中压开关柜的内部电弧试验是一项不确定性较大的试验,任何厂家做内部电弧试验都不能肯定一次性通过,特别是40/50kA 1秒的试验。当然,特殊手段不算。内部电弧试验需要非常认真的准备,很多微小的孔洞、微小的缝隙都可能导致试验失败,如开关柜与试验台之间有间隙,电弧会从柜底部喷出,引燃指示器。后者开关柜顶部泄压板过薄,拉断飞出也会导致试验失败。
首先中压开关柜的结构设计要保证泄压通畅,特别是中置柜的电缆室,空间狭小,如果中间再有些横梁、电流互感器等元器件就会阻碍气流,从而影响泄压时间,导致其它部位承受过大的压力和时间。开关柜的内部电弧试验,首先是爆破冲击波作用,冲击波以引弧点为中心向周围辐射发出,冲击波以光速传播,到达侧板门板等位置会产生重叠负压,冲击波会造成开关柜薄弱环节的破坏,这时候我们预留了的薄弱环节就要起作用,迅速打开,在8~10ms内打开,从而使开关柜压力得以降低。
冲击波直线传播,因此泄压板如果无法和引弧点形成直线,必要的反射系统需要同步建立,以保证电弧经一次反射后打开泄压板,不能再延迟。这里面就有需要注意的地方,即反射,盖板门板有些是直接面对冲击波,有些是经过反射造成的冲击破坏,因此开关柜二次护板等容易被冲开,从而从侧边对门板冲击。还有母线室盖板等都会被冲击,引发次生破坏。
电弧的能量是由电弧电压和短路电流决定的,电弧电压与试验电压无关,电弧电压一般是每厘米40V左右,因此如果电弧长度是12.5厘米,那么电弧电压大概是500V,如果电弧长度被拉得很长,那么电压将增加很多,从而导致电弧能量增加巨大,破坏力也就加大。因此控制电弧长度是关键,同样是40kA 1秒,小型柜电弧能量要小,而开关柜越大,如40.5kV开关柜则能量要大数倍,破坏力也就越强。
因此内部电弧试验的电弧控制也十分重要。这里不是弄虚作假,而是在标准允许的情况下,精心连接,如连接铜丝不要过长,实现短接即可,铜丝拉紧,不要多圈缠绕,将多余长度的引弧铜丝减掉。不要绕过绝缘板边缘连接,可以绝缘板打孔直线连接,以减少电弧长度。内部电弧试验后期的热效应需要开关柜内部所有材料采用阻燃型材料,可以避免持续燃烧。
如开关柜采用铝母线或铜排含有较多铝杂质,在电弧意外对准的情况下,燃烧电铝氧化释放的大量热量足以蒸发更多的金属,蒸发的铝本身可以快速氧化,从而维持反应,以这种方式产生的多余热量加热附近的材料,包括母线、空气和任何绝缘支撑。随着母线和空气温度的升高,蒸发和氧化速率增加,从而加速整个过程。随着空气温度的增加,空气膨胀并推动热氧化物颗粒,铝母线会达到其熔点,从而进一步增加氧化速率,推进燃烧。因此,对于内部电弧,铝母线造成的破坏更强。
来源:会说电气