開關櫃電弧故障及泄壓通道知識介紹

開關櫃電弧故障及泄壓通道知識介紹

  開關櫃的抗內部電弧故障能力一直是客戶關注的重點。除了開關櫃本身要具有足夠的機械強度，能夠承受住內部電弧故障衝擊波，泄壓通道也至關重要。

實話實說，內部電弧故障試驗也是很困難的，17.5kV 650mm寬的櫃子通過40kA 1s的，首先，焊接螺母條的方式取代拉鉚螺母，拉鉚螺母在巨大的衝擊波衝力下會被拉開，從而形成孔洞，當熱效應燃燒時會點燃指示器。其次，原始設計蓋板、門板沒有采用迷宮結構設計，因此電弧容易從螺栓間縫隙噴出，螺栓的間距必須要小，還要增加蓋板、門板與櫃體直接的密封，采用羊毛氈的做法可以阻止電弧噴出，但羊毛氈過硬，不能保證門板等經常開閉，長期使用後無法密封，不能滿足IP42防護等級及防水要求，而且不夠美觀，經過驗證采用EMKA的密封條，即可以滿足IP，又能經受電弧試驗的壓力燃燒，而且美觀大方，長期使用不會脫落、變形。還是那句話，產品和試驗樣機一致，工程產品必須加密封條，因為內部電弧試驗是這樣子通過的。

通過采用泄壓通道，內部電弧產生的壓力、火焰等直接排出到開關室外部，保證了開關操作人員安全，減少了對其它設備的破壞損失。其實比單純為了通過內部電弧試驗更重要，特別是對於客戶，對於開關站的實際運營人員來說，更為重要。

采用泄壓通道將內部電弧故障產生的壓力、火焰以及開關櫃內部部件燃燒產生的有害氣體、物質等排出到開關櫃配電室外部，安全空曠空間，下圖通過高清攝像拍攝的試驗過程，開關櫃內部電弧等級IAC AFLR 50kA 1s，泄壓通道出口隻有2米，因此火光噴出巨大，而開關前後左右以及頂部，沒有一點火光，安全性可想而知。模擬天花板頂部距離櫃頂600mm，即開關櫃高度2200mm，天花板高度2800mm。這對於配電室高度小，或者化工廠等易燃易爆場所，或船舶等開關室空間小的場合，泄壓通道是非常好的選擇，泄壓通道可以拐彎，可以連接到安全的釋放空間。

如果沒有泄壓通道，距離櫃頂隻有600mm的情況下發生內部電弧故障是非常恐怖的，特別40kA及以上時，電弧產生的衝擊能量巨大，衝出櫃體泄壓板時保持強大的衝擊速度和火焰，如果隻有600mm到達天花板，爆炸衝擊波會在天花板上產生超壓，反彈回來仍然具有很大的能量，這時如果櫃前部或櫃子周邊有人，反彈的電弧衝擊波會擊昏人員，火焰會燃燒到操作人員。

泄壓通道可以是垂直的，或是水平的，不同結構連接起來，形成加大的釋放空間，如充氣櫃下母線室先向下泄壓，先後通過水平通道、垂直通道，再水平通道釋放泄壓，內部故障試驗時，由於存在衝擊波的負壓，對安裝在櫃底部水平泄壓通道的壓力傳感器數據分析，可以看出共出現3波壓力上升值，明顯反映出燃弧故障發生時電弧釋放的過程，首先母線室壓力釋放到底部，然後反彈（1），20ms左右壓力到達0.23Mpa，進而壓力衝擊波回彈到到側麵垂直通道，壓力達到最大值（2），即50ms左右壓力0.5Mpa, 反彈後後續壓力釋放形成第三波壓力,壓力值回到0.2Mpa，而後隨著壓力逐步減小至平穩。衝擊波在前兩個拐彎處會有較大的壓力，隨後壓力迅速降低，達到平緩。

如果開關櫃很多，櫃頂泄壓通道連接在一起，形成緩衝空間，壓力釋放口衝出的壓力就比較小。