不同绝缘气体对内部故障电弧压力效应的影响

故障电弧会引起开关柜内气压上升而破坏设备危害附近工作人员,是较为严重的常见事故之一。由于SF_6具有严重的温室效应,为了减少其使用量,笔者研究了不同替代气体对故障电弧压力效应的影响。笔者通过大量实验研究了密闭腔体内氮气和二氧化碳绝缘气体发生内部故障电弧时的压力上升特性,并通过计算总结了不同气体能量转移系数(kp)的规律。研究表明:相同电弧能量下氮气比二氧化碳压力上升更大;压力上升和能量转移系数都随初始充气压增大而上升;相同电弧电流时,二氧化碳比氮气的能量转移系数大。这些发现有利于更好地了解和利用替代气体氮气和二氧化碳,减少SF_6的使用量。

开关柜内部故障电弧的在线检测和保护装置

通过一系列多种光源的传感试验研究,确定了内部故障电弧弧光的特征。在此基础上,采用弧光单判据规则,研发了光纤传感器和一种经济实用的分布式多点内部故障电弧检测保护装置。该装置不仅结构简单、成本低廉,而且动作时间快、抗干扰能力强;不仅可单独使用,也可与各种继电保护装置集成,从而使得开关柜在成本增加不多的情况下,技术水平和附加值都得到很大提高。

内部故障电弧下GIS母线壳体的分析及设计

为验证GIS母线壳体在发生内部故障电弧时,壳体烧穿或短路电流被开断而不会发生爆炸,笔者依据经验公式完成了GIS母线筒的结构设计,并通过ANSYS结构模块对母线筒的强度进行了计算验证,同时通过2.8 MPa水压试验完成了对母线筒强度的校核,验证了设计和理论计算分析的可靠性。另外,考虑到母线筒内电弧的运动效应,由此引起的壳体烧穿时间加长,计算分析了此种情况下GIS母线耐内部故障电弧的能力。分析的结果表明,设计的母线壳体能够满足标准要求。

低压传动柜内部故障电弧试验分析

内部故障电弧试验是低压成套开关设备和控制设备的特殊试验,目的在于验证柜体内部电弧的绝缘强度和抗电弧燃爆破损的强度,检验成套设备柜体结构设计与制造的质量是否满足使用安全可靠性的要求,评价成套设备限制由内部故障造成人员伤害风险的能力。依据相关标准,全面阐述了低压传动装置并网柜的内部故障电弧试验的目的、试验参数设置,并对试验结果进行了分析。

800kV GIS母线内部故障电弧分析及试验验证

母线是GIS设备的主要导电回路,设计具有高参数、高性能的母线结构是保证GIS设备可靠运行的基础。母线在发生内部故障电弧时会产生压力升高,从而引起壳体的破坏,会对整体设备运行及人身安全造成严重危害,因此需要对母线在内部故障电弧下的压力升高进行分析。文中介绍了800 kV GIS母线的技术参数和结构特点,对某实际工程母线结构内部故障电弧下的压力升高及烧穿时间进行了详细地分析及计算,通过内部故障电弧型式试验进一步验证了该母线具有良好的耐受内部故障电弧的能力。

GIS内部故障电弧引起压力升高及烧穿时间的分析与计算

对气体绝缘金属封闭开关设备外壳因内部故障电弧引起的效应进行了分析,依据国家标准,对其烧穿的时间和和罐内压力进行了分析和计算。采用应用的算法对ZF15-363kV GIS进行分析和计算,结果表明其各气室的设计能够满足产品性能要求,没有发生外壳碎裂的可能性。

箱式变电站高、低压侧内部故障电弧试验之比较

对GB/T 17467—2020预装式箱式变电站高、低压测内部故障电弧试验的异同点进行了详细对比分析,希望研究结果有助于检验检测实验室人员快速理解掌握标准要求,为标准中内部故障电弧试验规定的顺利落实奠定技术基础,从而提升高压电器的质量水平。

中压开关柜内部故障电弧计算及防护措施

中压开关柜内部故障电弧引发的事故是较为严重的常见事故之一,笔者总结了现场事故发生的原因,经过分析计算和试验研究,提出了防止内部故障发生及结构改进的措施,研究表明,合理改进开关柜的外壳结构可有效避免事故的扩大,加装弧光保护装置可有效减少电弧对开关柜的损伤。

中压开关柜内部故障电弧防护措施

采用合理的防护方法模拟开关柜内部电弧故障是解决中压开关柜部电弧故障的重要措施,其具有缩短产品开发周期、节省成本、保证配电房安全的作用,因此加强对中压开关柜内部故障电弧相关防护措施的研究是极为必要的。本文阐述中压开关柜内部故障电弧的危害性,并对其内部故障电弧相关的防护措施进行分析,以期为相关从业人员提供可靠参考。

换流变压器内部电弧故障超压仿真研究

换流变压器内部电弧故障将引起油箱内部油压骤升,可能导致油箱破裂甚至严重的爆炸起火事故,严重威胁电力系统安全稳定运行。本文以实际的500 kV特高压换流变压器为研究对象,基于ANSYS平台进行多场耦合数值仿真计算,得到不同故障条件下换流变压器内部超压的时空分布特征。仿真结果表明,设备内部电弧故障期间瓦斯气泡动态增长,油压随瓦斯气泡脉动而骤升并表现出明显的波动特征,换流变压器本体内部油压空间分布不均。本项研究对于换流变压器减压防爆、结构优化具有一定的参考意义。

开关柜内部电弧故障产生力和热的计算模型

开关柜内部电弧故障会引起许多效应。在电弧周围引起压力升高 ,并在柜体内和空气中引起温度升高。建立的模型对内部电弧故障引起的力和热的效应规律进行研究 ,并对这两种效应进行了数值求解。结果表明 ,对于持续时间为 1s的电弧故障 ,柜体内部压力在最初阶段上升很快 ,在达到一个峰值后下降直至消失 ,但热效应持续时间较长。

中压开关柜中内部电弧故障的仿真与实验(英文)

开关柜内部电弧故障会引起设备严重破坏和人员伤亡,对其进行仿真分析可为开发耐内部电弧故障的成套设备提供科学依据,从而缩短开发周期,降低开发成本。在建立开关柜内部电弧故障数学模型的基础上,采用标准计算法对电弧故障导致的压力上升进行了仿真计算。并制作实验模型进行了一系列试验,研究故障电流、压力释放孔等因素对压力上升的影响。比较测量值和计算值,两者符合得较好,本文的仿真软件可以用来指导产品开发。

中压开关柜中内部电弧故障的计算方法和防护措施

采用合适的计算方法模拟开关柜内部电弧故障,不仅可以缩短新品开发周期,而且可大大节省费用,同时可为开发耐内部电弧故障的成套设备提供科学依据,以便采取相应措施,确保操作人员、配电设备,甚至配电房的安全。笔者简单叙述了内部电弧故障的基本物理现象,讨论了几种数学计算模型,并提出了一些防护内部电弧故障的措施。

耐受内部电弧故障级中压开关柜的研究

对耐受内部电弧故障级中压开关柜手车室、电缆室和主母线室分别进行了临界开起压强、最大压强进行了计算,并对开关柜强度进行了校核,最终通过了型式试验。

内部电弧故障试验情况下中压开关柜强度计算

叙述了中压开关柜机械强度的计算和有关压力释放装置的结构 ,据此用NXAIR型开关柜内部电弧故障试验进行了验证 。

开关设备内部电弧故障的分析及应用

电弧故障的危害,主要是热效应和压力效应,介绍了中压开关设备内电弧故障产生效应的分析和计算方法,并应用该分析计算方法对KYN28A-12开关柜手车室门板进行了强度校核,并提出了一些防护内部电弧故障的具体措施,为IAC级开关设备的开发设计提供了参考。

10kV开关柜内部电弧故障的危害与保护

针对10 kV开关柜内部电弧故障危害性大,故障危害程度与电弧燃烧时间成正比的特点,为解决现有电流式保护、弧光保护和断路器切除电弧故障的动作时间长、方案复杂等问题,提出并研发了用于限制内部电弧燃烧时间的主动型电弧故障保护装置。当发生10 kV开关柜内部电弧故障时,该装置能在小于5 ms内控制熄弧单元主动将故障所在的10 kV母线进行三相金属性接地,从而熄灭故障电弧,同时该装置发出跳闸命令给进线断路器跳闸,将电源切除,隔离故障,避免了开关柜内部电弧故障造成的设备损坏,保障了现场工作人员的安全,实现了10 kV开关柜内部电弧故障的主动快速防护。

KYN28A型开关柜内部故障的电弧结构设计

开关柜内部电弧故障会引起许多效应,巨大的电弧能量将周围的空气迅速加热,引起柜内压力瞬间升高。为了操作人员和设备的安全,必须对开关柜结构进行强化设计,使其能抵御内部故障电弧能量的冲击。对此改进做了分析试验,得出了有效的结论。

10kV交联聚乙烯电缆内部多形态间歇性电弧故障建模

间歇性电弧是电缆故障初期发展阶段的重要过程,该文以我国配电网中广泛使用的10kV交联聚乙烯电缆为研究对象,通过实验分析发现,电缆内部电弧与常规弧光对地击穿电弧波形存在明显差异,并在其发展过程中呈现出多种波形形态。该文通过梳理总结电缆内部间歇性电弧在随机演变中的共性,将其归结出振荡间歇性电弧、稳态间歇性电弧、半稳态间歇性电弧三类主要形态。从帮助电缆故障分析的外特性重现角度,以黑箱建模思路分别基于高斯随机脉冲、弧隙能量平衡理论和占比控制,构建出三类主要电弧形态的控制模型,并根据实验样本数据统计出各模型控制参数的分布范围。所提模型利用PSCAD仿真软件得到实现,与实验波形的对比表明,该文所构建的多形态电弧模型能有效模拟出三类间歇性电弧的主要特征。该多形态间歇性电弧的发掘丰富了电缆电弧的随机多样性,为电缆初期故障分析提供了新的模型基础。

预装式变电站中的内部电弧故障

简要叙述了预装式变电站中内部电弧故障的基本物理现象 ,提出了几种措施来降低内部电弧故障引起的压力。