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摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，在10kV开关柜的应用过程中，其中内部电弧故障是其比较常见的应用问题。因此在10kV开关柜的应用当中，需要提高对电弧故障的保护，从而保证开关柜的安全应用。固必须加强对电弧故障的检测，并且按照相应的保护装置，然后对其进行处理。本文主要针对10kV开关柜内部电弧故障的危害进行分析，并且探究其针对性的保护措施。
关键词：10kV开关柜;内部电弧故障;危害性;保护分析
引言
在长期的运行过程中，由于电气元器件绝缘老化损坏、绝缘件表面灰尘积聚、开关设备长期过载运行导致设备发热严重、工作人员误操作、系统过电压和小动物侵入10 kV开关柜触电等原因，可能引起10 kV开关柜发生内部电弧故障，使故障所在的开关柜及相邻的开关柜爆炸烧毁、10 kV母线被迫停电，造成供电区域大面积停电，带来重大的经济损失和不良的社会影响。开关柜发生内部短路故障后，设备损坏严重，维修时间长，大大影响了10 kV用户供电可靠性。目前，10 kV电压等级主要采用变压器后备过流保护、馈线速断保护闭锁的变压器后备过流保护、弧光保护等切除开关柜内部母线电弧故障。这3种保护采用跳开进线断路器切除短路故障、熄灭故障电弧的模式，存在保护动作时间长、接线复杂等缺点。当发生10 kV母线内部电弧故障时，上述3种保护最快切除故障时间分别为1.0 s、350 ms、50 ms，故障电弧燃烧持续时間较长，造成很大危害。
1发展过程
10kV开关柜计量手车电弧故障的出现是分阶段的。通常来说10kV开关柜的内部电弧故障出现过程是循序渐进的，既第1阶段中的气体压缩阶段里，当开关柜的内部出现严重的电弧故障时，则其电弧发生点的温度实际上可以到达10，000度左右。其结果就是故障电弧导致设备内温度上升且部分情况下会产生动态压力波，大概持续时间为5～15ms。在这之后，当进入气体膨胀阶段时，这一阶段的持续时间约5～15ms，在该阶段内会因为燃弧区和周围空气之间存在压力差而开始产生气流。接下来的辐射排放阶段中由于电弧能量继续输入燃弧点，会导致产生空气流和微粒流。且因为这种强力高速气流的热量会对外部产生直接的影响，且因为电弧燃烧时释放的巨大的能量往往会导致铜排、钢板等器件气化，且严重情况下产生的爆破压力将造成开关柜柜体出现较为严重的变形。
20kV开关柜内部电弧故障危害
从现阶段我国电力系统的运行方式上看，10kV开关柜的引用十分重要，而其内部电弧故障具有较大的危害，其中直接性的危害就是会对10kV开关柜的的元件造成损害，从而对其运行的稳定性造成影响。另外还有可能导致相关系统运行出现故障，甚至有可能对相关工作人员的生命造成威胁，这也是内部电弧故障当中危害性最大的一点。由此可见在10kV开关柜的内部电弧故障中，存在着较大的危害性，不仅能让电力系统运行出现故障，还会对相关工作人员造成安全隐患。而从目前10kV开关柜的内部电弧故障上分析，造成故障的原因一般有以下几种，一方面是由于开关柜本身所存在的绝缘故障导致的，有可能是相应设备的自身缺陷，还有可能是由于使用年限过长，导致其绝缘性能减退。另外电气回路方面的因素也不能忽视，如果电气回路出现问题，有可能导致相关元件的松动，进而导致出现电弧故障。并且根据实际研究得知，人为因素也不能忽视，很多电弧故障的产生都是由于相关工作人员的疏忽所导致的，而由于电力系统的线路大部分都裸露在外，一些小动物也会对其造成影响。由此可见，在10kV开关柜的运行故障当中，其中内部电弧故障的危害性比较大，因此需要引起相关部门的重视，设置相应的保护措施，将危险扼杀在源头，保证10kV开关柜的正常工作，从而保证整个电力系统的正常运行。
310kV开关柜的内部电弧故障保护措施
3.1功能设计
主动型电弧故障保护装置主要功能如下：a）控制单元的电弧光检测时间小于1 ms，判断有过电流发生后，控制单元在2 ms内发出动作信号触发熄弧单元。控制单元还具有跳闸输出和闭锁输出接点，在触发熄弧单元的同时发出跳闸信号和闭锁信号，使给故障电弧供电的进线断路器跳闸并闭锁其合闸回路，防止故障还未排除时该进线断路器被误合闸。故障排除后该闭锁输出接点需手动复归，方可重新合闸被闭锁的进线断路器。b）弧光探头通过绝缘的光纤将采集到的光信号直接传送到控制单元，该连接方式在信号传送过程中无需将光信号转换为电信号，不受10 kV开关柜内部强电磁场干扰。弧光探头根据其母线室的结构进行安装，每个封闭的10 kV高压柜的母线室、断路器、VT室至少安装一个探头，也可视情况增加探头，确保在上述高压柜各隔室任何地点发生内部电弧故障的时候，弧光探头都可检测到故障电弧。c）熄弧单元采用气体发生器的驱动机构，在收到控制单元的触发脉冲电信号后，熄弧单元在3ms内动作，将带电10 kV母线进行三相短路接地，熄灭故障电弧。主动型电弧故障保护装置的控制单元动作时间小于2 ms，熄弧单元动作时间小于3 ms，装置总动作时间小于5 ms。该装置在电弧故障初期就能将电弧熄灭，此时故障电弧产生的热效应相当于10 kV开关柜采用常规保护时的几十分之一，同时柜内气体压力上升约110 kPa，压力释放装置不会动作，开关柜不会发生爆炸现象，确保了开关设备和工作人员的安全。
3.20kV开关柜内部电弧故障保护装置
在10kV开关柜的应用过程中，如果出现内部电弧故障，就会影响其整体的运行稳定性与安全性，而采用恰当的保护装置，可以对其进行有效的处理。这种保护装置必须要起到积极作用，因此需要针对以下几个方面进行保证。其一是对内部电弧的速动性进行保证，这样可以提升保护装置对于10kV开关柜的保护效果，可以最大限度的规避电弧所带来的危害，因此需要围绕速动性的保护进行探究，从而能够及时的反应高效保护效果。另外还需要保证保护装置的稳定性，降低一些外部因素对于保护装置的干扰，保证自身可以发挥保护的作用。另外需要保证保护装置的选择性，也就是保证保护装置可以恰当的控制相应的操作，让其能够更加突出的实现保护价值，避免一些无用的操作。最后对于保护装置的选择而言，还需要促使其具备简单性的操作效果，保证10kV开关柜能够比较简单的进行安装，避免保护装置的安装给10kV开关柜的运行带来麻烦。总而言之对于10kV开关柜的内部电弧故障保护装置而言，首先需要保证保护装置的稳定性，其次需要保证保护装置的有效性，最后还需要保证保护装置的存在不会对10kV开关柜的本身运行带来影响。
3.3减少设备装置损害
10kV开关柜计量手车电弧现象控制需要着眼于减少设备装置的损害。工作人员在减少设备装置损害的过程中，首先应当将手车从工作位置摇到试验位置，然后在此基础上将手车抽出开关柜，最终可以做到对于熄弧元件进行更换并重新投入运行的效果。其次，工作人员在减少设备装置损害的过程中，应当通过安装手车式开关柜内部电弧保护装置来更加主动的将故障所在的母线进行金属性接地，可以起到熄灭故障电弧和避免故障扩大以及保护人员、设备安全的效果。
结语
对于10kV开关柜的引用而言，其内部电弧故障属于一种危害性比较大的故障，不仅会影响10kV开关柜的正常运行，还会对电力系统整体的运行造成较大的影响，因此在应用过程中需要做好相应的检测工作，对即将出现的电弧故障进行相应的了解。最后还需要安装保护装置，对内部电弧故障进行针对性的处理，对危害性进行有效的规避。
参考文献
[1]吉开云.论10kV开关柜内部电弧故障的危害与保护[J].工程技术：引文版：00229.
[2]熊泰昌.高压开关柜防护内部电弧故障的结构强度计算与试验研究[J].上海电器技术，2002（03）：3-7.
关键词：10kV开关柜;内部电弧故障;危害性;保护分析
引言
在长期的运行过程中，由于电气元器件绝缘老化损坏、绝缘件表面灰尘积聚、开关设备长期过载运行导致设备发热严重、工作人员误操作、系统过电压和小动物侵入10 kV开关柜触电等原因，可能引起10 kV开关柜发生内部电弧故障，使故障所在的开关柜及相邻的开关柜爆炸烧毁、10 kV母线被迫停电，造成供电区域大面积停电，带来重大的经济损失和不良的社会影响。开关柜发生内部短路故障后，设备损坏严重，维修时间长，大大影响了10 kV用户供电可靠性。目前，10 kV电压等级主要采用变压器后备过流保护、馈线速断保护闭锁的变压器后备过流保护、弧光保护等切除开关柜内部母线电弧故障。这3种保护采用跳开进线断路器切除短路故障、熄灭故障电弧的模式，存在保护动作时间长、接线复杂等缺点。当发生10 kV母线内部电弧故障时，上述3种保护最快切除故障时间分别为1.0 s、350 ms、50 ms，故障电弧燃烧持续时間较长，造成很大危害。
1发展过程
10kV开关柜计量手车电弧故障的出现是分阶段的。通常来说10kV开关柜的内部电弧故障出现过程是循序渐进的，既第1阶段中的气体压缩阶段里，当开关柜的内部出现严重的电弧故障时，则其电弧发生点的温度实际上可以到达10，000度左右。其结果就是故障电弧导致设备内温度上升且部分情况下会产生动态压力波，大概持续时间为5～15ms。在这之后，当进入气体膨胀阶段时，这一阶段的持续时间约5～15ms，在该阶段内会因为燃弧区和周围空气之间存在压力差而开始产生气流。接下来的辐射排放阶段中由于电弧能量继续输入燃弧点，会导致产生空气流和微粒流。且因为这种强力高速气流的热量会对外部产生直接的影响，且因为电弧燃烧时释放的巨大的能量往往会导致铜排、钢板等器件气化，且严重情况下产生的爆破压力将造成开关柜柜体出现较为严重的变形。
20kV开关柜内部电弧故障危害
从现阶段我国电力系统的运行方式上看，10kV开关柜的引用十分重要，而其内部电弧故障具有较大的危害，其中直接性的危害就是会对10kV开关柜的的元件造成损害，从而对其运行的稳定性造成影响。另外还有可能导致相关系统运行出现故障，甚至有可能对相关工作人员的生命造成威胁，这也是内部电弧故障当中危害性最大的一点。由此可见在10kV开关柜的内部电弧故障中，存在着较大的危害性，不仅能让电力系统运行出现故障，还会对相关工作人员造成安全隐患。而从目前10kV开关柜的内部电弧故障上分析，造成故障的原因一般有以下几种，一方面是由于开关柜本身所存在的绝缘故障导致的，有可能是相应设备的自身缺陷，还有可能是由于使用年限过长，导致其绝缘性能减退。另外电气回路方面的因素也不能忽视，如果电气回路出现问题，有可能导致相关元件的松动，进而导致出现电弧故障。并且根据实际研究得知，人为因素也不能忽视，很多电弧故障的产生都是由于相关工作人员的疏忽所导致的，而由于电力系统的线路大部分都裸露在外，一些小动物也会对其造成影响。由此可见，在10kV开关柜的运行故障当中，其中内部电弧故障的危害性比较大，因此需要引起相关部门的重视，设置相应的保护措施，将危险扼杀在源头，保证10kV开关柜的正常工作，从而保证整个电力系统的正常运行。
310kV开关柜的内部电弧故障保护措施
3.1功能设计
主动型电弧故障保护装置主要功能如下：a）控制单元的电弧光检测时间小于1 ms，判断有过电流发生后，控制单元在2 ms内发出动作信号触发熄弧单元。控制单元还具有跳闸输出和闭锁输出接点，在触发熄弧单元的同时发出跳闸信号和闭锁信号，使给故障电弧供电的进线断路器跳闸并闭锁其合闸回路，防止故障还未排除时该进线断路器被误合闸。故障排除后该闭锁输出接点需手动复归，方可重新合闸被闭锁的进线断路器。b）弧光探头通过绝缘的光纤将采集到的光信号直接传送到控制单元，该连接方式在信号传送过程中无需将光信号转换为电信号，不受10 kV开关柜内部强电磁场干扰。弧光探头根据其母线室的结构进行安装，每个封闭的10 kV高压柜的母线室、断路器、VT室至少安装一个探头，也可视情况增加探头，确保在上述高压柜各隔室任何地点发生内部电弧故障的时候，弧光探头都可检测到故障电弧。c）熄弧单元采用气体发生器的驱动机构，在收到控制单元的触发脉冲电信号后，熄弧单元在3ms内动作，将带电10 kV母线进行三相短路接地，熄灭故障电弧。主动型电弧故障保护装置的控制单元动作时间小于2 ms，熄弧单元动作时间小于3 ms，装置总动作时间小于5 ms。该装置在电弧故障初期就能将电弧熄灭，此时故障电弧产生的热效应相当于10 kV开关柜采用常规保护时的几十分之一，同时柜内气体压力上升约110 kPa，压力释放装置不会动作，开关柜不会发生爆炸现象，确保了开关设备和工作人员的安全。
3.20kV开关柜内部电弧故障保护装置
在10kV开关柜的应用过程中，如果出现内部电弧故障，就会影响其整体的运行稳定性与安全性，而采用恰当的保护装置，可以对其进行有效的处理。这种保护装置必须要起到积极作用，因此需要针对以下几个方面进行保证。其一是对内部电弧的速动性进行保证，这样可以提升保护装置对于10kV开关柜的保护效果，可以最大限度的规避电弧所带来的危害，因此需要围绕速动性的保护进行探究，从而能够及时的反应高效保护效果。另外还需要保证保护装置的稳定性，降低一些外部因素对于保护装置的干扰，保证自身可以发挥保护的作用。另外需要保证保护装置的选择性，也就是保证保护装置可以恰当的控制相应的操作，让其能够更加突出的实现保护价值，避免一些无用的操作。最后对于保护装置的选择而言，还需要促使其具备简单性的操作效果，保证10kV开关柜能够比较简单的进行安装，避免保护装置的安装给10kV开关柜的运行带来麻烦。总而言之对于10kV开关柜的内部电弧故障保护装置而言，首先需要保证保护装置的稳定性，其次需要保证保护装置的有效性，最后还需要保证保护装置的存在不会对10kV开关柜的本身运行带来影响。
3.3减少设备装置损害
10kV开关柜计量手车电弧现象控制需要着眼于减少设备装置的损害。工作人员在减少设备装置损害的过程中，首先应当将手车从工作位置摇到试验位置，然后在此基础上将手车抽出开关柜，最终可以做到对于熄弧元件进行更换并重新投入运行的效果。其次，工作人员在减少设备装置损害的过程中，应当通过安装手车式开关柜内部电弧保护装置来更加主动的将故障所在的母线进行金属性接地，可以起到熄灭故障电弧和避免故障扩大以及保护人员、设备安全的效果。
结语
对于10kV开关柜的引用而言，其内部电弧故障属于一种危害性比较大的故障，不仅会影响10kV开关柜的正常运行，还会对电力系统整体的运行造成较大的影响，因此在应用过程中需要做好相应的检测工作，对即将出现的电弧故障进行相应的了解。最后还需要安装保护装置，对内部电弧故障进行针对性的处理，对危害性进行有效的规避。
参考文献
[1]吉开云.论10kV开关柜内部电弧故障的危害与保护[J].工程技术：引文版：00229.
[2]熊泰昌.高压开关柜防护内部电弧故障的结构强度计算与试验研究[J].上海电器技术，2002（03）：3-7.