張曉戈，戴宇飛，杜然瓏，楊玉昕

（天津電氣科學(xué)研究院有限公司，天津 300300）

在具體的配電過程中，低壓成套開關(guān)設(shè)備有著較為重要的作用，內(nèi)部的電弧故障并不會(huì)經(jīng)常性的出現(xiàn)，但只要一出現(xiàn)就會(huì)造成較大的影響，對(duì)設(shè)備也會(huì)造成很大的危害。面對(duì)這樣的情況，應(yīng)該進(jìn)行內(nèi)部電弧故障方面進(jìn)行良好的試驗(yàn)。通過這樣的方式來對(duì)預(yù)防策略進(jìn)行研究與分析。

1 低壓成套開關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)要求

在目前的低壓配電系統(tǒng)中，如果想要讓配電事業(yè)在未來得到良好的發(fā)展，應(yīng)該對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)與應(yīng)用。在對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)的設(shè)計(jì)者應(yīng)該對(duì)現(xiàn)實(shí)實(shí)際情況中的低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行具體的了解，并且將實(shí)際情況有效地應(yīng)用在設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)行了解的部分有著多個(gè)方面，其中包括了變電站情況、電壓等級(jí)和接線方式等等，應(yīng)該對(duì)這些相關(guān)因素進(jìn)行綜合性的考量，只有這樣才能夠?qū)Φ蛪号潆娤到y(tǒng)低壓成套開關(guān)設(shè)備進(jìn)行更加系統(tǒng)化且科學(xué)化的設(shè)計(jì)。

2 低壓成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)部電弧故障試驗(yàn)方法探究

2.1 低壓成套開關(guān)設(shè)備的試驗(yàn)流程

對(duì)于目前的低壓成套開關(guān)設(shè)備來說，相應(yīng)的內(nèi)部電弧故障試驗(yàn)并不是具有強(qiáng)制性的認(rèn)證試驗(yàn)，相關(guān)的試驗(yàn)有著一定的自愿性，在具體的試驗(yàn)過程，依據(jù)GB/T 18859-2016 進(jìn)行試驗(yàn)。

一些情況下，低壓配電柜由于沒有本線路段的進(jìn)線斷路器保護(hù)，線路發(fā)生短路時(shí)上級(jí)中壓開關(guān)需跳閘保護(hù)，中壓保護(hù)開關(guān)斷開至少需要0.3s，因此為了盡可能模擬實(shí)際運(yùn)行的情況，試驗(yàn)時(shí)間選擇0.3 ～0.5s。內(nèi)燃弧故障試驗(yàn)的燃弧點(diǎn)選擇，除一般成套開關(guān)柜常見的3 個(gè)點(diǎn)外，還應(yīng)該考慮每個(gè)電器元件中最小單元空間產(chǎn)生電弧和壓力的危害。燃弧點(diǎn)選擇：（1）分支開關(guān)出線；（2）分支開關(guān)進(jìn)線；（3）電弧引燃防護(hù)區(qū)；（4）配電母排；（5）主母排；（6）主進(jìn)線開關(guān)的進(jìn)線側(cè)；（7）主進(jìn)線開關(guān)的出線側(cè)。

試驗(yàn)頻率的偏差為±25%。在額定電壓的（ f ）%下進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，先對(duì)試驗(yàn)電路進(jìn)行調(diào)整，依據(jù)試驗(yàn)電流，預(yù)調(diào)試驗(yàn)電流預(yù)期波，調(diào)出預(yù)期波后，將低壓成套開關(guān)設(shè)備按正常使用時(shí)的情況進(jìn)行安裝，讓成套設(shè)備和內(nèi)部的元件保持在正常使用時(shí)的狀態(tài)。還要對(duì)試驗(yàn)中的通電的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，對(duì)0.3 秒的時(shí)間進(jìn)行施加，在對(duì)試驗(yàn)中的引弧線截面進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)該依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，選擇與試驗(yàn)參數(shù)相匹配的祼銅絲的直徑尺寸。在進(jìn)行引弧的過程中，引弧試驗(yàn)應(yīng)該在每一個(gè)選取的點(diǎn)上進(jìn)行，對(duì)裸銅絲進(jìn)行巧妙地利用，在布置引燃點(diǎn)的過程中不應(yīng)該對(duì)絕緣套管與絕緣蓋板進(jìn)行損壞或者穿孔。

2.2 電弧引燃防護(hù)區(qū)的驗(yàn)證試驗(yàn)方法

GB/T18859-2016 6.1 條中對(duì)于低壓成套設(shè)備中具有防護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定的要求，主要是對(duì)絕緣材料進(jìn)行了特定的要求，并未對(duì)試驗(yàn)方法進(jìn)行詳細(xì)描述，只是說要滿足GB/T 7251.12 中的性能要求。與GB/T 7251.12-2013 中相關(guān)的驗(yàn)證絕緣材料的試驗(yàn)有：（1）絕緣材料性方面的相關(guān)驗(yàn)證試驗(yàn)；（2）耐紫外線(UV)輻射驗(yàn)證(如適用)；（3）提升試驗(yàn)；（4）機(jī)械碰撞試驗(yàn)(如適用)；（5）介電性能；（6）溫升驗(yàn)證；（7）短路耐受強(qiáng)度。

2.3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析

在進(jìn)行過試驗(yàn)后，應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析。低壓成套開關(guān)設(shè)備的樣機(jī)試驗(yàn)可以對(duì)引弧試驗(yàn)的波形圖進(jìn)行分析，試驗(yàn)中很多的引弧點(diǎn)并沒有相應(yīng)的燃弧產(chǎn)生。依據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，有以下兩種情況：不帶限流器或電弧抑制器和帶有限流器或電弧抑制器。

對(duì)于不帶限流器或電弧抑制器的試驗(yàn)單元時(shí)，從三相電壓最先起弧開始至三相電流結(jié)束，試驗(yàn)燃弧時(shí)間為300ms。引弧銅絲的直徑大小依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇與試驗(yàn)電流大小對(duì)應(yīng)的裸銅絲，用該銅絲模擬內(nèi)部故障燃弧點(diǎn)，在通電時(shí)間300ms 后試驗(yàn)回路切斷。此次燃弧時(shí)間大于通電時(shí)間50%，說明此次試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效。

對(duì)于帶有限流器或電弧抑制器的試驗(yàn)單元時(shí)，若限流器或電弧抑制器動(dòng)作前電弧已經(jīng)熄滅則本次試驗(yàn)為無效，需要進(jìn)行第二次試驗(yàn)，引燃銅絲根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇第一次試驗(yàn)用銅絲更大一檔尺寸的引燃銅絲。此次試驗(yàn)時(shí)，如果再次發(fā)生上述現(xiàn)象也認(rèn)為該次試驗(yàn)為有效的。

內(nèi)部電弧故障測試判定評(píng)估依據(jù)在GB/T 18859-2016 中共有7 條，滿足1 ～5 條時(shí)，該成套設(shè)備具有了保護(hù)人員的性能；滿足1 ～6 時(shí)，該成套設(shè)備具有了保護(hù)人和設(shè)備的性能；滿足1 ～7 時(shí)，該成套設(shè)備具有了保護(hù)人并且能進(jìn)行有限操作能力的性能。

3 對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)部電弧故障進(jìn)行預(yù)防的相關(guān)策略

3.1 對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備的巡檢模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變

如果想要對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備的內(nèi)部電弧故障進(jìn)行防范，應(yīng)該對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備巡檢模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，雖然之前的巡檢工作已經(jīng)很到位，但是人工巡檢的傳統(tǒng)巡檢模式會(huì)浪費(fèi)很多的時(shí)間，因此應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前時(shí)代的發(fā)展對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備巡檢模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到低壓成套開關(guān)設(shè)備巡檢中，以此來對(duì)內(nèi)部電弧故障進(jìn)行防范工作。

在以往的低壓成套開關(guān)設(shè)備巡檢中，停電的頻率與對(duì)應(yīng)時(shí)間想要人工進(jìn)行掌握會(huì)十分艱難，重復(fù)斷電的事件經(jīng)常出現(xiàn)，除此之外還會(huì)出現(xiàn)很多人工無法進(jìn)行把控的地方，這讓低壓成套開關(guān)設(shè)備的安全始終受到影響。但是在應(yīng)用了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)后，這種人工無法關(guān)注到的地方得到了信息化的準(zhǔn)確分析，這讓巡檢人員在巡檢過程中也能夠準(zhǔn)確的了解低壓成套開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)。通過上文的試驗(yàn)可知，這一點(diǎn)對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備非常重要。因此，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)在低壓成套開關(guān)設(shè)備巡檢中可以讓低壓成套開關(guān)設(shè)備的內(nèi)部電弧故障得到有效的解決。

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用過程中，可以通過手機(jī)端的上傳功能來進(jìn)行高效的一鍵上傳；在巡檢的進(jìn)行中因?yàn)橐苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的巡檢幫助，讓巡檢的時(shí)間得到了節(jié)約；通過移動(dòng)端的低壓成套開關(guān)設(shè)備缺陷提醒可以更快更簡單的把缺陷的具體情況進(jìn)行跟蹤匯報(bào)。與之前傳統(tǒng)的低壓成套開關(guān)設(shè)備巡檢方式相比，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)讓巡檢工作變得更加簡單，也變得更有效率。讓巡檢人員的工作負(fù)擔(dān)不再像之前一樣沉重。

3.2 對(duì)安全問題方面進(jìn)行管理

除了低壓成套開關(guān)設(shè)備巡檢模式的轉(zhuǎn)變外，還應(yīng)該對(duì)安全方面的問題進(jìn)行管理，可以將安全問題的管理分為兩個(gè)方面，一方面是對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備本身的安全問題管理，應(yīng)該在雷雨天氣后加強(qiáng)對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備的監(jiān)察，讓低壓成套開關(guān)設(shè)備時(shí)刻都可以保持在安全的狀態(tài)下。另一方面便是對(duì)電力工作人員的安全問題進(jìn)行管理，應(yīng)該讓相關(guān)工作人員戴好安全護(hù)具，讓電力工作人員嚴(yán)格遵守相關(guān)的工作要求與工作流程。

例如，在對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備進(jìn)行維修與施工時(shí)，相關(guān)的設(shè)備與電力工作人員之間應(yīng)該存在一定的安全距離，工作人員應(yīng)該在安全范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的工作，相關(guān)公司也要提起對(duì)安全警示工作的重要程度。所以，在對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備的內(nèi)部電弧故障進(jìn)行防范時(shí)，應(yīng)該對(duì)安全問題方面進(jìn)行相應(yīng)的管理。

3.3 對(duì)電力工作人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)

在對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備的內(nèi)部電弧故障進(jìn)行防范時(shí)，一定要對(duì)電力工作人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)，只有相關(guān)電力工作人員擁有更好的工作效率，才有可能對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)部電弧故障造成的影響降到最低。在對(duì)相關(guān)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)之前，應(yīng)該對(duì)培訓(xùn)的目的和培訓(xùn)的內(nèi)容進(jìn)行明確的判斷，培訓(xùn)的主要目的便是讓低壓成套開關(guān)設(shè)備減少相應(yīng)的故障。對(duì)電力工作人員的培訓(xùn)內(nèi)容可以分為兩個(gè)方面，一方面是對(duì)工作人員進(jìn)行專業(yè)知識(shí)上的培訓(xùn)，讓相關(guān)的電力工作人員能夠擁有更多的電力知識(shí)，以便更好的在現(xiàn)實(shí)的實(shí)際情況中進(jìn)行更加良好的工作。另一方面便是工作態(tài)度上的培養(yǎng)，讓相關(guān)的電力工作人員可以加強(qiáng)對(duì)電力的了解與重要性。這對(duì)于很多的工作人員來說是至關(guān)重要的。所以，在對(duì)于低壓成套開關(guān)設(shè)備的內(nèi)部電弧故障進(jìn)行防范時(shí)，一定要對(duì)電力工作人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)工作。

4 結(jié)語

綜上所述，在低壓成套開關(guān)設(shè)備運(yùn)行過程中，內(nèi)部母線材料、安裝方式、電氣連接等又會(huì)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。對(duì)于一般工業(yè)領(lǐng)域和核電領(lǐng)域的低壓成套設(shè)備，內(nèi)部電弧故障試驗(yàn)后判定主要側(cè)重柜子的整體結(jié)構(gòu)、絕緣耐壓性能，在防護(hù)人身安全的前提下，還可考慮后續(xù)操作的安全和使用情況。而高壓成套設(shè)備發(fā)生內(nèi)部燃弧故障危害巨大，暫不考慮設(shè)備二次使用情況，僅確保操作人員和其他設(shè)備絕對(duì)安全。另外，建議在成套設(shè)備提高柜體內(nèi)部燃弧故障能力的同時(shí)，應(yīng)定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，定期清潔和檢驗(yàn)絕緣件，對(duì)運(yùn)行維護(hù)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，盡量避免內(nèi)部燃弧故障事故發(fā)生。