在某些設(shè)施或應(yīng)用中，電弧的潛在風(fēng)險(xiǎn)非常低；傳統(tǒng)的（無弧光保護(hù)）開關(guān)設(shè)備可以使用，風(fēng)險(xiǎn)很?。坏?，在大多數(shù)應(yīng)用中，依靠包含有助于減少電弧危險(xiǎn)的功能的設(shè)備更有意義，這些功能為防止電弧事故的破壞性后果提供了謹(jǐn)慎的“保險(xiǎn)”。

這種破壞性的潛力是毀滅性的，11kV開關(guān)設(shè)備中電弧閃光期間釋放的能量相當(dāng)于啟動(dòng)六架航天飛機(jī)所需的能量，溫度可能高達(dá) 20,000 攝氏度，比太陽表面的溫度高五倍，并且能夠蒸發(fā)金屬。

電弧故障可能很少見，但卻是開關(guān)設(shè)備系統(tǒng)中可能發(fā)生的最嚴(yán)重的故障，有多種潛在原因，包括人為錯(cuò)誤（最常見）、技術(shù)/設(shè)備故障和環(huán)境原因。

您可以從多種方法中進(jìn)行選擇，以降低這種弧閃損壞和傷害的風(fēng)險(xiǎn)，下面描述了三個(gè)最常見的。

被動(dòng)內(nèi)部電弧保護(hù)

使用被動(dòng)內(nèi)部電弧保護(hù)，電弧故障在發(fā)生后由傳統(tǒng)保護(hù)繼電器分?jǐn)?，電弧和繼電器跳閘之間的平均時(shí)間為 100 到 1,000 毫秒 (ms)，它發(fā)生在字面上的“眨眼”之內(nèi)，測量時(shí)間為 100 到 400 毫秒。

雖然它只持續(xù)一瞬間，但電弧事件幾乎肯定會(huì)導(dǎo)致足夠的損壞，以至于開關(guān)設(shè)備需要維修和更換零件，依賴開關(guān)設(shè)備供電的生產(chǎn)過程也可能受到嚴(yán)重破壞。

帶有被動(dòng)內(nèi)部電弧保護(hù)的開關(guān)設(shè)備結(jié)合了某種類型的管道系統(tǒng)，為高壓、高溫和潛在的有毒氣體提供“逃生通道”，一些開關(guān)設(shè)備包括一個(gè)通向外部區(qū)域的管道，這種解決方案通常用于較小的開關(guān)設(shè)備室，如果開關(guān)設(shè)備位于較大的房間內(nèi)或遠(yuǎn)離外墻，則管道會(huì)通入開關(guān)設(shè)備安裝室。

這兩種通風(fēng)策略都減少或消除了電弧氣體從開關(guān)設(shè)備前部噴出，有助于減少潛在的傷害，它還可以消散爆炸壓力，有助于減少對(duì)開關(guān)設(shè)備的內(nèi)部損壞。

主動(dòng)內(nèi)斷弧

在配備有源內(nèi)部滅弧的開關(guān)設(shè)備中，保護(hù)電路獨(dú)立于保護(hù)繼電器運(yùn)行，典型的電弧分?jǐn)鄷r(shí)間約為 60 – 80 ms，這是檢測電弧所需的時(shí)間、斷路器操作所需的時(shí)間和斷路器操作時(shí)間的總和。

使用向上游斷路器發(fā)送信號(hào)以分?jǐn)嚯娐返膫鞲屑夹g(shù)可以非常快速地檢測到電弧，兩種常見的弧光檢測方法是電流感應(yīng)設(shè)備和/或“看到”閃光的光學(xué)光傳感器，響應(yīng)時(shí)間比被動(dòng)內(nèi)部電弧保護(hù)更快，但仍不足以防止?jié)撛诘闹卮髶p壞和傷害。

眾所周知，彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)斷路器會(huì)隨著斷路器老化而增加其分閘時(shí)間，從而導(dǎo)致更長的熄滅電弧時(shí)間。較長的跳閘時(shí)間直接與電弧閃光造成的損壞增加有關(guān)，對(duì)于不會(huì)隨著時(shí)間的推移而減慢分閘的磁力斷路器，這不是問題。

主動(dòng)消弧

上述兩種方法都有助于減少電弧造成的潛在損害和傷害，但重要的是要注意，它們都會(huì)在電弧發(fā)生后做出反應(yīng)。第三種方法是主動(dòng)消弧，顧名思義，它的設(shè)計(jì)目的是快速響應(yīng)，幾乎可以消除電弧。

與前面的方法一樣，它在技術(shù)上也會(huì)對(duì)發(fā)生的電弧做出反應(yīng)，但反應(yīng)如此之快，以至于通常對(duì)開關(guān)設(shè)備的損壞最小，對(duì)人員的傷害機(jī)會(huì)很小或根本沒有，它實(shí)現(xiàn)了比其他方法明顯更快的響應(yīng)，通常小于 1.5 毫秒但不超過 4 毫秒。它沒有使上游斷路器跳閘，而是通過使用超快速接地開關(guān) (UFES)來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，該開關(guān)在發(fā)生電弧故障時(shí)啟動(dòng)三相接地短路。

UFES 與通過各種傳感方法快速可靠地檢測故障相結(jié)合，有助于確保電弧故障在發(fā)生后幾乎立即熄滅，這意味著熱量和壓力的急劇降低，讓開關(guān)設(shè)備重新合閘通常只需要擦拭內(nèi)部并更換初級(jí)開關(guān)元件，所有這些都可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)完成。

概括

如果您家中發(fā)生火災(zāi)，那么擁有一個(gè)檢測和警報(bào)系統(tǒng)可以立即召喚消防部門，讓他們?cè)趲追昼妰?nèi)到達(dá)，這是令人欣慰的，但如果有一個(gè)系統(tǒng)能從一開始就防止火災(zāi)，那就更令人欣慰了，這與將主動(dòng)消弧系統(tǒng)與其他管理電弧故障的方法區(qū)分開來的情況類似。

主動(dòng)消弧可以說是減少電弧閃光的最有效方法，但與其他保護(hù)方法相比，成本略有增加。對(duì)于缺少任何電弧保護(hù)設(shè)計(jì)元素的開關(guān)設(shè)備，相對(duì)于它所保護(hù)的開關(guān)設(shè)備的成本而言，主動(dòng)消弧是一項(xiàng)很小的投資。在評(píng)估成本效益分析時(shí)，考慮由于電弧事件后的生產(chǎn)或工藝中斷而導(dǎo)致的額外成本也很重要。

為了幫助為您的人員和開關(guān)設(shè)備提供最高水平的保護(hù)，并將日常操作中斷的風(fēng)險(xiǎn)降至最低，通過超快速接地開關(guān)主動(dòng)消除電弧是您開關(guān)設(shè)備的正確選擇。

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