摘要：伴隨著電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善化的修訂，明顯的一個(gè)問(wèn)題越來(lái)越突出地上升到一定的高度，即標(biāo)準(zhǔn)更加側(cè)重于站在使用者的角度考慮問(wèn)題。其中最明顯的表現(xiàn)就是通過(guò)已經(jīng)修訂和征求意見(jiàn)完畢的GB3906-200X和正在修訂之中的IEC60298中已經(jīng)做了重大修訂的兩項(xiàng)內(nèi)容來(lái)體現(xiàn)。
關(guān)鍵詞：內(nèi)部故障IAC
關(guān)鍵詞：戶內(nèi)開(kāi)關(guān)設(shè)備控制設(shè)備內(nèi)部故障
伴隨著電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善化的修訂，明顯的一個(gè)問(wèn)題越來(lái)越突出地上升到一定的高度，即標(biāo)準(zhǔn)更加側(cè)重于站在使用者的角度考慮問(wèn)題。其中最明顯的表現(xiàn)就是通過(guò)已經(jīng)修訂和征求意見(jiàn)完畢的GB3906-200X和正在修訂之中的IEC60298中已經(jīng)做了重大修訂的兩項(xiàng)內(nèi)容來(lái)體現(xiàn)。 首先，GB3906-200X取消了以制造定義的鎧裝式、箱式和間隔式的定義，取而代之的是維護(hù)使用者權(quán)利的“用電連續(xù)性”的概念；將內(nèi)部電弧型開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備（IAC）引入標(biāo)準(zhǔn)并規(guī)定了“對(duì)作為IAC級(jí)的開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備該項(xiàng)為必試項(xiàng)目，并在銘牌上加以標(biāo)識(shí)”?！ ∑浯?，IEC60298將內(nèi)部電弧試驗(yàn)由原來(lái)的“與用戶協(xié)商”修訂為“必試的強(qiáng)制性的型式試驗(yàn)項(xiàng)目”?！ ∥覀兘裉鞂?duì)內(nèi)部電弧級(jí)（IAC）級(jí)的開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備做一簡(jiǎn)單介紹?！ ?/p>
一．內(nèi)部故障：
1．內(nèi)部故障：由于金屬封閉設(shè)備本身的缺陷，或異常的工作條件，或誤操作等原因，造成的外殼內(nèi)部的故障，可能引燃內(nèi)部電弧?！ ?/p>
2．內(nèi)部電弧級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備（IAC）internalarcclassifiedswitchgearandcontrolgear（IAC）：經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證能滿足在內(nèi)部電弧情況下保護(hù)人員規(guī)定要求的金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備。簡(jiǎn)單的講，IAC級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備就是我們通常所講的抗弧型產(chǎn)品?！ ?/p>
二．相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：
GB3906-1991將IAC級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備規(guī)定為與用戶協(xié)商項(xiàng)目，就是說(shuō)用戶需要時(shí)制造商按用戶要求進(jìn)行試驗(yàn)和提供產(chǎn)品。IEC60298-2005將IAC級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備規(guī)定為：必試試驗(yàn)項(xiàng)目，并在銘牌上加以標(biāo)識(shí)。GB3906-200X規(guī)定為IAC級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備必須在銘牌上加以標(biāo)識(shí)，但尚未明確是必試項(xiàng)目?！ ?/p>
三．內(nèi)部電弧的主要起因：
1．操作和維護(hù)故障；
2．大氣過(guò)電壓和操作過(guò)電壓；
3．固體絕緣材料的電氣故障；
4．負(fù)荷開(kāi)關(guān)、斷路器或熔斷器過(guò)載?！ ?/p>
四．內(nèi)部電弧的主要效應(yīng)：
內(nèi)部電弧直接對(duì)周?chē)^緣氣體加熱，一部分能量通過(guò)對(duì)流傳遞，并以熱能方式加熱導(dǎo)電體，從而導(dǎo)致設(shè)備隔室內(nèi)部壓力上升，在規(guī)定的預(yù)定壓力限值之后，熱氣體膨脹，造成設(shè)備內(nèi)部壓力釋放。熱氣體以及瞬態(tài)壓力波會(huì)危及周?chē)藛T和設(shè)備以及建筑。
五．內(nèi)部電弧可危及的類型（可觸及性的類型）
1．非柱上安裝的金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備：
在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，可能需要區(qū)分金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的兩種可觸及類型：
——A類可觸及性：僅限于授權(quán)的人員；
——B類可觸及性：不受限制的可觸及性，包括一般公眾的。
對(duì)應(yīng)于這兩類可觸及性，規(guī)定了兩種不同的試驗(yàn)條件。
金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備外殼的不同側(cè)面可以具有不同的可觸及性類型。
采用下述代碼表示外殼的不同側(cè)面：F：前面 L：側(cè)面 R：后面面應(yīng)由制造廠明確規(guī)定。
n例如對(duì)于我們一般所用的12KV產(chǎn)品，如其銘牌標(biāo)志為：n；等級(jí)：IACBFLR n內(nèi)部電?。?5KA，
1S的意思就是：內(nèi)部電弧級(jí)產(chǎn)品。正面、側(cè)面、后面為B類可觸及性；短路電流有效值為25KA，持續(xù)時(shí)間為1S。
2．柱上安裝的金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備：nC類可觸及性：接觸不到的設(shè)備限定的可觸及性；
六．試驗(yàn)時(shí)設(shè)備與試品的關(guān)系（模擬現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和人員與設(shè)備的相對(duì)位置）：
設(shè)備后面到墻的距離：
對(duì)于可觸及型：800mm；
對(duì)于不可觸及型：100mm；
設(shè)備側(cè)面到墻的距離：200mm；
設(shè)備到指示器（模擬操作人員）的距離：300mm?！ ?/p>
七．試驗(yàn)的電流、電壓、峰值電流的規(guī)定：對(duì)于50HZ的設(shè)備，峰值電流為交流分量有效值的2.5倍。持續(xù)時(shí)間推薦為：1S，0.5S和0.1S。如對(duì)于31.5KA的設(shè)備，其內(nèi)部電弧的試驗(yàn)值推薦為：31.5KA/1S?！ ?/p>
八．考核IAC級(jí)設(shè)備的判據(jù)（內(nèi)部電弧試驗(yàn)成功的判據(jù)）；
1．正確緊閉的門(mén)、蓋板沒(méi)有開(kāi)啟；
2．沒(méi)有出現(xiàn)封閉柜體破碎現(xiàn)象；
3．電弧未造成可觸及側(cè)燒穿；
4．人員（指示器）未因熱氣體效應(yīng)而點(diǎn)燃；
5．柜體接地點(diǎn)仍然保持連接?！ ?/p>
九．一般的IAC級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備應(yīng)具備的條件：
1．具有壓力釋放通道，而且每一個(gè)主要功能單元都應(yīng)有獨(dú)立的壓力釋放通道說(shuō)明一點(diǎn)：如果設(shè)計(jì)時(shí)不可能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能單元分別有獨(dú)立的壓力釋放通道，則可考慮兩者共用一個(gè)通道。但應(yīng)該確保：當(dāng)一個(gè)功能單元發(fā)生故障由此通道排泄壓力時(shí)，不能波及另一個(gè)功能單元，反之亦然；
2．各個(gè)隔室間的防護(hù)等級(jí)應(yīng)該達(dá)到IP40；
3．門(mén)、面板要有一定的強(qiáng)度和足夠的安裝強(qiáng)度：門(mén)、面板的材質(zhì)和厚度要考慮適當(dāng)；與門(mén)、面板相連接的零部件要保證足夠的強(qiáng)度和安裝距離?！ ?/p>
需要說(shuō)明的是，做IAC試驗(yàn)時(shí)，一般都按照安裝螺栓或鉸鏈間距200mm左右，但實(shí)際生產(chǎn)時(shí)就與之不同。如果說(shuō)將間距放到400mm，大家都沒(méi)有理論或?qū)嵺`的證明。所以，我想應(yīng)該大體與試驗(yàn)時(shí)保證相差無(wú)幾。我的想法是最多螺栓或鉸鏈的間距不要超過(guò)300mm；
4．設(shè)備上的與一次功能單元相通的部件應(yīng)該有防護(hù)措施，這一點(diǎn)尤其需要說(shuō)明?，F(xiàn)在生產(chǎn)的設(shè)備為節(jié)約成本或簡(jiǎn)化工藝，大多沒(méi)有做到。如安裝在柜體后部的與電纜室相通的帶電顯示器沒(méi)有防護(hù)措施；如前后門(mén)的觀察窗應(yīng)該用10mm的防爆玻璃但現(xiàn)在基本都用6mm的普通玻璃代替，這對(duì)于IAC級(jí)產(chǎn)品的絕對(duì)禁止的；
5．壓力釋放通道要有足夠的空間和強(qiáng)度：關(guān)于壓力釋放空間，沒(méi)有明確的規(guī)定必須為多大。但如果設(shè)計(jì)得太小，勢(shì)必將阻止壓力釋放而危及相鄰部件。一般，應(yīng)保證不小于500mm2?！ ≈劣趶?qiáng)度，應(yīng)保證釋放壓力時(shí)，開(kāi)啟的蓋板不被氣流所沖擊脫離柜體而傷及遠(yuǎn)處人員；
6．戶內(nèi)設(shè)備的外殼防護(hù)等級(jí)應(yīng)不小于IP40，確實(shí)保證人員不被氣浪所傷及；
十．IEC建議的IAC級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備應(yīng)具備的條件：
除上述應(yīng)具備的條件外，IEC標(biāo)準(zhǔn)更加強(qiáng)調(diào)的是人性化，即內(nèi)部電弧產(chǎn)生后由該設(shè)備自行處理，也就是內(nèi)部電弧通過(guò)設(shè)計(jì)上對(duì)設(shè)備容積、絕緣電弧隔室、壓力釋放裝置和具有能量吸收作用的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行綜合考慮來(lái)解決，最后通過(guò)柜體外部的統(tǒng)一的安全的通道排除。
主要做法是通過(guò)壓力內(nèi)部導(dǎo)向傳遞到氣體冷卻器而釋放。試驗(yàn)結(jié)果表明：應(yīng)用了這種氣體冷卻器后，氣體噴發(fā)速度下降了35?！ ?/p>
十一。其他的可以限制內(nèi)部故障對(duì)外影響的措施。
1．利用光傳感器、壓力傳感器、熱傳感器或者母線差動(dòng)保護(hù)快速切除故障，縮短故障時(shí)間；
2．采用適當(dāng)?shù)娜蹟嗥髋c開(kāi)關(guān)裝置組合來(lái)限制允通電流和故障持續(xù)時(shí)間；
3．利用快速傳感、快速合閘裝置（滅弧器）將電弧快速轉(zhuǎn)移到金屬短接回路快速消除電?。弧 ?/p>
4．遙控?！ ?/p>
十二．其他應(yīng)該注意的幾點(diǎn)
1．僅當(dāng)前門(mén)關(guān)閉時(shí)，才能把可抽出部件從工作位置移開(kāi)到其它位置或由其它位置移到工作位置。應(yīng)該說(shuō)對(duì)于需要開(kāi)門(mén)操作的設(shè)備是不具備IAC級(jí)設(shè)備的含義的?！ ?/p>
2．IEC60298推薦所有的主要一次功能單元都應(yīng)該具有IAC級(jí)功能。這種說(shuō)法與我們以前考慮和試驗(yàn)的只在斷路器室和電纜室具有IAC功能是不同的，設(shè)計(jì)時(shí)我們應(yīng)該加以考慮。按照現(xiàn)在的做法是：母線室同樣應(yīng)該具有IAC功能?！ ?．如果按照制造廠的說(shuō)明書(shū)安裝、運(yùn)行和維護(hù)開(kāi)關(guān)設(shè)備，則在其整個(gè)使用期間出現(xiàn)內(nèi)部電弧的概率是很小的，但不應(yīng)完全忽視。
4．并不是所有的戶內(nèi)設(shè)備都應(yīng)該是IAC級(jí)設(shè)備。如不在GB3906規(guī)定范圍之內(nèi)的GG-1A型固定設(shè)備。在產(chǎn)生的危險(xiǎn)可以不計(jì)的場(chǎng)合：沒(méi)有必要選擇IAC級(jí)金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備。在需要考慮產(chǎn)生的危險(xiǎn)時(shí)，只能使用IAC級(jí)金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備?！ ?/p>
結(jié)論
盡管現(xiàn)有的設(shè)計(jì)對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備進(jìn)行了不斷的優(yōu)化，但在運(yùn)行中出現(xiàn)內(nèi)部故障還是不可避免的，所以設(shè)計(jì)上對(duì)于IAC級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的考慮是必要的，并且不應(yīng)流于形式化。
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