回路迅速消除电弧；4遥控。十二其她应当注意的几点1仅目前门关闭时，才干把可抽出部件从工作位置移开到其他位置或由其他位置移到工作位置。应当说对于需要开门操作的设备是不具有IAC级设备的含义的。2IEC60298推荐所有的重要一次功能单元都应当具有IAC级功能。这种说法与我们此前考虑和实验的只在断路器室和电缆室具有IAC功能是不同的，设计时我们应当加以考虑。按照目前的做法是：母线室同样应当具有IAC功能。3如果按照制造厂的阐明书安装、运营和维护开关设备，则在其整个有效期间浮现内部电弧的概率是很小的，但不应完全忽视。4并不是所有的户内设备都应当是IAC级设备。如不在GB3906规定范畴之内的GG-1A型固定设备。在产生的危险可以不计的场合：没有必要选择IAC级金属封闭开关设备和控制设备。 在需要考虑产生的危险时，只能使用IAC级金属封闭开关设备和控制设备。结论尽管既有的设计对开关设备和控制设备进行了不断的优化，但在运营中浮现内部故障还是不可避免的，因此设计上对于IAC级开关设备和控制设备的考虑是必要的，并且不应流于形式化。