过电流故障诱发铜导线喷溅熔珠的特征

过电流故障是一种常发电气故障,具有很高的火灾危险性。利用电气火灾故障模拟及痕迹制备装置制备不同过电流值故障下单芯铜导线熔断产生的喷溅熔珠,借助金相分析技术分析讨论了电流值对熔珠组织特征的影响。结果显示:电流值的升高会使喷溅熔珠产生的数量大致呈现下降趋势,电流值为136 A时产生的喷溅熔珠平均数量最多,为4.8个。根据金相组织特征形貌的不同,喷溅熔珠金相组织可分为9类:树枝晶规则孔洞,树枝晶不规则孔洞,树枝晶无孔洞,等轴晶规则孔洞,等轴晶不规则孔洞,等轴晶无孔洞,混合晶规则孔洞,混合晶不规则孔洞,混合晶无孔洞。在所有喷溅熔珠中,树枝晶不规则孔洞金相组织出现的次数最多。

SVC装置滤波支路过电流故障分析

从某钢铁公司100t直流电弧炉SVC装置7次滤波支路过电流故障期间的测试数据出发，利用频谱分析、阻抗特性仿真和滤波装置安全校核方法，多角度综合分析并确定了SVC装置7次滤波支路频繁过电流故障的原因，为解决该故障提供了可靠的理论支撑。

过电流故障演化过程及熔痕特征研究

针对穿管铜导线过电流故障熔化痕迹难以识别的问题,利用电气故障模拟及痕迹制备实验装置,实验模拟了4~7倍额定电流I e下穿管铜导线过电流故障,划分了过电流故障传热特征阶段,分析了电流对碳烟析出、熔断时间、熔痕体积和熔痕数量的影响,探究了过电流故障熔痕金相组织特征。研究发现:“累积期”电流增大碳烟析出增加,熔断时间减小。穿管铜导线发生熔断电流至少5.5 I e,在5.5~7I e时产生了电弧熔痕、迸溅熔珠及结痂痕;随着电流增大,电弧熔痕和迸溅熔珠的体积逐渐增大,结痂痕的体积逐渐减小;迸溅熔珠和结痂痕数量逐渐增加。电弧熔痕的金相组织为树枝晶和胞状晶,迸溅熔珠和结痂痕金相组织只有胞状晶,熔痕与本体之间无明显过渡区,熔痕内部存在孔洞。实验结果表明穿管铜导线过电流故障与未穿管铜导线过电流故障痕迹特征存在差别。研究结论为火灾事故调查中识别与鉴定穿管铜导线过电流故障痕迹提供参考依据。

单股铜导线过电流故障痕迹形成规律研究

根据过电流故障发生机理,视频截帧分析各种过电流值条件下导线的发热过程,用金相分析研究痕迹特征,研究发现:过电流值升高,导线发生熔断,产生断路电弧,熔断痕外观上与火烧熔痕类似;5~7I_e时,导线中部易形成玫瑰刺状结疤痕,5.5I_e时最为显著;过电流熔痕的组织以树枝晶为主,具有明显的方向性,几乎没孔洞。研究可为提取和认定过电流故障痕迹提供技术支持。

单芯铜线过电流故障电弧熔痕的微观特征研究

为准确认定电气火灾中过电流故障,模拟4~7倍额定电流(Ie)条件下单芯铜导线过电流故障,利用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)分析过电流故障电弧熔痕的组织特征,并结合Image-Pro Plus软件测定晶粒直径、周长和面积,探究金相组织的量化判据和变化规律。结果表明:当I=4Ie时,过电流故障电弧熔痕的金相组织主要为方向性较强的树枝晶;当I=5Ie,6Ie时,金相组织内树枝晶占比减小,胞状晶占比升高;当I=7Ie时,方向性较弱的胞状晶占主导。随着电流增加,晶粒的平均直径、周长和面积均呈增长趋势。通过火灾案例分析可知,实验结果与现场的电弧熔痕组织特征基本相符,验证火灾事故原因为过电流故障。

导线长度对过电流聚氯乙烯铜导线起火燃烧行为的影响

为深入研究导线长度对过电流聚氯乙烯铜导线起火燃烧及火蔓延行为的影响,利用电气火灾故障模拟装置模拟铜导线在不同长度下发生过电流故障,分析了导线长度对起火燃烧过程、火蔓延最大距离的影响,并通过视频影像堆栈技术分析了火蔓延速率。结果表明:当过电流值不变时,随着导线长度的延长,火蔓延最大距离呈现先增大再减小的趋势;对于研究中使用的2.5 mm^(2)多芯聚氯乙烯铜导线,过电流值不变,且导线长度在240 cm时,火蔓延距离最大,其中在200 A时,火焰会达到全线的燃烧;火蔓延速率在导线熔断瞬间向两侧蔓延时最快,随着远离熔断点未燃区可燃性气体浓度、温度的下降,火蔓延速率有下降的趋势,并且呈现较大的波动。

水平地面上过电流多股铜导线起火燃烧过程

为研究水平地面上多股铜导线发生过电流故障时的火灾规律,模拟多股铜导线在不同电流值条件下的过电流故障,利用高速影像及视频截帧技术,研究导线线芯发热、熔断、电弧引燃及绝缘层燃烧规律,量化燃烧过程中火焰传播特征,借助红外热像仪分析导线升温过程。结果表明:电流I<130 A时导线不会出现线芯熔断现象,I≥130 A时导线熔断时间越来越短,且导线熔断是绝缘层起火燃烧的必要条件;I≥140 A断路电弧引燃后,火焰由向导线一端蔓延逐渐变化为向两端蔓延,I≥170 A时火焰传播距离为60 cm;火焰平均速率随着电流值的变化无明显规律,170 A时火焰平均速率最大为0.81 m·s^(-1)。研究结果可为调查此类火灾提供一定参考。

配电网馈线末端故障定位优化算法

提出了一种能解决配电网馈线末端故障定位、并适用于多电源复杂网络故障定位的优化算法。根据网络拓扑结构和假定的正方向建立网络描述矩阵,由馈线终端单元(FTU)获得的故障过电流及其方向信息组成信息矩阵,结合网络描述矩阵对信息矩阵进行修正得到信息判断矩阵,由信息判断矩阵可以直接判别出故障区域。

过电流铜包铝导线线芯发热及绝缘燃烧规律研究

为准确研究铜包铝导线在不同过电流值条件下的线芯发热及绝缘燃烧现象。以2.5 mm2 PVC多股铜包铝导线为研究对象,分别模拟导线发生40、50、60、70、80 A过电流故障,利用高速影像及视频分析技术研究过电流导线线芯发热、熔断、电弧引燃及绝缘燃烧随电流值的变化规律。结果表明:当过电流值小于40 A时,导线仅线芯发热、绝缘热解发烟,不会出现线芯熔断现象;当过电流值大于50 A时,导线的线芯发热加剧,熔断时间越来越短,由50 A时的平均120.8 s降为了80 A时的19.8 s;当I=50 A时,电弧引燃周围的热解气体,形成最大8.4 cm范围内的燃烧,当I≥60 A时,电弧引燃后的火焰会蔓延至导线左端和右端,但火焰的蔓延速率随着电流值的升高先加快再减慢,70 A时最快,平均可达7.13 m/s。

2300XP电铲常见电气故障研讨

根据在生产一线多年的2300XP电铲电气维修经验,就2300XP电铲在生产过程中几个常见的主要电气故障的现象和原因进行了分析,并对所出现故障的处理方法作一总结论述,为同类设备故障的分析和修理提供了依据。

一次自耦变压器角接绕组单相反接的故障分析

本文介绍了一起因500kV单相变压器的角接端头反接引起的暂态过电流现象,使用电压矢量图从原理上解释过电流产生原因,并据此推导了故障的特征和电流计算方法。通过与实测结果的对比证明该计算方法的合理性,据此对故障后运行决策给出指导意见,最后对类似故障的危害进行了总结。

铜包铝多股软线过电流线芯熔痕特征研究

铜包铝导线外观与铜导线类似,常被不法分子作为劣质替代导线使用,但由于承载能力差,易发生过电流故障而引起火灾。文章模拟铜包铝导线发生过电流故障,研究导线起火燃烧行为的基础上,分析线芯熔化痕迹的形成规律及典型特征。结果表明:相较于纯铜、纯铝导线,断路电弧是铜包铝导线线芯形成圆珠状熔痕的必要条件,单根寸断状、根与根之间分散是非电弧熔痕的典型特征;随着电流值增加,故障发生时间缩短,导致非电弧熔痕数量减少,圆珠状熔痕逐渐成为认定铜包铝导线发生过电流故障的唯一熔痕,树枝状晶粒是其典型组织特征,铜元素在晶界处析出。此研究可为火灾现场中准确认定铜包铝导线发生过电流故障提供技术支持。

一种新型低压直流碳化硅固态断路器

随着直流微电网的发展,直流断路器作为其主要保护装置而受到高度关注。结合第三代宽禁带半导体器件的优势,提出了一种新型低压直流碳化硅(Silicon Carbide,SiC)固态断路器(Solid-State Circuit Breaker,SSCB)拓扑,该SSCB主开关采用常通型SiC JFET器件,用于切断主电路中的故障电流。辅助旁路由SiC MOSFET器件、RC缓冲电路和压敏电阻(MOV)组成,用于辅助泄放回路中的过电流来提高直流系统的安全性与稳定性。首先介绍了该SSCB的拓扑结构,其次根据低压直流系统在短路故障、冲击电流和过流故障时不同的故障特性,分析了该SSCB在不同故障条件下工作原理及保护控制方法,最后通过ORCAD/Pspice仿真模型,验证了所提SSCB设计方法的可行性。

两台电力电子变压器并列运行时直流侧接地方式的研究

交直流混合电网的系统结构有利于接入分布式能源及直流负荷,是未来电网的发展方向。以2台电力电子变压器(power electronic transformer, PET)并列运行的交直流混合电网作为典型研究对象,对PET直流端口接地方式进行了研究。首先,建立了2台PET并列运行的电网模型,每台PET包括4个不同电压等级的输出端口。基于搭建模型,详细分析了单极金属回路运行方式与伪双极运行方式2种运行方式下的直流侧单极接地故障回路,给出了结构对称时的单极金属回路运行方式下的故障电流与电压解析表达式,并进行仿真试验。最后,基于PSCAD/EMTDC平台,对直流侧单极接地故障进行仿真研究,给出接地方式的建议:单极金属回路运行方式下至少有一台PET采用零极线路经电阻接地方式,伪双极运行方式下至少有一台PET采用并联大电阻中点接地方式。