电网是世界上最重要的基础设施之一。它们将全球超过50亿的人连接到能源,对于工业制造,通信网络,医院等无数应用都是必不可少的。因此,必须避免任何可能中断电能分配的事件。这些事件中有电网内部的短路。
一种类型的短路是电弧短路,它是由两个通电导体之间或通电导体与地面之间的隔离区域中的故障引起的。该故障可能是由于意外物体(动物,工具等)的存在或灰尘或湿气引起的。每当发生电弧短路时,都会产生电弧闪光。
电弧闪光事件会产生很高的能量。因此,受控电弧闪光具有许多应用,例如照明,电焊,炼钢和卫星发动机。但是,如果不控制电弧闪光,那么这种高能量就很危险。
不受控制的电弧闪光事件在电网内发生时尤其危险,因为它们不仅可能损坏昂贵且关键的电气设备,而且还可能造成人员伤害。在电网内,弧光可能会出现在所谓的开关柜中。
开关设备是电网的主要组成部分之一,因为它们可以重新配置电网本身。这些元件由电气断开开关,保险丝或断路器组成,可以控制,保护和隔离电气设备。
图1显示了开关设备的一般示意图以及不同开关设备之间的互连。输入/输出电源线通过所谓的电缆连接室连接到开关设备。断路器室分配断路器,它是开关柜的主要部分,因为它允许连接或断开其输入或输出。不同的开关设备通过母线室互连。
(a)开关柜的一般示意图。(b)开关设备的互连。
如果发生了电弧闪光事件并且没有及时检测到,则产生的高能量可能会在几百毫秒内造成广泛的损坏,如图2所示。
电弧闪光造成的损坏与时间的关系。
图2显示,电弧闪光事件造成的损坏程度在很大程度上取决于事件的持续时间。为了最大程度地防止电弧闪光,开关设备中包括的电弧闪光检测器和断路器都必须具有非常短的响应时间。
编辑:hfy
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