文档介绍：电网技术
高压开关柜内部燃弧故障防范探索高压开关柜内部燃弧故障防范探索
唐正根 1,汪辉 2
(,江西南昌 330200; ,江西景德镇 333000)
摘要:介绍了高压开关柜内部故障电弧事故防范方法及原理,分析了常用泄压顶板动作的压力及其工作缺
陷,阐述了带铰接的泄压顶板工作特性及其优点,进行了泄压防爆动作校验。
关键词:电弧;泄压;铰接;应力
中图分类号:TM591 文献标识码:B
通常情况下,高压开关柜泄压顶板设计成图 2
0 引言所示的结构。高压开关柜泄压顶板由金属板沿四
周折弯而成,并在 A、B 处留有缺口。一端用金属螺
在开关柜中,内部故障电弧事故极少发生,但钉固定,另一端用尼龙螺钉固定。
不能完全避免。它一旦发生,将对人身及设备造成当断路器、母线室或电缆室发生内部故障电弧
极大的危害。开关柜的内部燃弧故障发生时,故障时,伴随电弧的出现,开关柜内部气压升高,装设在
电弧能够在很短时间内形成高压力和高温,对设备门上的特殊密封圈把柜前面封闭起来,顶部的泄压
产生机械效应和热效应,设备零部件如门在这样的金属顶板在内部气压的作用下,安装泄压金属顶板
高压力作用下会发生变形、破裂,甚至被掀开,向外上的尼龙螺钉被拉断或被剪开,泄压金属顶板沿
壳喷射热气体和炽热粒子,进而对设备运行人员造 AB 弯曲变形,形成较大的开口,释放压力和排泄气
成伤害。为确保电力设备运行人员的人身安全,国体,以确保操作人员和开关柜的安全。泄压后顶板
家电网公司要求新入网的金属封闭开关设备必须也将报废。
进行内部燃弧试验。
1 高压开关柜内部燃弧故障防范原理
如图 1 所示,在封闭式高压开关柜中,一般在结
构上均要考虑故障时高温高压气体的压力释放问
题。在断路器手车室、母线室和电缆室的上方均需
设有泄压顶板。
图2 高压开关柜泄压顶板
在实际运行中,由于金属顶板体积较大,其抗
弯应力较大,对故障高温气体压力要求较大,当故
障压力较小时不能及时排除,易造成故障压力的积
压,难以满足较小故障压力的完全释放,安全性能
不能完全体现。
图1 高压开关柜泄压防爆结构封闭式高压开关柜安全泄压通道的事故,大多
JIANGXI ELECTRIC POWER August 2012 63
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发生于开关柜的安全泄压通道存在缺陷,安全泄压 3 泄压防爆动作校验
装置不畅,高温气流由高压柜正面释放,造成操作
人员的严重烧伤。封闭式开关柜故障气体压力释在 10 kV 高压开关柜中,根据 3 个隔室的结构
放不畅是造成事故扩大的重要原因。安排,断路器泄压顶板的最小尺寸为 L=700 mm,
W=200 mm; mm钢板冲压而
2 高压开关柜泄压顶板改进结构成,其结构及尺寸如图4所示。
泄压顶板动作压力
如图 2 所示,设高压开关柜内部故障时所产生如图3所示,尼龙螺钉为M2,材料为尼龙66,两
的压力为 P,金属板的抗弯应力为 M, N,由式(2)得:
抗拉或抗剪应力为F,则使泄压顶板动作的压力为:
P=2× =(N/mm