低壓成套設(shè)備內(nèi)燃弧故障試驗解析

低壓成套設(shè)備內(nèi)燃弧故障試驗解析摘要：近年來，我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力行業(yè)取得了較大的發(fā)展，低壓成套開關(guān)設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于我國眾多行業(yè)和領(lǐng)域，許多現(xiàn)代化企業(yè)也積極引進了各種先進的技術(shù)和設(shè)備。在輸配電設(shè)備中，不論是低壓成套開關(guān)設(shè)備的外形還是性能，都得到了很大改善和提升。但在實際應(yīng)用中，低壓成套開關(guān)設(shè)備短路等故障依然存在，給社會生產(chǎn)和人們的生活帶來了安全隱患。分析了我國低壓成套開關(guān)設(shè)備的發(fā)展趨勢及發(fā)展過程中存在的問題，結(jié)合我國的實際情況尋找新的改進思路，全面提升低壓開關(guān)柜的安全性和穩(wěn)定性，以期為日后的工作提供參考。關(guān)鍵詞：低壓成套設(shè)備；內(nèi)燃弧故障；試驗解析引言低壓成套設(shè)備內(nèi)部燃弧故障因絕緣破壞及空氣擊穿，產(chǎn)生熱、聲、光、電磁波和沖擊波等現(xiàn)象，并通過氣體急劇膨脹使柜體中的燃弧部位隔室壓力驟然增大，波及設(shè)備周圍人和設(shè)備，危害巨大。因此，評估成套設(shè)備限制由內(nèi)部電弧故障引起的人身傷害、成套設(shè)備損壞風(fēng)險和有限的繼續(xù)使用性尤為重要。1我國低壓成套開關(guān)設(shè)備的發(fā)展趨勢1.1外形精致化資源稀缺決定了我國低壓成套開關(guān)設(shè)備外形精致化、緊湊化這一發(fā)展方向。外形的簡單、美觀、實用對設(shè)備的功能發(fā)揮和操控有一定的影響。在低壓成套開關(guān)設(shè)備發(fā)展的過程中，各大企業(yè)遵循"經(jīng)濟實用〃的原則，努力將低壓成套開關(guān)設(shè)備的外形設(shè)計得更精致，以達(dá)到節(jié)能減排、減低能耗的目的。因此，進一步優(yōu)化和設(shè)計低壓成套開關(guān)設(shè)備的外形是非常必要的。1.2結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化低壓成套開關(guān)設(shè)備的市場競爭越來越激烈，企業(yè)只有不斷優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率，才能迅速占領(lǐng)市場份額，贏得目標(biāo)客戶，確保立于不敗之地。國家電網(wǎng)也對各個企業(yè)進行了一些標(biāo)準(zhǔn)化要求，并制定了一系列適合國家電網(wǎng)要求的標(biāo)準(zhǔn)定制柜型。例如最近正在研討中的特定柜型的低壓開關(guān)柜對電弧故障試驗進行了特定要求。為了確保競爭優(yōu)勢，大部分企業(yè)積極引進國外的先進經(jīng)驗、技術(shù)和設(shè)備，包括柔性加工線、數(shù)控鈑金加工設(shè)備等，大大提高了鈑金件的加工工藝。此外，組裝式的柜體結(jié)構(gòu)開始逐漸取代焊接式，抽出式柜體結(jié)構(gòu)逐漸取代固定式，骨架各個相關(guān)部件的生產(chǎn)也朝著模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向過渡，各部件的組裝均可以按照模數(shù)化安裝孔完成，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。1.3操控智能化智能化是新時代發(fā)展的基本方向之一。面對越來越高的人力成本，企業(yè)唯有將操控技術(shù)向智能化的方向發(fā)展，用電子智能替代人工操作，才能在競爭中獲取價格優(yōu)勢。此外，智能化操控也是提高設(shè)備運行安全的有效途徑之一。數(shù)字儀表的推出使低壓成套開關(guān)設(shè)備向智能化的方向發(fā)展。目前，我國低壓成套開關(guān)設(shè)備的元器件性能及殼體的加工設(shè)備基本上都已實現(xiàn)了智能化和可通信化，工作人員在操作室內(nèi)就可以對現(xiàn)場的配電裝置進行智能操控。在實際操作中，許多企業(yè)針對有些開關(guān)原件較低端狀況，使用傳感器和數(shù)字采集器對相關(guān)參數(shù)和運行情況進行收集，并傳達(dá)一些控制指令，大大降低了企業(yè)生產(chǎn)的人力成本。2低壓成套設(shè)備內(nèi)燃弧故障試驗解析2.1低壓核電柜核電站電氣廠房內(nèi)部空間狹小，中低壓設(shè)備都排列緊密，如果不采取內(nèi)燃弧防護措施可能使故障擴大，損壞相鄰的設(shè)備，引起更嚴(yán)重后果，核電站設(shè)計壽命為40?60a,在此期間，成套產(chǎn)品需要保證可靠運行。近年來，隨著我國核電行業(yè)大力發(fā)展，越來越多的成套設(shè)備都會進行內(nèi)燃弧故障試驗，來保障真正運行時的安全。一般情況下，低壓核電柜由于沒有本線路段的進線斷路器保護，線路發(fā)生短路時上級中壓開關(guān)需跳閘保護，中壓保護開關(guān)斷開至少需要0.3s，因此為了盡可能模擬實際運行的情況，試驗時間選擇0.3?0.5s。內(nèi)燃弧故障試驗的燃弧點選擇，除一般成套開關(guān)柜強制規(guī)定的3個點外，還需考慮每個電器元件中最小單元空間產(chǎn)生電弧和壓力的危害。燃弧點選擇:①6MPCC出線排，②3MMCC出線電纜，③半模GV4MCC出線電纜，④2MGV42MCC出線電纜，⑤半模PCCNSXm，⑥VBB(垂直母排)，⑦HBB(水平母排)。不帶限流器或電弧抑制器的試驗單元時，從三相電壓最先起弧開始至三相電流結(jié)束，試驗燃弧時間為300ms。引弧銅絲模擬內(nèi)部故障燃弧點，在通電時間300ms后試驗回路切斷。此次燃弧時間大于通電時間50%，說明此次試驗數(shù)據(jù)有效。2.2燃弧保護等級分類內(nèi)部燃弧故障測試判定依據(jù)在IEC/TR61641-2014中共有7條，分別為(1)門、蓋板等是否處于正確的使用狀態(tài)，是否沒有被打開;(2)指示器和成套設(shè)備之間，沒有超過60g的成套部件飛落;(3)電弧的燃燒是否在成套設(shè)備可自由接近處2m內(nèi)的外殼上造成孔洞;(4)指示器是否沒有被點燃;(5)外殼的可接近部件的保護電路連接是否仍然有效;(6)電弧被限制在成套設(shè)備的指定區(qū)域，并且沒有在其他區(qū)域產(chǎn)生電弧;⑺將受電弧故障影響的功能單位清理、隔離或拆卸后，可以緊急操作成套設(shè)備的其他部分，然后施加1.5倍額定工作電壓的工頻耐受電壓試驗，持續(xù)時間1min，應(yīng)無擊穿閃絡(luò)。2.3內(nèi)部母線的選擇與安裝及電氣連接要求為保證電力系統(tǒng)能正常穩(wěn)定運行，在進行母線選擇、安裝與電氣連接時，應(yīng)確保達(dá)到以下要求與標(biāo)準(zhǔn)。(1)升溫試驗沒有出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，絕緣體以及導(dǎo)體的各項性能指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。(2)母線與母線分段間的距離標(biāo)準(zhǔn)合理，若實際距離超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，應(yīng)及時作出調(diào)整。母線以及相關(guān)電氣設(shè)備完好，未有破損，也不存在污染現(xiàn)象。若有污染，及時使用無水酒精擦拭干凈，并涂抹電力復(fù)合脂，更好提升其性能狀態(tài)。(3)母線、螺栓之間的穿連順序應(yīng)當(dāng)是從下往上。在連接時，先緊固螺栓，保證實際力矩與設(shè)計數(shù)據(jù)相符，之后安裝母線。完成母線安裝后，進行電氣設(shè)備安裝，并對母線以及與母線所連接的電氣設(shè)備進行耐壓試驗，確保試驗結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值相符后，進行后續(xù)連接。為保證整個連接過程的安全性，工作人員需對因不同金屬膨脹引發(fā)的接觸不良問題進行考慮滿足，提前制定相關(guān)預(yù)防方案。2.4內(nèi)燃弧預(yù)防區(qū)驗證的試驗方法IEC/TR61641-20146.1和GB/T18859-20166.1條中對絕緣材料提出了一定的要求，但是并未詳細(xì)規(guī)定進行驗證的方法，只是說要滿足IEC61439-2和GB/T7251.12中的性能要求。IEC61439-2-2011和GB/T7251.1-2013中受絕緣材料影響的試驗包括：(1)外殼熱穩(wěn)定性驗證(如適用);(2)絕緣材料耐受內(nèi)部電效應(yīng)引起的非正常發(fā)熱和著火的驗證;(3)耐紫外線(UV)輻射驗證(如適用);(4)提升試驗;(5)機械碰撞試驗(如適用);(6)成套設(shè)備的防護等級;⑺電氣間隙和爬電距離;(8)介電性能;(9)溫升驗證;(10)短路耐受強度。結(jié)語在低壓成套電氣開關(guān)設(shè)備運行過程中，內(nèi)部母線材料、安裝方式、電氣連接等又會對設(shè)備的運行狀態(tài)、運行質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。對于一般工業(yè)領(lǐng)域和核電領(lǐng)域的低壓成套設(shè)備，內(nèi)燃弧故障試驗后判定主要側(cè)重柜子的整體結(jié)構(gòu)、絕緣耐壓性能，在防護人身安全的前提下，還可考慮后續(xù)操作的安全和使用情況。而高壓成套設(shè)備發(fā)生內(nèi)部燃弧故障危害巨大，暫不考慮設(shè)備二次使用情況，僅確保操作人員和其他設(shè)備絕對安全。另外，建議在成套設(shè)備提高柜體內(nèi)部燃弧故障能力的同時，應(yīng)定期對設(shè)備進行檢查和維護，定期清潔和檢驗絕緣件，對運行維護人員進行專業(yè)培訓(xùn)，盡量避免內(nèi)部燃弧故障事故發(fā)生。參考文獻(xiàn)張碧野.低壓成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)部母線的選擇與安裝及電氣連接[J].信息記錄材料，2019，20(5)：60-61.代淑芬.低壓電氣柜母線短路動、熱穩(wěn)定性研究口].無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2017，17(6)：