【陕西赛普瑞电气】 近年来,开关柜内部由于潮湿原因发生内部故障而被严重损坏、有的甚至发展成多组开关柜同时烧毁的“火烧连营”的事故；而主变压器由于遭受外部短路电流冲击损坏的事故也逐年增加，据统计，全国110kV及以上等级变压器因外部短路故障造成损坏的事故已达到事故总数的50%以上。此外，开关柜内部弧光短路故障还可能波及站用直流系统发展为系统故障。这些时有发生的事故严重威胁着配电系统的安全经济运行，已引起国内电力部门的高度重视。
实际运行经验表明，由于造成开关柜内部故障的原因很多，尽管采取了各种加强开关柜的措施，但由于开关柜弧光短路故障及引起的电力设备损坏仍时有发生。所以，除了严格保证开关设备的制造质量、按照相关规程进行正确维护和操作以外，还必须配置快速动作的保护装置，一旦发生内部弧光短路故障能快速切除，最大限度的保护设备和人员免受严重伤害。2hB开关柜除湿器,配电柜除湿器,智能除湿装置,赛普瑞电气
不止是电气行业开关柜，铁路行业高铁隧道等内部端子箱也受潮湿问题困扰许久，想要在，肯定需要一个安全可靠的运行环境，今天就先根据开关柜内部潮湿为开始，讲解一下如何治理柜内潮湿和产生弧光故障的原因
本文首先简要说明中压开关柜的产生内部弧光故障的原因及故障特性；然后介绍开关柜内部弧光故障的危害及防护措施；最后提出对开关柜内部故障保护的中低压母线保护的要求，并介绍一种新型的电弧光中低压母线保护系统。
2． 中压开关柜内部弧光短路的故障特性
2．1 弧光短路故障的形成
1） 引起开关柜内部弧光短路的原因
引起开关柜内部弧光短路故障的原因很多，例如结构设计不合理、制造质量不佳、设备材料绝缘老化、机械磨损、运行条件恶劣（高温、潮湿、污秽、化学侵蚀等）、用户维护不当和误操作、外力因素（小动物的进入、工具等外来物件遗漏在开关柜内等）、电网结构的改变（系统容量增大、接地方式的改变、电缆应用的增多、系统谐振过电压、保护及自动装置配置不当等）等等。因此，尽管开关设备发生内部弧光故障的概率不高，但却是不能完全排除的。而一旦发生开关柜内部弧光短路，会给附近操作人员和设备造成极大的危害。
2.2 电弧形成的四个阶段
中压开关柜内部弧光故障的形成，将经历以下四个阶段：
第1阶段，即是压缩阶段，持续时间约5~15ms。在这一阶段温度上升，并产生动态压力波。
第2阶段，即是膨胀阶段，持续时间约5~15ms。在这一阶段短暂的时间内，因燃弧区和周围空气之间存在压力差，开始产生气流。
第3阶段，即是辐射排放阶段，这一阶段可能持续几百毫秒。在这一阶段由于电弧能量继续输入燃弧点，产生空气流、气流和微粒流。这种强力高速气流的热量及所带的炽热微粒，内部电弧开始形成对外部的影响。
第4阶段，即是热效应阶段，亦即为燃弧的最后阶段，它持续直至电弧熄灭。在这一阶段最终包围短路电弧的空气几乎达到电弧的温度。从这一阶段开始，大部分燃弧能量作用于开关设备的固体零部件。此时开关设备有烧穿的危险。故障清除后，这一阶段随之结束。
2.3 电弧的故障效应
开关柜内部故障电弧燃烧期间产生的电弧效应包括压力效应、热（燃烧）效应、辐射和声效应，如图1所示。这些电弧效应将损害开关设备，并可能对附近的工作人员造成伤害。
图1. 故障电弧效应及危害
2.3.1 压力效应
燃烧的电弧将周围的空气加热，引致空气急剧膨胀，并在开关柜内部产生巨大的压力。 在最坏的情形，开关柜的门可能被炸开，不牢固的开关柜侧板、顶板以及建筑物的墙由于压力可能会倒塌。此外，所产生的压力也会使某些不牢固的或独立的部件从开关柜中抛出，对附近工作人员造成伤害。
在新的设计中已考虑到开关柜在能承受较高的压力。在试验中，测量的压力已超过120 kPa (1200kg/m²) ，它是通过压力释放阀或开口来达到这一压力耐受能力的。
2.3.2 热效应
电弧的热（燃烧）效应作用于电极、柜门、柜壁以及母线上。在这些地方，燃烧的气体和热粒子爆发到外界环境中去。
燃烧的电弧将使电极材料熔化和蒸发。部分熔化的材料在周围飞溅，其中一部分与空气混合。作为电弧燃烧持续较长时间的地方，电极将最大程度地遭受这些热点的作用。电弧的燃烧效应可能切开母线和导线，在门、墙或天花板上燃烧成洞，设备可能受到毁坏。除了电弧本身的燃烧效应以外，电弧可能引致建筑物材料或电缆火灾。
灼热的气体、甚至是燃烧着的气体可能从开关柜中爆炸而出，引起设备损坏或人员伤害。由于灼热气体的热辐射，站立在附近的工作人员的衣物可能着火。电弧燃烧所产生的气体也可能有毒的，因为它们可能包含例如象一氧化碳、铜或铝的蒸气。
2.3.3 辐射和声效应
来自电弧的直接辐射一般不会对人员产生直接的危险。这是因为辐射水平低于危险水平（25W/cm²）。然而，电弧燃烧所以产生的明亮的光可能引起暂时性的失明，它连同大的爆破声效应可能引起工作人员休克，而这也将增加伤害的危险性。
3．开关柜内部弧光短路故障的危害
开关柜发生弧光短路故障的产生的危害，主要表现在造成现场工作人员的伤害，对开关设备及邻近配电设备的损害这二方面。
3.1 弧光短路故障对人员的危害
弧光短路所释放的巨大的能量所产生的各种电弧效应，会对附近的工作人员造成严重的伤害。例如感应电压会侵害人的肌肉、神经，电弧燃烧产生的高温气体会使人的皮肤严重烧伤，强烈的闪光会刺伤眼睛、连同爆破声造成暂时性失明，爆破性压力冲击波会造成在高空工作的人员坠落、碎片的飞射将损伤人体，爆破性的声音会造成人的耳膜、内脏震损，电弧燃烧所产生的有毒气体会伤害人的呼吸系统等。
值得一提的是，在开关柜故障中，除了明显的触电死亡和身体电击的危险外，另一个可能更敏感的危险是电弧的热效应对人的伤害。之所以说敏感，是因为故障电弧产生很大比例的辐射热能，而它是人眼所看不见的，它可能造成皮肤的二度和三度烧伤，它对人的伤害是严重的、甚至是致命的。
典型事故1：2000年4月，广东某供电局在一变电站进行检修对某10kV出线进行切换操作时，由于违章操作和开关柜内联锁功能失效，在带负荷拉开该带电线路的线路侧刀闸时产生弧光短路故障，故障电弧效应将该线路柜后门冲开，将拿地线到停电线路柜后面的一位检修人员灼伤。
典型事故2：2002年9月，河南某供电局在220KV变电站在进行检修时，配电房进线柜内部故障发生爆炸，在附近的6名工作人员被电弧火球烧伤，配电房外一变压器因短路烧毁，变电站停电，事故造成该市部分地区大面积停电1小时。
为了最大限度地保护人员免受故障电弧的伤害，一方面，保护系统应以尽可能快的速度切除故障，比如如果在电弧排放阶段开始时就能切断供给燃弧点的短路电流的话，故障电弧释放的能量将大大减少，从而也大大降低电弧效应对人员的伤害。另一方面，运行操作人员在开关设备附近工作时，通过评估现场故障电弧可能造成的伤害的工作条件，穿戴合适的个人防护装备(防护手套、防护外套、防护面罩及防护眼镜等)也可对工作人员提供相应的保护。采用个人防护装备的目的，是在发生电弧故障时为工作人员提供逃离的时间，并减少电弧热效应的烧伤程度，从而增加了事故受害者的生存机会。
因开关柜中潮湿引起的安全事故该如何防患解决呢？
防凝露装置（排水型除湿器）是针对电气柜除湿并预防凝露现象而专门研制的高科技产品。本装置安装在电气控制柜内部，通过局部制造凝露条件使柜内潮湿空气凝结成水并直接排出柜外，可快速有效地降低电气柜内空气湿度并抑制凝露现象的产生。对因潮湿、凝露导致柜内设备老化、绝缘强度降低、二次端子击穿、材料霉变以及钢结构件锈蚀等问题的预防具有显著的作用。本装置是保障智能电网高效、安全运行的首选除湿设备。2hB开关柜除湿器,配电柜除湿器,智能除湿装置,赛普瑞电气
本装置使用于电力设备如户外端子箱、高低压控制柜、高低压开关柜、环网柜、箱式变电站、仪表箱等需要自动除潮湿、防凝露的场合。2hB开关柜除湿器,配电柜除湿器,智能除湿装置,赛普瑞电气
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