第一篇：10月1日12整流變電纜擊穿事故分析1[定稿]

10月1日12#整流變電纜擊穿事故分析

一、運(yùn)行方式

35KV系統(tǒng)：

1305站3524、3539分段運(yùn)行；負(fù)荷為：9707KW、13770KW 2305站3547、3556分段運(yùn)行；負(fù)荷為：8512KW、8232KW 1303站3511、3512分段運(yùn)行；負(fù)荷為：8081KW、10634KW 2303站3548、3555分段運(yùn)行；負(fù)荷為:10290KW、10657KW

一期3541、3542、3543、3520、3521、3523整流均在運(yùn)行中，直流電流為:10000A負(fù)荷為:11.9MW

二期3543、3544、3545、3557、3558、3559整流均在運(yùn)行中，直流電流為：11000A負(fù)荷為:12.9MW,其中3559單槽運(yùn)行，負(fù)荷為：6.4MW

10KV系統(tǒng)運(yùn)行方式：各站10KVⅠ、Ⅱ進(jìn)線斷路器運(yùn)行，母聯(lián)斷路器熱備用。

400V系統(tǒng)運(yùn)行方式：均為分段運(yùn)行，母聯(lián)斷路器熱備用。

二、事故經(jīng)過

2012年10月1日5點(diǎn)56分44秒 2302變電站值班人員聽見35KV配電室一聲巨響，同時感覺照明發(fā)生閃晃，隨即去配電室巡查發(fā)現(xiàn)12#整流柜后門處有濃煙涌出，柜門被閃爆氣浪沖開并變形。同時2302后臺監(jiān)控人員匯報7#、8#、9#、10#、11#、12#整流變均已跳閘，負(fù)荷為0，電流為0.數(shù)分鐘后消防煙感報警啟動。從11#整流的進(jìn)線電壓曲線可以看到由原37.2KV降至33.6KV后經(jīng)2秒多電壓隨即又回

升至37.7KV。在6:02分時又繼續(xù)上升至38.06KV（一期跳閘時間）。同時跳閘的設(shè)備各區(qū)域都有，公用區(qū)有：3臺空壓機(jī)、1臺循環(huán)水泵、二期5臺冷凍機(jī)組、3臺制氫變、二期所有VCM壓縮機(jī)； PVC區(qū)有：

1303負(fù)荷為：Ⅰ段負(fù)荷2000KW、Ⅱ段負(fù)荷1400KW,其中有一臺VCM壓縮機(jī)500KW，一臺回收壓縮機(jī)315KW

2303負(fù)荷為：Ⅰ段負(fù)荷3155KW、Ⅱ段負(fù)荷2835KW，其中有兩臺回收壓縮機(jī)355KW/臺，兩臺干燥鼓風(fēng)機(jī)900KW/臺

公用區(qū)有：

1305負(fù)荷為：Ⅰ段負(fù)荷1200KW、Ⅱ段負(fù)荷2800KW，其中包括三臺空壓機(jī)1425KW/臺，三臺制氫變3000KVA/臺

2305負(fù)荷為：Ⅰ段負(fù)荷440KW、Ⅱ段負(fù)荷1600KW，其中包括5臺冷凍機(jī)400W/臺，6臺VCM壓縮機(jī)500KW/臺

乙炔區(qū)有：

1307負(fù)荷為：1200KW左右，其中有一臺冷凍機(jī)430KW2307負(fù)荷為：1100KW左右，其中有一臺空壓機(jī)1000KW

燒堿區(qū)有：

1302負(fù)荷為：547.7KW

2302負(fù)荷為：22KW

6點(diǎn)02分一期因儀表空氣壓力低低連鎖1#、2#、3#、4#、5#、6#整流變?nèi)刻l。至此化二全廠停車。

事后在將3559轉(zhuǎn)檢修，對3559進(jìn)線柜（PT）進(jìn)行詳細(xì)的排查，發(fā)

現(xiàn)B、A相母線搭接頭處絕緣搭接盒脫落，進(jìn)線電纜C相電纜頭處（向內(nèi)側(cè)）有擊穿現(xiàn)象。打開柜體母排室檢查完好、對PT進(jìn)行耐壓與變比實(shí)驗(yàn)完好、對過電壓保護(hù)器進(jìn)行耐壓實(shí)驗(yàn)完好。重新制作故障電纜頭，并對三相電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)完好；原母排的搭接處為鍍錫打麻點(diǎn)處理，且螺絲緊固強(qiáng)度符合要求，搭接面平整無發(fā)熱痕跡。由于故障發(fā)生在供電結(jié)構(gòu)的上側(cè)，2302站3559綜保未報任何故障記錄。其余11臺整流變也均為任何故障記錄。

三、事故原因

根據(jù)現(xiàn)場的情況分析：

1、從擊穿的電纜頭來看，擊穿部位在電纜頭中部，并沒有發(fā)生在屏蔽層與半導(dǎo)層搭接處、半導(dǎo)層與絕緣層搭接處、銅線鼻子與絕緣層搭接處、以及絕緣套管與應(yīng)力管搭接處，且擊穿處沒有刀子劃痕，放電擊穿的為筷子頭粗的圓洞，不屬尖刺放電，初步認(rèn)為事故與電纜頭制作質(zhì)量不大。

2、電纜頭C相擊穿的就近金屬外殼沒有找到對地放電的痕跡，只有在對面的B相母排搭接處螺絲處有放電融化的痕跡。可以判斷最初的放電只是對空氣放電，放電的方向應(yīng)該是斜向上朝前柜門方向，在拉弧的長度進(jìn)入對面母排的安全距離后，形成相間引弧致使相間短路。（可以可定當(dāng)初B相的母線搭接盒開口方向朝C相）

3、一期所有整流變跳閘的原因?yàn)閮x表空氣壓力低低連鎖所致，二期燒堿區(qū)儀表空氣也來至一期空壓站，但二期沒有報出該連鎖停車信息，二期整流變跳閘至今沒有找到符合事實(shí)的原因。

4、從跳停的設(shè)備分布來看：高壓少（高壓基本為帶現(xiàn)場控制柜），低

壓多；燒堿（除整流以外）最少，也是前期加防晃電模塊最多的區(qū)域，pvc區(qū)最多，也是加防晃電模塊最少的區(qū)域；跳停的設(shè)備為軟起、變頻、PLC的居多，直啟設(shè)備偏少；分布在電廠Ⅱ母的居多，分布在Ⅰ母的偏少。說明當(dāng)時Ⅱ母電壓波動比Ⅰ母劇烈。3559在電廠Ⅱ母，符合事實(shí)邏輯。

化工區(qū)跳停的的設(shè)備在保護(hù)裝置的記錄來看，多數(shù)為正常分合閘，沒有過壓、欠壓故障記錄。不能確定是哪相保護(hù)動作，1302站1#動力變跳閘報重瓦斯,經(jīng)檢查無任何重瓦斯跡象,可以判斷為線路干擾誤報.有極個別的設(shè)備報過流、堵轉(zhuǎn)、正序過流。故調(diào)整保護(hù)定值存在困難。

四、防范措施

1、北元集團(tuán)35KV供電系統(tǒng)已是一個很大的系統(tǒng)了，對發(fā)生接地故障的線路，雖國家電網(wǎng)規(guī)范可以運(yùn)行一段時間，但只要不及時停電，最后都造成了事故的進(jìn)一步惡化，輕則短路晃電化工區(qū)降流量或者單線停車，重則全廠停車。電廠應(yīng)通過小電流接地裝置確認(rèn)并第一時間切除故障線路。從以前的每一次35KV線路發(fā)生單相接地后，2、對關(guān)鍵設(shè)備現(xiàn)場配電柜進(jìn)行現(xiàn)場改造。如空壓機(jī)、壓縮機(jī)等，只要電網(wǎng)波動嚴(yán)重時現(xiàn)場低壓控制柜抗晃電能力不夠，PLC、潤滑油泵等引起本機(jī)連鎖停車，從而引發(fā)全線停車。建議對關(guān)鍵設(shè)備控制柜增加UPS。

3、對10KV、35KV線路終端相間增加絕緣隔離措施。

4、建議對全集團(tuán)的時間進(jìn)行統(tǒng)一，包括DCS、電氣后臺、現(xiàn)場裝置等。便于以后的事故原因查找。

化二動檢分廠 2012年10月2日

第二篇：電纜絕緣擊穿的分析及處理

電纜絕緣擊穿的分析及處理

2011-10-09 10:15:06 來源：中電易展網(wǎng)

城市化的大力發(fā)展，使城市空間愈來愈緊張，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的不同需要，也使電纜入地成為必然選擇。但近年來，外力破壞和安裝質(zhì)量等原因造成電纜絕緣擊穿甚至爆炸等已成為電網(wǎng)主要事故。一般來說，造成電纜絕緣擊穿有以下幾種原因。

一是機(jī)械損傷。由于重物砸傷電纜，挖掘機(jī)不慎誤傷電纜，在敷設(shè)時電纜彎曲過大使絕緣受傷，裝運(yùn)時電纜被嚴(yán)重擠壓而使絕緣和保護(hù)層損壞，由于底層沉陷直埋電纜受拉力過大等，均導(dǎo)致絕緣受損，甚至?xí)瓟嚯娎|。避免電纜機(jī)械損傷可采用架空電纜，如果是沿墻敷設(shè)的電纜應(yīng)加以遮蓋，地埋應(yīng)有明顯的標(biāo)識，并及時制止在電纜線路附近取土。

二是施工不當(dāng)。由于施工方法不良和使用的材料質(zhì)量較差，使電纜頭和中間的薄弱環(huán)節(jié)發(fā)生故障，導(dǎo)致絕緣層被擊穿。預(yù)防這種現(xiàn)象，應(yīng)提高電纜頭的安裝質(zhì)量，在電纜頭制作、安裝過程中，絕緣包袋要緊密，不得出現(xiàn)空隙。環(huán)氧樹脂和石英粉之前，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的干燥處理，使氣泡和水分不能進(jìn)入電纜頭內(nèi)，并加強(qiáng)鉛包套邊緣的絕緣處理。

三是絕緣受潮。由于電纜頭施工工藝不良，使水分侵入電纜內(nèi)部，或電纜內(nèi)護(hù)層破損而使水分進(jìn)入。鉛包電纜敷設(shè)在震源附近，由于長期震動而產(chǎn)生疲勞龜裂。電纜外皮受腐蝕而產(chǎn)生空洞。由于制造質(zhì)量不好，鉛包上有小孔或裂縫。針對這些情況，應(yīng)加強(qiáng)電纜外層的維護(hù)，定期在外護(hù)層涂刷一層瀝青。

四是過電壓。由于大氣過電壓或內(nèi)部過電壓引起絕緣層被擊穿，尤其是系統(tǒng)內(nèi)部過電壓會造成多根電纜同時被擊穿。對此，應(yīng)安裝避雷器，提高系統(tǒng)自動保護(hù)的科技水平。

五是絕緣老化。電纜在長期的運(yùn)行中，由于散熱不良或過負(fù)荷，導(dǎo)致絕緣材料的電氣性能和機(jī)械性能劣化，使絕緣層變脆或斷裂。如果是這樣，應(yīng)按周期對電纜進(jìn)線預(yù)防性耐壓測試，發(fā)現(xiàn)電纜絕緣降低不能滿足安全運(yùn)行的要求，應(yīng)更換新的電纜。

第三篇：電纜、變壓器及整流變壓器拆除方案

中電投河南電力有限公司

平頂山發(fā)電分公司

電纜、變壓器 及整流變壓器 拆除方案

編制：__________________

審核：__________________

復(fù)審：__________________

批準(zhǔn)：__________________

福建龍凈環(huán)保股份有限公司

年 月 日

目 錄

一、工程概況

二、準(zhǔn)備工作

三、施工組織措施

四、施工安全措施

五、施工技術(shù)措施

一、工程概況

#2電除塵電氣拆除主要包括整流變壓器18臺、陰陽極振打電機(jī)18臺、磁軸加熱18套、磁套36套、及整流變主電纜、控制電纜、橋架、鋼管等，總工期為10天。

二、準(zhǔn)備工作（1）安全措施準(zhǔn)備

到現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘查，了解施工現(xiàn)場設(shè)備布局情況和周圍環(huán)境。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，合理選擇工器具擺放、操作使用位置。

根據(jù)設(shè)備實(shí)際接線運(yùn)行方式，正確布置安全措施，確保施工安全。組織全體施工人員學(xué)習(xí)本次施工方案，要求大家正確識別施工中的危險點(diǎn)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)防范措施并落實(shí)。

全面檢查本次施工中所要使用的安全工器具，杜絕不合格的安全工器具帶入工作現(xiàn)場使用。（2）技術(shù)措施準(zhǔn)備

到現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘查，了解施工環(huán)境及拆除電纜線路的實(shí)際情況。向參加本次工程工作人員進(jìn)行技術(shù)交底，讓其了解工程工作內(nèi)容、保證施工質(zhì)量的措施。

組織工作人員學(xué)習(xí)施工驗(yàn)收規(guī)范，以保證本次工程優(yōu)質(zhì)、如期順利完成。

（3）材料、工器具準(zhǔn)備

根據(jù)工程的內(nèi)容、核對工作量，提前準(zhǔn)備相關(guān)材料，并列材料、工器具清單，根據(jù)清單準(zhǔn)備所需材料、工具。

提前檢查工器具，確保完好，能夠正常使用，對于存在的缺陷及時修復(fù)，杜絕使用不合格的工器具。

（4）人員組織準(zhǔn)備

根據(jù)本次工程內(nèi)容、工作量，結(jié)合人員技術(shù)情況，各個工作組合理配備人員，能夠充分發(fā)揮工作人員作用，提高工作效率。

組織施工人員認(rèn)真學(xué)習(xí)本施工方案，要求每個工作組及每位成員明確工作任務(wù)，并對開展的工作進(jìn)行安全事項(xiàng)的學(xué)習(xí)。

三、施工組織措施

(1)施工負(fù)責(zé)人: 施工總體負(fù)責(zé):李雄成 安全監(jiān)督人: 湯東生(2)現(xiàn)場負(fù)責(zé)和安全職責(zé) 1)現(xiàn)場總體負(fù)責(zé): 職責(zé):主要對施工現(xiàn)場的施工安全及施工質(zhì)量進(jìn)度全面負(fù)責(zé),抓好施工人員的安全思想教育,做好臨時用工人員的安全教育與對工作人員的現(xiàn)場安全措施交待，及時制止現(xiàn)場習(xí)慣性違章現(xiàn)象，協(xié)調(diào)、組織各方面的工作,確保施工安全、優(yōu)質(zhì)、按計劃進(jìn)度完成。

2)現(xiàn)場安全監(jiān)察人: 職責(zé):監(jiān)督施工現(xiàn)場安全的全過程,負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場“一個活動,兩個交底”的實(shí)施和執(zhí)行,監(jiān)督現(xiàn)場“三措”的實(shí)施，糾正施工中的各種違章行為,檢查現(xiàn)場的防火用具,確保施工現(xiàn)場的安全。

3）施工班組： 7 人

組長：陳中華

成員：郭運(yùn)平、郭笑云、孫艷軍、王光忠、胡海軍、郭玉軍

四、施工安全措施

（1）安全目標(biāo)

貫徹落實(shí)“安全第一，預(yù)防為主”的方針，杜絕人身輕傷以上事故的發(fā)生；杜絕搬運(yùn)設(shè)備時人為責(zé)任而導(dǎo)致的人身及設(shè)備損壞事故的發(fā)生；防止火災(zāi)事故。

（2）一般安全措施

開工前將工器具及材料運(yùn)至現(xiàn)場、提前一日辦理工作票；施工前必須組織人員對施工方案進(jìn)行學(xué)習(xí)，開工前必須召開開工會，交待當(dāng)日工作任務(wù)、安全措施、技術(shù)措施、組織措施及注意事項(xiàng)，工作結(jié)束后必須召開收工會，總結(jié)的工作情況，提出不安全因素及整改防范措施；施工現(xiàn)場必須由工作負(fù)責(zé)人統(tǒng)一指揮；遵守貴公司的各項(xiàng)規(guī)章制度，愛護(hù)周圍環(huán)境，愛護(hù)公共設(shè)施；

嚴(yán)禁工作人員精神狀態(tài)不佳進(jìn)入工作現(xiàn)場；在施工中存在變更或與原交底措施不符合時，應(yīng)及時通告相關(guān)全體人員；施工人員未經(jīng)許可不得擅自離開工作崗位，有事必須申請，征得同意后方可離開，返回現(xiàn)場時應(yīng)立即報告；工作負(fù)責(zé)人需要暫時離開時應(yīng)指定能勝任的人員臨時代替，并交待安全注意事項(xiàng)。

施工現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙，現(xiàn)場必須做好防火措施，滅火器必須擺放整齊；對自己在工作中的行為負(fù)責(zé)，相互關(guān)心施工安全，對違章行為、不安全因素及時指出、糾正；進(jìn)入工作現(xiàn)場必須戴安全帽、穿工作服及工作鞋；工作終結(jié)做到工完場清，檢查有無影響設(shè)備安全的隱患；認(rèn)真執(zhí)行開工會、收工會制度；落實(shí)班組崗位安全責(zé)任制，作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)書，有效的控制班組異常、未遂；

（3）高空作業(yè)注意事項(xiàng)

高空作業(yè)必須穿防滑鞋，及時清除鞋底及箱蓋上的油跡，防止打滑墜落；

高空作業(yè)必須正確使用安全帶，使用前應(yīng)認(rèn)真檢查確保完好，嚴(yán)禁使用超試驗(yàn)周期等不合格的安全工器具；

擔(dān)任高處作業(yè)的人員必須身體健康。凡發(fā)現(xiàn)工作人員有飲酒、精神不振時，禁止登高作業(yè)；

高處作業(yè)一律使用工具袋。材料、工器具嚴(yán)禁上下拋擲，必須使用繩索傳遞，大型工具應(yīng)用繩索系在牢固的構(gòu)件上，不準(zhǔn)隨意亂放，防止滑落砸傷下方工作人員；

遇5級及以上大風(fēng)、大雨等惡劣氣候，夜間照明不足、視野不清的情況，嚴(yán)禁登高作業(yè)。

（4）防火措施 工作現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙；

（5）停電、驗(yàn)電。

在接到集控室電話后，由負(fù)責(zé)人 李雄成 負(fù)責(zé)安排施工人員驗(yàn)電。

在驗(yàn)電確保電纜、變壓器及整流變壓器無電壓時，方由監(jiān)查員向施工負(fù)責(zé)人匯報，由負(fù)責(zé)人安排施工人員開工。

五、施工技術(shù)措施

（1）回收設(shè)備保護(hù)性拆除

聯(lián)系甲方人員確認(rèn)要拆除的電氣、儀表設(shè)備、掛牌標(biāo)示、停電、驗(yàn)電、拆除、搬運(yùn)至指定地點(diǎn)、回收。

（2）變壓器、整流變壓器拆除

首先要停電、驗(yàn)電、高、低壓側(cè)放電、標(biāo)識、掛牌、將變壓器軌道焊接處或地腳螺栓用氣焊割斷，高、低壓瓷瓶的連接母線或電纜拆除，用塔吊吊至指定地點(diǎn)，并采取防護(hù)措施。

（3）電纜拆除

根據(jù)現(xiàn)場情況，清理好電纜溝與橋架上的障礙物，必須清理干凈電纜溝內(nèi)的石子瓦片，防止拉電纜時拉傷電纜外皮，清理電纜溝內(nèi)的沙土?xí)r應(yīng)使用特制的工具，不得使用鐵鍬等鋒利鐵器，防止劃傷電纜外皮，拉電纜時注意對電纜的保護(hù)，翻越電纜溝時下面墊好保護(hù)墊，用力不要太猛，小心劃傷外皮，電纜接頭處應(yīng)包扎好，以防劃壞其他電纜，拉出的電纜應(yīng)及時處理，拉至甲方指定地點(diǎn)。

（4）電纜橋架、鋼管及電纜支架拆除

電纜橋架、鋼管及電纜支架拆除為破壞性拆除，用氣焊將電纜橋架、鋼管及電纜支架的焊點(diǎn)割開，人工搬至地面，高空用吊車吊至地面，拉至甲方指定地點(diǎn)。

第四篇：變壓器高壓擊穿事故報告

機(jī)修車間變壓器高壓側(cè)擊穿事故追查報告

事故時間：2015年5月1日 事故地點(diǎn)：機(jī)修車間 參加人員： 事故經(jīng)過：

5月1日下午14時37分機(jī)修車間檢修用10KV/660V油浸式變壓器（機(jī)修車間檢修電源及翻矸機(jī)房電源）因高壓側(cè)因瓷瓶老化絕緣降低，導(dǎo)致變壓器高壓側(cè)擊穿。由于電網(wǎng)電壓波動，導(dǎo)致主通風(fēng)機(jī)房10KV/380V站內(nèi)變壓器跳閘，風(fēng)機(jī)變頻降低；空壓機(jī)跳閘；瓦斯泵高低壓跳閘；井下中央變電所4-1#饋電跳閘。經(jīng)機(jī)電科與機(jī)修隊(duì)緊急搶修，于15時30分全部恢復(fù)正常。原因分析： 直接原因 間接原因

造成變壓器損壞的原因?yàn)椋鹤儔浩鞲邏簜?cè)因瓷瓶老化絕緣降低造成。

造成其他設(shè)備跳閘的原因?yàn)椋含F(xiàn)所有設(shè)備電源均來自35KV變電站2#變壓器。由于機(jī)修車間內(nèi)變壓器高壓擊穿導(dǎo)致電網(wǎng)波動，引起其他設(shè)備保護(hù)跳閘。

防范措施;處理意見

紫金煤業(yè) 機(jī)電科 二〇一五年七月二十日

第五篇：低壓斷路器背后擊穿現(xiàn)象分析

低壓斷路器背后擊穿現(xiàn)象分析

1引言

低壓斷路器是低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍的電器產(chǎn)品之一。為了獲得較高的電弧電壓，斷路器滅弧室的柵片排列緊密。這樣，電弧在進(jìn)入滅弧室時所受的阻力較大，在柵片入口處停滯的時間也較長。近年來對低壓斷路器的研究表明，電弧在柵片入口處多次出現(xiàn)在柵片內(nèi)與柵片外，導(dǎo)致電弧電壓的反復(fù)跌落，這就是背后擊穿現(xiàn)象。它降低斷路器的開斷性能，使燃弧時間增長。1988年日本名古屋大學(xué)YoshiyukiIkuma等人首次用快速攝像機(jī)觀察到這種電弧背后擊穿現(xiàn)象。他們還采用微波穿透技術(shù)發(fā)現(xiàn)在低壓斷路器開斷過程中，電弧電壓發(fā)生突降前，觸頭間隙都出現(xiàn)溫度的上升，這是由于電弧的熱氣流經(jīng)過滅弧室的后壁的反射進(jìn)入相應(yīng)區(qū)域的結(jié)果。游離氣體的進(jìn)入和溫度的上升，使相應(yīng)區(qū)域的臨界電場強(qiáng)度降低，這是造成背后擊穿的原因之一。法國的C.Fievet等人也發(fā)現(xiàn)，在電弧經(jīng)過的區(qū)域溫度還較高，存在有剩余電流，會以熱擊穿的形式導(dǎo)致背后擊穿［1］。德國的ManfredLindmayer教授初步提出了一種基于熱擊穿的背后擊穿模型［2］。圖1為背后擊穿的典型波形。

通過對背后擊穿的分析，依據(jù)熱擊穿的原理，建立了以磁流體動力學(xué)為基礎(chǔ)的電弧動態(tài)模型，對背后擊穿現(xiàn)象進(jìn)行了機(jī)理模擬研究。采用先進(jìn)的高速光學(xué)測試設(shè)備及多通道示波器，對低壓斷路器模型作了大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電磁場對低壓斷路器中的背后擊穿現(xiàn)象有抑制作用。通過改變滅弧室前的跑弧區(qū)的結(jié)構(gòu)，形成不同氣體流動狀況。實(shí)驗(yàn)證明，合理的氣體流動狀況有助于電弧快速進(jìn)入滅弧室，使電弧電壓迅速上升，對背后擊穿有抑制甚至消除作用，改善了限流器的開斷特性。據(jù)此提出了一種新型可消除背后擊穿現(xiàn)象的滅弧室結(jié)構(gòu)。

2背后擊穿現(xiàn)象機(jī)理的研究分析

近年來，人們通過現(xiàn)代測試技術(shù)發(fā)現(xiàn)了低壓斷路器開斷中電弧運(yùn)動的不穩(wěn)定性，在熄弧過程中電弧在滅弧室內(nèi)外多次轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致電弧電壓跌落，即背后擊穿現(xiàn)象。重燃后的電弧多次進(jìn)入滅弧室，直到熄弧。大量實(shí)驗(yàn)都發(fā)現(xiàn)低壓斷路器開斷過程中，在背后擊穿現(xiàn)象發(fā)生前，在柵片滅弧室外都出現(xiàn)溫度的上升。這是由于電弧的熱氣流經(jīng)過滅弧室后壁的反射產(chǎn)生回流，相應(yīng)區(qū)域的電導(dǎo)增大，臨界場強(qiáng)減小，易于造成背后擊穿的發(fā)生。

法國的C.Fievet等人發(fā)現(xiàn)［1］，當(dāng)電弧進(jìn)入滅弧室后，由于多個短弧的近極壓降，以及柵片外熱氣體電導(dǎo)較大，內(nèi)外電流在斷路器滅弧室內(nèi)外重新分配。通過用Rogowski線圈對電流的測量，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電弧已經(jīng)離開起弧處幾個毫秒之后，電弧初始區(qū)域仍然有幾安培的電

流。

由此，說明背后擊穿現(xiàn)象與滅弧室外氣體溫度、臨界電場強(qiáng)度及導(dǎo)電情況等有關(guān)。德國的ManfredLindmayer教授初步提出了一種基于熱擊穿的背后擊穿模型［2］。

我們在這個模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入研究，依據(jù)熱擊穿的原理，建立了以磁流體動力學(xué)為基礎(chǔ)的電弧動態(tài)模型。計算結(jié)果表明，根據(jù)這種電流重新分配原理建立的模型是與實(shí)際情況相符合的。尤其當(dāng)滅弧室外的溫度較高，殘余電流較大時，容易產(chǎn)生背后擊穿。這是與

C.Fievet的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合的。在圖2中，1.92ms時電弧已經(jīng)進(jìn)入滅弧柵片，電弧電壓迅速上升，電弧的等效電阻則由于近極壓降相對保持一個較高的值，而背后擊穿區(qū)域電阻則不斷下降。隨著背后擊穿區(qū)域的電阻逐漸減少，電流漸漸被此導(dǎo)電通道所分流，使這一區(qū)域的溫度迅速升高，電阻迅速減小，引起電弧電壓突降，產(chǎn)生背后擊穿。在2.16ms時電弧已經(jīng)退出了滅弧柵片。這說明，用熱擊穿是導(dǎo)致背后擊穿產(chǎn)生的一個原因。

3、消除背后擊穿現(xiàn)象的措施我們對可能消除背后擊穿現(xiàn)象多種因素進(jìn)行了研究。

3.1外加磁場的影響

磁場可以加快電弧的運(yùn)動速度，使它快速進(jìn)入滅弧室，減少在滅弧柵片前的停滯時間。實(shí)驗(yàn)中在滅弧室兩側(cè)夾兩塊導(dǎo)磁片，利用流過斷路器的電流產(chǎn)生外加吹弧磁場。外加2匝線圈，實(shí)驗(yàn)預(yù)期電流為2000A時，電弧電壓跌落比較嚴(yán)重。當(dāng)預(yù)期電流分別提高為3000A和4000A時，電弧電壓跌落次數(shù)減少，跌落幅度也降低。外加多匝線圈時，電弧電壓上升很快，電壓跌落現(xiàn)象仍然存在，但次數(shù)減少了。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，加大吹弧磁場后，電弧電壓跌落次數(shù)減少，但背后擊穿現(xiàn)象依然存在。

3.2氣流場的影響

氣流場對斷路器背后擊穿現(xiàn)象有非常直接的影響。因?yàn)椴涣嫉臍怏w流通會使熱氣流回流，同時由于使電弧在滅弧柵片前停滯更長的時間，在滅弧室前部易于形成背后擊穿的熱區(qū)域。根據(jù)研究，在柵片的后面加上絕緣隔弧板，這樣使滅弧室內(nèi)的熱氣流可以順利的排出，又不

會飛弧。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在這種情況下，背后擊穿現(xiàn)象得到極大的限制，基本上消除了電壓的跌落。但電弧電壓會逐漸降到一個比較低的值，降低了開斷性能。因此，還需要采取其他的措施。滅弧室后部完全開放的開斷特性如圖3所示。

為此，我們直接在滅弧室柵片間插入產(chǎn)氣絕緣材料，同時在滅弧室后部加上隔弧板，如圖4中所示。在電弧的高溫作用下，發(fā)出大量的絕緣物蒸氣，這樣由于限制了電弧弧根的擴(kuò)張，并借助絕緣物產(chǎn)生的蒸氣，使電弧弧根周圍壓力進(jìn)一步提高，控制了電極發(fā)射出的金屬蒸氣的噴流運(yùn)動方向。此外，絕緣物產(chǎn)生的氣體冷卻電弧弧柱，使電弧電阻上升，電弧電壓提高。

采用這種窄縫滅弧室，即柵片與隔弧板相配合的混合式滅弧室。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)獲得的限流斷路器開斷電弧電壓電流波形圖，以及用二維光纖陣列電弧測試系統(tǒng)所觀察到的電弧運(yùn)動圖象都明顯看出，這種結(jié)構(gòu)完全抑制了背后擊穿的發(fā)生，并且一旦電弧進(jìn)入柵片滅弧室，則電弧電壓始終保持一個較高的值，燃弧時間以及允通能量都是最小的。新型的混合式滅弧系統(tǒng)的開斷特性如圖5所示。

我們還將這種新型的滅弧系統(tǒng)與原有的幾種滅弧系統(tǒng)進(jìn)行對比。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，得出表2所示的對比結(jié)果。、結(jié)論

低壓斷路器開斷時常有背后擊穿現(xiàn)象發(fā)生影響開斷性能。本文通過對背后擊穿的分析，依據(jù)熱擊穿的原理，建立了以磁流體動力學(xué)為基礎(chǔ)的電弧動態(tài)模型，對背后擊穿現(xiàn)象進(jìn)行了機(jī)理模擬研究。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，增大吹弧磁場可以在一定程度上抑制背后擊穿現(xiàn)象，滅弧室內(nèi)的氣流狀況對背后擊穿現(xiàn)象有直接的影響。改善熱氣流的回流以及在滅弧室內(nèi)的滯留有利于背后擊穿現(xiàn)象的消除。實(shí)驗(yàn)證明，柵片滅弧室與隔弧板相配合，加入絕緣產(chǎn)氣板，應(yīng)用于限流斷路器的新型滅弧系統(tǒng)，不僅有效的抑制了背后擊穿現(xiàn)象的發(fā)生，而且進(jìn)入滅弧室的電弧始終具有平穩(wěn)的較高的電弧電壓，有效的提高了限流斷路器的開斷性能。