开关柜电弧故障及泄压通道知识介绍

开关柜电弧故障及泄压通道知识介绍

  开关柜的抗内部电弧故障能力一直是客户关注的重点。除了开关柜本身要具有足够的机械强度，能够承受住内部电弧故障冲击波，泄压通道也至关重要。

实话实说，内部电弧故障试验也是很困难的，17.5kV 650mm宽的柜子通过40kA 1s的，首先，焊接螺母条的方式取代拉铆螺母，拉铆螺母在巨大的冲击波冲力下会被拉开，从而形成孔洞，当热效应燃烧时会点燃指示器。其次，原始设计盖板、门板没有采用迷宫结构设计，因此电弧容易从螺栓间缝隙喷出，螺栓的间距必须要小，还要增加盖板、门板与柜体直接的密封，采用羊毛毡的做法可以阻止电弧喷出，但羊毛毡过硬，不能保证门板等经常开闭，长期使用后无法密封，不能满足IP42防护等级及防水要求，而且不够美观，经过验证采用EMKA的密封条，即可以满足IP，又能经受电弧试验的压力燃烧，而且美观大方，长期使用不会脱落、变形。还是那句话，产品和试验样机一致，工程产品必须加密封条，因为内部电弧试验是这样子通过的。

通过采用泄压通道，内部电弧产生的压力、火焰等直接排出到开关室外部，保证了开关操作人员安全，减少了对其它设备的破坏损失。其实比单纯为了通过内部电弧试验更重要，特别是对于客户，对于开关站的实际运营人员来说，更为重要。

采用泄压通道将内部电弧故障产生的压力、火焰以及开关柜内部部件燃烧产生的有害气体、物质等排出到开关柜配电室外部，安全空旷空间，下图通过高清摄像拍摄的试验过程，开关柜内部电弧等级IAC AFLR 50kA 1s，泄压通道出口只有2米，因此火光喷出巨大，而开关前后左右以及顶部，没有一点火光，安全性可想而知。模拟天花板顶部距离柜顶600mm，即开关柜高度2200mm，天花板高度2800mm。这对于配电室高度小，或者化工厂等易燃易爆场所，或船舶等开关室空间小的场合，泄压通道是非常好的选择，泄压通道可以拐弯，可以连接到安全的释放空间。

如果没有泄压通道，距离柜顶只有600mm的情况下发生内部电弧故障是非常恐怖的，特别40kA及以上时，电弧产生的冲击能量巨大，冲出柜体泄压板时保持强大的冲击速度和火焰，如果只有600mm到达天花板，爆炸冲击波会在天花板上产生超压，反弹回来仍然具有很大的能量，这时如果柜前部或柜子周边有人，反弹的电弧冲击波会击昏人员，火焰会燃烧到操作人员。

泄压通道可以是垂直的，或是水平的，不同结构连接起来，形成加大的释放空间，如充气柜下母线室先向下泄压，先后通过水平通道、垂直通道，再水平通道释放泄压，内部故障试验时，由于存在冲击波的负压，对安装在柜底部水平泄压通道的压力传感器数据分析，可以看出共出现3波压力上升值，明显反映出燃弧故障发生时电弧释放的过程，首先母线室压力释放到底部，然后反弹（1），20ms左右压力到达0.23Mpa，进而压力冲击波回弹到到侧面垂直通道，压力达到最大值（2），即50ms左右压力0.5Mpa, 反弹后后续压力释放形成第三波压力,压力值回到0.2Mpa，而后随着压力逐步减小至平稳。冲击波在前两个拐弯处会有较大的压力，随后压力迅速降低，达到平缓。

如果开关柜很多，柜顶泄压通道连接在一起，形成缓冲空间，压力释放口冲出的压力就比较小。