封闭式低压成套开关柜内部引弧试验及防护措施

摘 要随着当前社会经济的快速发展，作为电力系统重要组成部分的成套开关设备需求量非常大。在这当中，封闭式低压成套开关柜作为分配电能的重要设备，在成套开关设备中数量最多，并且得到了广泛的应用。其质量好坏，对于人们的生活以及工作等会造成直接的影响，尤其是设备内部的燃弧故障，不但会对设备的安全可靠性产生影响，而且会对运行以及维护人员和周边区域的人员安全有着很重要的影响。因此，本文主要就对封闭式低压成套开关柜内部引弧试验及防护措施进行分析和探讨。

【关键词】低压成套开关柜 内部引弧 防护措施

1 内部故障电弧的产生与危害

内部故障电弧的产生主要可以分为四个阶段，分别为压缩、膨胀、排放、热效应，对于电弧能量其大小主要是由系统短路容量所决定。电弧在点燃之后会产生很大的爆炸冲击力以及高温，因此电弧周边的压力在电弧产生之后的十毫秒能够达到最大值，周边的温度也能够在五毫秒后实现最大值。对于封闭成套开关设计其若是产生电弧，其中采用减压装置对高温气体若不能放出，就会造成外壳破裂，将一些有毒残留物和炽热的颗粒物吹散到开关设备的周边，这样就会造成其周边的人员产生人身伤亡。

2 封闭式低压成套开关柜内部引弧试验相关分析

2.1 设备防护装置

开关柜为了实现对设备防护的目的，就需要在对人身防护的基础上确保引弧区域的电弧在传播中对其他区域不产生影响，对于引弧区域当中的元件产生损坏是可以允许的。

2.2 引弧点的选用

对于引弧点，其主要有出线功能单元的负荷侧、电源侧和沿着分支母线和主母线、进线功能单元的负荷侧和电源侧。在这当中，通常会选取至少一个点实施引弧试验，并且，在这当中需要选择间距比较大的点作为引弧点，使得其产生的电弧长度比较长以及能量比较大。

2.3 燃弧持续时间

电弧在燃弧中的持续时间通常根据主回路保护器件之间动作间距时间有效选择，一般所持续的时间都是在0.1～0.5s。通常，大部分开关柜的引弧试验其自身的持续时间都需要按照0.3s来选择。

2.4 试验

若是在第一次引燃试验当中，在整个试验过程中电弧往往维持时间不到一半就熄灭，并且也不会再次引燃，这就需要在同一个引燃点继续该试验，若是还是没有达到相应的持续时间，这就可以不需要进行继续试验。对于同一个引燃点最多能够实施两次引燃试验，并且在第二次试验之前需要保证开关柜没有损坏，并且不能人为对其实施修福，但是，相对同一个开关柜实施多次试验时需要在新的试验点实验前需要对开关柜进行修复，以此来保证在新的引燃试验钱开关柜是处于完好的状态。

3 开关柜内部燃弧防护措施

3.1 预防性措施

（1）需要根据开关柜的安装分类以及应用环境，来选择性能良好的绝缘支撑件和导线以及元件等，加强设备内部的主回路的空气净距以及爬电距离。

（2）主回路元器件的主要接线段子需要应用绝缘隔板将其分隔，对于裸露的母线在其之上进行热缩套管的套用，母线之间所连接的部位需要应用绝缘套将其包住，同时对母线需要使其处于金属或者绝缘封罩当中。

（3）按照开关柜实际的应用条件。对其防护等级以及通风条件实施合理设计，同时对电气回路的容量裕度加强重视，防止开关柜长时间的在满负荷或者超负荷的状态，确保温度不大于规定值，避免绝缘件产生老化或者被击穿。

（4）因为操作失误或者被雷击造成线路当中产生很大的电压，这样就会使得绝缘件被击穿而放电，以至于造成短路而出现电弧，这就需要在可能会产生过电压的地方进行电压抑制装置的设置。

（5）对电气以及机械闭锁措施进行合理的设置，避免由于误操作而导致内部的故障，尤其是避免带负荷抽出或插入抽屉单元。

3.2 保护性措施

3.2.1 主动防护措施

在试验柜体的设计中需要应用故障电弧进行来防护，避免出现电弧。

（1）采用隔板实施隔离，比如，开关设备可以分隔为母线以及功能单元和仪表等，各个功能区间的分隔就可以将电弧产生的可能性降低。

（2）避免电弧的结构设计产生，比如，对母线之间的连接件以及引出端子等元器件需要应用绝缘材料进行包住。

（3）应用相应的比漏电指数（ CTI 值） 比较高的绝缘性材料。

（4）强化螺栓连接件之间的接触压力，按照相关规定确保螺栓连接之间的转角以及转矩能够合格，以此来防止由于导体之间的接触不是很好造成电弧产生。

3.2.2 被动防护措施

（1）对由于电弧造成的短路电流强度和所自身持续的时间进行限制，来对灾害的程度进行降低，这主要在供电设计中加强重要，并且也可以采用限流断路器或者熔断器对电流强度进行限制，还有采用相应的防护装置对电弧的持续时间进行限制，以此来最大化的将电弧的负面效应进行有效限制。

（2）在樣柜的设计中需要加强对人身安全防护的重视，为了避免成套开关设备所出现的电弧对于周边人群产生伤害，就需要采用相应的措施进行阻止，这都是人身防护。开关柜当中产生的电弧故障中压力突然增大，隔室周边都需要承受更大的压力。在断路器周边产生的内部电弧故障时往往会对柜体的前后侧板以及继电器隔板等产生影响，若是电缆室当中产生燃弧故障时会对柜体部件为后左右侧板、前侧隔板、柜体后门等产生影响，若是主母线室产生这种故障时会对柜体部件为后左右侧板以及前侧隔板和泄压通道盖板等产生影响。在这当中相应的开关柜就需要按照对其所产生影响的对象实施有针对性的对结构强化，以此来有效预防。

4 结语

总之，在应用当中需要按照开关柜的应用环境以及主接线方式和应用规模对防护措施有效应用，但是，为了能够将开关柜内部燃弧所产生的故障消除，还有对电弧所产生的人身伤害降低，不但需要对开关柜合理防护，还需要加强对人员的有效培训，同时在此基础伤害做好相关的维护措施，这样才能够保证设备安全以及稳定有效运行。

参考文献

[1]陆宇光.低压成套开关柜保护电路有效性试验常见问题[J].江苏电器，2000（01）：13-16.

[2]王小川，胡彦雪，李石头.低压成套开关设备型式试验的问题及改进方法[J].硅谷，2014（22）：226-227.

作者简介

罗华，大学本科学历。现为海南金盘电气有限公司中级电气工程师。专业为电气工程及其自动化。

作者单位

海南金盘电气有限公司 海南省海口市 570100endprint