高壓開關(guān)是指用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制或保護(hù)等作用，電壓等級在3.6kV～550kV的電器產(chǎn)品，主要包括高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)與接地開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓自動重合與分段器，高壓操作機構(gòu)、高壓防爆配電裝置和高壓開關(guān)柜等幾大類。高壓開關(guān)制造業(yè)是輸變電設(shè)備制造業(yè)的重要組成部分，在整個電力工業(yè)中占有非常重要的地位。

在當(dāng)今高壓開關(guān)設(shè)備的開發(fā)過程中，人身安全須擺在首位。內(nèi)部電弧故障事故時有發(fā)生。它一旦發(fā)生，電弧周圍壓力增強，并引起柜體內(nèi)和空氣中的溫度急劇升高，將對人身及設(shè)備造成極大的危害。
一．內(nèi)部電弧故障
由于金屬封閉開關(guān)設(shè)備的缺陷或異常的環(huán)境和工作條件導(dǎo)致絕緣性能劣化，也可能出于工作人員誤操作等原因，都可能在箱體內(nèi)由于氣體間隙擊穿而引燃電弧，這種故障稱為金屬封閉開關(guān)設(shè)備的內(nèi)部電弧故障。這種故障是非常嚴(yán)重的，這是因為：
(1)電弧是質(zhì)量極輕的等離子體，在電動力和熱氣的作用下，可在柜內(nèi)高速移動，弧根可沿導(dǎo)體跳動及轉(zhuǎn)移．因此電弧故障范圍廣并能迅速轉(zhuǎn)移擴大。在最嚴(yán)重時，可將一組并列的金屬封閉開關(guān)設(shè)備完全燒毀，造成大面積長期斷電。這種事故被國內(nèi)稱為“火燒連營”，可以認(rèn)為是最嚴(yán)重的一種配電設(shè)備事故。
(2)電弧是強功率、高溫度（大氣中電弧可達(dá)10000℃范圍），破壞力極強，任何氣體和固體材料都不能耐受電弧燒灼。在此情況下，金屬會熔化、蒸發(fā)，零件表面嚴(yán)重變形、變色，絕緣材料氣化，分解出有毒及腐蝕性氣體，絕緣零件也會嚴(yán)重?zé)龤У龋瑥亩斐蓢?yán)重?fù)p壞。在一個40kA、1s的內(nèi)部電弧故障實驗中，得出電弧能量為38MJ，平均功率高達(dá)38MW之巨，足見其破壞能力之強。
(3)強功率、高溫度的電弧會使柜內(nèi)氣體升溫，也會使絕緣材料、金屬材料氣化，這些現(xiàn)象會造成隔室內(nèi)、柜內(nèi)壓力驟升，會造成隔室或柜體的隔扳、蓋板、門板、觀察窗以及螺栓、絞鏈變形、損壞或使內(nèi)部零部件飛出。最嚴(yán)重時，當(dāng)面板因強度不足而破壞時，有可能危急人員的安全。
內(nèi)部故障如發(fā)生在斷路器下端與下出線之間，則可以由本柜內(nèi)斷路器開斷這一內(nèi)部故障。如發(fā)生在斷路器與進(jìn)線之間，則需上一級斷路器開斷才能清除故障。因此，這類故障存在時間會較長，后果更為嚴(yán)重。
 
二．制造廠商應(yīng)采取多種措施以防止出現(xiàn)內(nèi)部電弧故障。主要防范措施有：
(1)保證絕緣系統(tǒng)在規(guī)定位用的環(huán)境中和工作條件廠可靠工作；
(2)保證溫升不超過規(guī)定值；
(3)有各種必需的連鎖以防止誤操作；
(4)有觀察孔、觀察窗以防止誤操作；
(5)在需要時，可設(shè)置在線監(jiān)測與故障診斷裝冒并與斷路器相連。
 
三．運行單位也應(yīng)采取多種措施以防止出現(xiàn)內(nèi)部電弧故障．主要措施有：
(1)根據(jù)情況需要及時檢查及清掃絕緣結(jié)構(gòu)；
(2)避免柜內(nèi)過熱；
(3)避免誤操作。
金屬封閉開關(guān)設(shè)備出現(xiàn)內(nèi)部故障時，制造廠商應(yīng)保證：
(1)柜體近旁的人員不受傷害；
(2)故障不波及本柜體及其他隔空及附近柜體，使故障及其嚴(yán)重?fù)p害局限于最小范圍；
(3)不造成周圍器件、設(shè)備損壞。
 
四．對金屬封閉開關(guān)設(shè)備而言，具體的保證條件是：
(1)柜體的板、蓋等不能飛開。面板及其固定件要有足夠強度。除了選擇合適材料及板的厚度外，還可以采取加筋或折棱等措施。在出現(xiàn)內(nèi)部電弧故障時，柜體可以出現(xiàn)永久變形，如后板可以有變形，這也可以使應(yīng)力變緩。出現(xiàn)內(nèi)部故障后，該柜體應(yīng)即不允許再用。
(2)為避免內(nèi)部壓力過大，在金屬封閉外關(guān)設(shè)備頂部和一些隔空上常設(shè)有在正常情況下關(guān)閉的壓力釋放裝置。當(dāng)內(nèi)部壓力超過一定值時，壓力釋放裝置的排氣口被打開，使柜內(nèi)壓力限在一定的安全值之下。排氣門質(zhì)量要輕，以便迅速動作。
(3)隔室的通風(fēng)孔可設(shè)計為當(dāng)鄰室發(fā)生內(nèi)部電弧故障時能自動封閉，以免受故障的影響。
(4)不能有危險的部件飛散。如排氣門應(yīng)用鉸鏈固定，以防止動作時被吹飛。
(5)不能使周圍易燃物品燃燒，為此在排氣口處宜過濾掉熾熱的微粒。
(6)二次線路宜放置在安全部位，以防止損壞。
(7)柜體之間如能不完全靠緊而保有一定縫隙，可以防止內(nèi)部故障柜側(cè)面板燒穿時，不會影響相鄰的柜體。
(8)裝設(shè)可將排出的氣體及顆粒排放到建筑物外的排氣通道。
 
五．抗內(nèi)部電弧故障技術(shù)
在設(shè)計開發(fā)金屬封閉開關(guān)設(shè)備時必須考慮抗內(nèi)部電弧故障技術(shù)。總起說來，可歸納為以下幾點：
(1)加強在各種環(huán)境條件下，特別在高溫、高濕度和灰塵、污染條件下絕緣結(jié)構(gòu)的可靠性。
(2)加強柜體特別是前面板、前門和觀察窗的強度，以絕對保證發(fā)生內(nèi)部故障時工作人員的安全。采用高強度、足夠數(shù)量的連接件（包括螺栓、螺母和鉸鏈）等。
(3)加強柜體和隔室的密封，防止故障波及鄰近單元。
(4)裝設(shè)有效的排氣裝置。
(5)在需要時，可以裝設(shè)內(nèi)部電弧監(jiān)測裝置。在監(jiān)測到電弧時，快速發(fā)出開斷斷路器信號，縮短故障電弧持續(xù)時間。
(6)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，進(jìn)行內(nèi)部故障試驗。
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