監(jiān)測(cè)及防護(hù)
當(dāng)?shù)蛪洪_(kāi)關(guān)柜發(fā)生電弧,可以通過(guò)三種不同的設(shè)計(jì)理念保護(hù)操作人員和設(shè)備的安全:
改善設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu),使之能夠承受電弧(被動(dòng)保護(hù))
設(shè)備安裝限制內(nèi)部電弧效應(yīng)的裝置(主動(dòng)保護(hù))
設(shè)備安裝限流斷路器
這三種方案(可聯(lián)合使用)已在工業(yè)領(lǐng)域得到快速的發(fā)展,并為一些主要的低壓開(kāi)關(guān)控制柜制造商廣泛使用。
其中限制內(nèi)部電弧效應(yīng)的裝置是一種主動(dòng)保護(hù)裝置,它含有機(jī)電/電子裝置,較被動(dòng)保護(hù)裝置更為復(fù)雜。
主動(dòng)保護(hù)即通過(guò)安裝限制電弧的裝置,以防止內(nèi)部出現(xiàn)故障電弧。
主動(dòng)保護(hù)有以下兩種常見(jiàn)的、可行的方法:
1) 通過(guò)壓力傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)
2) 通過(guò)弧光傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)
第一種方法(采用壓力傳感器作為電弧光探測(cè)單元)
壓力波是裝置內(nèi)出現(xiàn)電弧事故的效應(yīng)之一,它將在電弧出現(xiàn)后的10-15毫秒后出現(xiàn),可以安裝一些壓力傳感器用于探測(cè)壓力峰值。當(dāng)內(nèi)部的壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí),電弧監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出動(dòng)作指令,控制開(kāi)關(guān)器件動(dòng)作。但是要預(yù)先確定電弧在柜內(nèi)產(chǎn)生的過(guò)壓值并非易事。
第二種方法(采用光纖傳感器作為電弧光探測(cè)單元)
弧光監(jiān)測(cè)器的操作邏輯如下:電弧現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的光輻射,因此柜體內(nèi)出現(xiàn)的弧光可以被弧光傳感器探測(cè)到。當(dāng)弧光監(jiān)控系統(tǒng)探測(cè)到故障,會(huì)發(fā)出動(dòng)作信號(hào)給斷路器。這種方法的探測(cè)反應(yīng)時(shí)間僅為1毫秒。
電弧光的產(chǎn)生
電弧性短路起火:如將兩電極接觸后再拉開(kāi)建立了電弧,則維持此10mm 長(zhǎng)的電弧只需20V 的電壓。也就是說(shuō)只要先接觸,之后又分開(kāi),很可能產(chǎn)生局部溫度很高的電弧而成為起火源。按電弧發(fā)生的不同部分可分為帶電導(dǎo)體間的電弧、帶電導(dǎo)體與地之間的電弧和絕緣表面的爬電。
1)帶電導(dǎo)體間的電弧性短路起火:前邊講到短路起火時(shí)指出有兩種可能,其一是兩導(dǎo)體(如相線(xiàn)與中性線(xiàn))接觸時(shí)因短路電流產(chǎn)生的高溫,使接觸點(diǎn)金屬熔化,之后金屬熔化成團(tuán)收縮而脫離接觸的過(guò)程,在這種情況下可能建立電弧。
“又如線(xiàn)路絕緣水平嚴(yán)重下降,雷電產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)電壓或電網(wǎng)故障產(chǎn)生的暫態(tài)過(guò)電壓都可能擊穿劣化的線(xiàn)路絕緣而建立電弧?!薄半娀⌒远搪返钠鸹鹞kU(xiǎn)遠(yuǎn)大于上述金屬性短路的起火危險(xiǎn)?!?/p>
2) 接地故障電弧起火:由于“接地故障發(fā)生的幾率遠(yuǎn)大于帶電導(dǎo)體間的短路”,所以“接地故障電弧引起的火災(zāi)遠(yuǎn)多于帶電導(dǎo)體間的電弧火災(zāi)”。這是因?yàn)椤霸陔姎饩€(xiàn)路施工中,穿鋼管拉電線(xiàn)時(shí)帶電導(dǎo)體絕緣外皮之間并無(wú)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦,但帶電導(dǎo)體絕緣外皮與鋼管間的摩擦卻使絕緣摩薄或受損。
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