通过对十年来20余次内部燃弧故障试验总结,分享一些试验现象, 上文说到电弧是质量极轻的等离子体,在电动力和热气的作用下,可在柜内高速移动,弧根可沿导体跳动和转移,因此电弧转移就是燃弧试验过程中经常出现的现象。
以2000A 50KA 800MM 宽和4000A 50KA1000MM宽开关柜燃弧试验为例,介绍电弧转移现象;
既然800MM宽的开关柜通过50kA燃弧试验,为什么1000MM宽的还需要试验?
原因主要有
由一文中说到,不同宽度的柜体燃弧能量不同,不能以800MM宽开关柜做过50KA/1S的内部故障试验,1000MM宽就可以不做,因为能量不同,虽然1000MM宽空间大,泄压板面积大,但由于内部电弧长度不同,能量不同,不能完全说明可以不做,IEC62271-307也规定IAC型式试验小的不能不能覆盖大的,因此需要对4000A 1000MM宽开关柜进行试验。
4000A采用强制风冷,手车室、母线室顶部有强制风冷风扇,风扇对压力释放的影响需要试验验证。
1. 2000A50KA 手车室燃弧试验,短接在断路器下部触臂的根部,

正常实验结果应该是在触臂根部持续燃烧,把触臂烧蚀甚至烧断,如小电流手车室试验结果:

但是燃弧试验后发现触臂烧蚀很少。而发现燃弧发生在断路器极柱顶部的散热器与开关柜手车室上部IP护板之间,2000A顶部铝合金散热架几乎完全烧掉,这是因为下触臂三相圆铜棒虽然引弧成功,但电弧很快向电流回路绝缘强度相对低的部位转移,因此电弧持续发生在散热架上。

2. 4000A50KA 手车室试验,短接在断路器下部触臂的根部,由于触臂是环氧硫化绝缘,因此打磨掉环氧层,露出金属进行短接,如图示。

4000A 50KA 燃弧试验后根部同样没有烧蚀,而发现母线室大弯板下部通风长腰孔处烧蚀严重,原因分析,同样电弧向绝缘强度较弱的地方转移。

由于存在电弧向绝缘相对薄弱的地方转移的现象,EATON公司发明了专利--用于开关柜的防燃弧机构,即人为设计引弧点,当内部燃弧故障发生时,使电弧在指定点燃烧,从而降低电弧长度和能量,保护开关设备。
