中压开关柜内部故障的限制

金属封闭开关设备，由于设计、制造、安装、操作等错误，都可能引发电弧故障，瞬间大量能量产生，在封闭的空间内，从而导致开关柜爆炸，爆炸引发的冲击波造成结构破坏，更可怕的是随着能量的持续补充，引发的热效应造成的损坏是巨大的，产生的温度高达20000度，使所有的钢板、铜排、电缆等燃烧，随着时间的延长，所有元件相继燃烧，短短一秒内会使设备完全烧损，更有甚者，由于开关柜之间缺乏隔断，隔室相通，电弧受气流作用四处飘散，造成火烧连营，整个开关站受损，短期无法实现恢复送电，经济损失巨大。

内部电弧故障破坏程度随这时间的延长成指数级加大，因此如果能够尽快熄灭电弧就可以使设备得以保全，对于电弧持续时间小于50ms的故障，经过故障原因识别，简单清洁，就可以恢复供电，熄灭电弧的方法有几个，一是切断电源 传统机械操动机构断路器，固有分闸时间就要30ms，传感器保护继电器动作加断路器固有分闸时间一般3~4个周波，能够切断故障电源，也是不错的选择，柜子受损不是非常严重，也可以快速恢复供电。现在有基于电磁斥力机构的超快速断路器，切断电弧故障时间可以在30ms以内，效果非常不错。

切断电源的方法还可以采用限流器，基于爆破原理的电流桥，可以在4ms内切断故障电源，限流器采用电流传感器，判断短路电流上升速率，快速相应，带旁路并联回路限流器，还可以实现一次重复使用，对于电源质量要求高的场合限流器的快速熄弧可以减少电能损失，重复使用可以快速恢复供电。

方法二是把空气电弧转换成固体导电回路的热效应，固体回路热稳定承受力强，UFES就是这种装置，快速短路接地开关，使电弧能量消失，电弧的破坏力消失，基于电磁斥力，真空灭弧将电弧熄灭并转移成固体电流承受的热效应。这种快速接地的时间也极短，基本上在4-8ms以内，然后断路器按正常保护逻辑动作分闸，意味着瞬时电弧产生爆炸的能量减少，开关设备基本上没有破坏，对电网的冲击小。

随着双碳目标的要求深入人心，安全、连续供电是重要一环，可以保证设备运行连续性，数字化互联网稳定的供电，因此开关设备的快速熄弧同样就是低碳的一个具体有效的措施。

1.快速切断故障电源，减少能量损失;

2. 开关柜不被破坏，简单修复快速送电，供电连续性提高，经济效益显著;

3. 人身安全得以保证;

 

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虽然弧光保护的价格有些高，但相对于高昂的开关设备重新安装，停电等造成的巨额经济损失来说，还是非常划得来的。而对于采用限流器，或快速接地装置来说，更快的熄灭电弧能量，意味着人身保护更高，设备不会破坏。