弧光保護是指電力系統(tǒng)由于各種的短路原因可引起弧光,弧光會以300m/s的速度爆發(fā),摧毀途中的任何物質(zhì)。只要系統(tǒng)中不斷電,弧光就會一直存在。要想最大限度的減少弧光的危害,我們需要安全、迅速地切斷電弧光,這樣可以在發(fā)生弧光故障的時候,保護操作人員不受傷害,并且可以降低財產(chǎn)損失程度簡稱電弧光保護。
電弧是放電過程中發(fā)生的一種現(xiàn)象,當兩點之間的電壓超過其工頻絕緣強度極限時就會發(fā)生。當適當?shù)臈l件出現(xiàn)時,一個攜帶著電流的等離子產(chǎn)生,直到電源側的保護設備斷開才會消失??諝庠谕ǔl件是很好的絕緣體,但由于溫度的升高或者其他外部因素的作用,其化學和物理特性發(fā)生改變時,它可能變成通電的導體。
只要兩端的電壓提供的能量足以補償熱損耗并維持適當?shù)臏囟葪l件,電弧將會持續(xù)發(fā)生。如果電弧被拉長和冷卻,維持它的必要條件缺失進而熄滅。類似地,如果電路兩相發(fā)生短路也可以產(chǎn)生電弧。短路是兩個不同電壓的導體發(fā)生低阻抗的連接,形成低阻抗的導電體,(例如:金屬工具遺忘在柜子的母排上、錯誤的連接或動物闖入柜子內(nèi),這些都是各種潛在的可能)一旦形成短路,會引起很大的短路電流值,其大小取決于電路的特性。
開關柜和控制柜內(nèi)電弧的發(fā)生
主配電柜或大型的電氣設備(如變壓器或發(fā)電機)附近短路能量高而且有故障產(chǎn)生時的電壓也很高。
在柜體內(nèi)形成電弧的過程可分為四個階段:
l 壓縮階段:電弧占據(jù)了整個空氣空間,由于持續(xù)的釋放能量產(chǎn)生過熱,導致對流和輻射,保留在柜內(nèi)的空氣被加熱,在整個初級階段不同區(qū)域的溫度和壓力值不一樣。
l 擴展階段:從這一瞬間開始,內(nèi)部壓力增加,由于過熱的空氣開始流動而形成一個空洞。在這個階段其壓力達到最大值,并因為熱空氣的釋放而開始減弱。
l 發(fā)射階段:由于電弧能量的持續(xù)釋放,幾乎所有的空氣均被一個緩和但恒定的壓力擠壓出去。
l 發(fā)熱階段:在驅逐出空氣后,柜內(nèi)的溫度幾乎達到電弧的溫度。最后階段就由此開始,直至熄滅。此時,所有金屬和絕緣體在受到產(chǎn)生的氣體、煙霧和溶蝕物質(zhì)顆粒的侵蝕后,已融為一體了。
當電弧出現(xiàn)在非常封閉的設備環(huán)境時,可能不會出現(xiàn)上述某些階段或者只有較少的影響;然而,在電弧的周圍,會形成壓力波、并導致溫度的上升。
以下數(shù)據(jù)表明了一個電弧所具有的危險性:
l 壓力:已估測,在一個相距1500px的20kA故障電弧,一個人所抵受到的壓力為225kg;這種突如其來的壓力會對耳朵造成永久的傷害。
l 溫度:電弧的溫度可以達到約為7000-8000°C
l 聲音:電弧發(fā)出的聲音強度高達160db(槍聲發(fā)出的爆破聲僅為130db)