開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)部間隔發(fā)生故障而產(chǎn)生的電弧光會(huì)造成開(kāi)關(guān)設(shè)備中的壓力和溫度迅速增加,如不及時(shí)切除、將可能造成以下重大危害:
l 電弧光中心溫度(相當(dāng)于太陽(yáng)表面溫度的2~4倍,約為10000~20000°C)過(guò)高導(dǎo)致銅排、鋁排熔毀氣化;
l 電纜熔毀,電纜護(hù)套著火;
l 開(kāi)關(guān)設(shè)備劇烈振動(dòng),使固定元件松脫;
l 使上一級(jí)變壓器承受近距離短路沖擊,故障電流產(chǎn)生的電動(dòng)力可能導(dǎo)致變壓器繞組變形引起匝間短路;
l 故障產(chǎn)生的弧光沖擊波以300m/s的速度爆發(fā),可摧毀途中的任何物質(zhì),若波及站內(nèi)直流系統(tǒng)導(dǎo)致全站直流失電,將造成無(wú)法彌補(bǔ)的重大損失;
l 燃燒產(chǎn)生的有毒氣體被人吸入會(huì)產(chǎn)生生命危險(xiǎn);
l 高溫灼傷皮膚,強(qiáng)光刺傷眼睛
l 爆破音振損傷耳膜,肺臟;
l 爆炸碎片飛射,造成人員傷亡。
當(dāng)低壓開(kāi)關(guān)柜發(fā)生電弧,可以通過(guò)三種不同的設(shè)計(jì)理念保護(hù)操作人員和設(shè)備的安全:
l 改善設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu),使之能夠承受電弧(被動(dòng)保護(hù))
l 設(shè)備安裝限制內(nèi)部電弧效應(yīng)的裝置(主動(dòng)保護(hù))
l 設(shè)備安裝限流斷路器
這三種方案(可聯(lián)合使用)已在工業(yè)領(lǐng)域得到快速的發(fā)展,并為一些主要的低壓開(kāi)關(guān)控制柜制造商廣泛使用。
其中限制內(nèi)部電弧效應(yīng)的裝置是一種主動(dòng)保護(hù)裝置,它含有機(jī)電/電子裝置,較被動(dòng)保護(hù)裝置更為復(fù)雜。
主動(dòng)保護(hù)即通過(guò)安裝限制電弧的裝置,以防止內(nèi)部出現(xiàn)故障電弧。
主動(dòng)保護(hù)有以下兩種常見(jiàn)的、可行的方法:
1) 通過(guò)壓力傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)
2) 通過(guò)弧光傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)
第一種方法(采用壓力傳感器作為電弧光探測(cè)單元)
壓力波是裝置內(nèi)出現(xiàn)電弧事故的效應(yīng)之一,它將在電弧出現(xiàn)后的10-15毫秒后出現(xiàn),可以安裝一些壓力傳感器用于探測(cè)壓力峰值。當(dāng)內(nèi)部的壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí),電弧監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出動(dòng)作指令,控制開(kāi)關(guān)器件動(dòng)作。但是要預(yù)先確定電弧在柜內(nèi)產(chǎn)生的過(guò)壓值并非易事。
第二種方法(采用光纖傳感器作為電弧光探測(cè)單元)
弧光監(jiān)測(cè)器的操作邏輯如下:電弧現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的光輻射,因此柜體內(nèi)出現(xiàn)的弧光可以被弧光傳感器探測(cè)到。當(dāng)弧光監(jiān)控系統(tǒng)探測(cè)到故障,會(huì)發(fā)出動(dòng)作信號(hào)給斷路器。這種方法的探測(cè)反應(yīng)時(shí)間僅為1毫秒。