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      減少開關設備電弧故障的方法

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      閱讀次數:55    發布時間:2022-05-20 13:05:17

      電弧是您可能遇到的最具破壞性的工業事故之一,瞬間,您的開關設備可能被毀壞,下游設備嚴重損壞,業務關閉數天或數周,員工嚴重受傷或死亡。

      在某些設施或應用中,電弧的潛在風險非常低;傳統的(無弧光保護)開關設備可以使用,風險很??;但是,在大多數應用中,依靠包含有助于減少電弧危險的功能的設備更有意義,這些功能為防止電弧事故的破壞性后果提供了謹慎的“保險”。

      這種破壞性的潛力是毀滅性的,11kV開關設備中電弧閃光期間釋放的能量相當于啟動六架航天飛機所需的能量,溫度可能高達 20,000 攝氏度,比太陽表面的溫度高五倍,并且能夠蒸發金屬。

      電弧故障可能很少見,但卻是開關設備系統中可能發生的最嚴重的故障,有多種潛在原因,包括人為錯誤(最常見)、技術/設備故障和環境原因。

      您可以從多種方法中進行選擇,以降低這種弧閃損壞和傷害的風險,下面描述了三個最常見的。

      被動內部電弧保護

      使用被動內部電弧保護,電弧故障在發生后由傳統保護繼電器分斷,電弧和繼電器跳閘之間的平均時間為 100 到 1,000 毫秒 (ms),它發生在字面上的“眨眼”之內,測量時間為 100 到 400 毫秒。

      雖然它只持續一瞬間,但電弧事件幾乎肯定會導致足夠的損壞,以至于開關設備需要維修和更換零件,依賴開關設備供電的生產過程也可能受到嚴重破壞。

      帶有被動內部電弧保護的開關設備結合了某種類型的管道系統,為高壓、高溫和潛在的有毒氣體提供“逃生通道”,一些開關設備包括一個通向外部區域的管道,這種解決方案通常用于較小的開關設備室,如果開關設備位于較大的房間內或遠離外墻,則管道會通入開關設備安裝室。

      這兩種通風策略都減少或消除了電弧氣體從開關設備前部噴出,有助于減少潛在的傷害,它還可以消散爆炸壓力,有助于減少對開關設備的內部損壞。

      主動內斷弧

      在配備有源內部滅弧的開關設備中,保護電路獨立于保護繼電器運行,典型的電弧分斷時間約為 60 – 80 ms,這是檢測電弧所需的時間、斷路器操作所需的時間和斷路器操作時間的總和。

      使用向上游斷路器發送信號以分斷電路的傳感技術可以非??焖俚貦z測到電弧,兩種常見的弧光檢測方法是電流感應設備和/或“看到”閃光的光學光傳感器,響應時間比被動內部電弧保護更快,但仍不足以防止潛在的重大損壞和傷害。

      眾所周知,彈簧儲能機構斷路器會隨著斷路器老化而增加其分閘時間,從而導致更長的熄滅電弧時間。較長的跳閘時間直接與電弧閃光造成的損壞增加有關,對于不會隨著時間的推移而減慢分閘的磁力斷路器,這不是問題。

      主動消弧

      上述兩種方法都有助于減少電弧造成的潛在損害和傷害,但重要的是要注意,它們都會在電弧發生后做出反應。第三種方法是主動消弧,顧名思義,它的設計目的是快速響應,幾乎可以消除電弧。

      與前面的方法一樣,它在技術上也會對發生的電弧做出反應,但反應如此之快,以至于通常對開關設備的損壞最小,對人員的傷害機會很小或根本沒有,它實現了比其他方法明顯更快的響應,通常小于 1.5 毫秒但不超過 4 毫秒。它沒有使上游斷路器跳閘,而是通過使用超快速接地開關 (UFES)來實現這一點,該開關在發生電弧故障時啟動三相接地短路。

      UFES 與通過各種傳感方法快速可靠地檢測故障相結合,有助于確保電弧故障在發生后幾乎立即熄滅,這意味著熱量和壓力的急劇降低,讓開關設備重新合閘通常只需要擦拭內部并更換初級開關元件,所有這些都可以在幾個小時內完成。

      概括

      如果您家中發生火災,那么擁有一個檢測和警報系統可以立即召喚消防部門,讓他們在幾分鐘內到達,這是令人欣慰的,但如果有一個系統能從一開始就防止火災,那就更令人欣慰了,這與將主動消弧系統與其他管理電弧故障的方法區分開來的情況類似。

      主動消弧可以說是減少電弧閃光的最有效方法,但與其他保護方法相比,成本略有增加。對于缺少任何電弧保護設計元素的開關設備,相對于它所保護的開關設備的成本而言,主動消弧是一項很小的投資。在評估成本效益分析時,考慮由于電弧事件后的生產或工藝中斷而導致的額外成本也很重要。

      為了幫助為您的人員和開關設備提供最高水平的保護,并將日常操作中斷的風險降至最低,通過超快速接地開關主動消除電弧是您開關設備的正確選擇。

      (來源:網絡,版權歸原作者)


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