高壓開關是指用于電力系統(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、高壓隔離開關與接地開關、高壓負荷開關、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柜等幾大類。高壓開關制造業(yè)是輸變電設備制造業(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。

在當今高壓開關設備的開發(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，將對人身及設備造成極大的危害。
一．內(nèi)部電弧故障
由于金屬封閉開關設備的缺陷或異常的環(huán)境和工作條件導致絕緣性能劣化，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設備的內(nèi)部電弧故障。這種故障是非常嚴重的，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。在最嚴重時，可將一組并列的金屬封閉開關設備完全燒毀，造成大面積長期斷電。這種事故被國內(nèi)稱為“火燒連營”，可以認為是最嚴重的一種配電設備事故。
(2)電弧是強功率、高溫度（大氣中電弧可達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，絕緣零件也會嚴重燒毀等，從而造成嚴重損壞。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。最嚴重時，當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，后果更為嚴重。
 
二．制造廠商應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。
金屬封閉開關設備出現(xiàn)內(nèi)部故障時，制造廠商應保證：
(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，使故障及其嚴重損害局限于最小范圍；
(3)不造成周圍器件、設備損壞。
 
四．對金屬封閉開關設備而言，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，這也可以使應力變緩。出現(xiàn)內(nèi)部故障后，該柜體應即不允許再用。
(2)為避免內(nèi)部壓力過大，在金屬封閉外關設備頂部和一些隔空上常設有在正常情況下關閉的壓力釋放裝置。當內(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)隔室的通風孔可設計為當鄰室發(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
在設計開發(fā)金屬封閉開關設備時必須考慮抗內(nèi)部電弧故障技術。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)裝設有效的排氣裝置。
(5)在需要時，可以裝設內(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)按標準規(guī)定，進行內(nèi)部故障試驗。
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