内部故障的原因和后果

导体在开关柜中承载50至5000A电流，电流为12至40.5kV，故障时会引起20至50kA短路电流。可能会导致内部故障的原因很多，例如因互锁故障引起的误操作或潮湿导致绝缘损坏。内部电弧期间会产生超过20000 ^o C的高温。高温气体，熔融金属和热辐射甚至可能在更远的地方造成损坏。快速的温度升高可能导致剧烈爆炸，有毒的化学物质可能在高温下形成。

内部故障的解决方案

  被动解决方案： 为了保护操作人员的安全并减少损失，大多数解决方案着眼于将发生电弧故障后的损坏降至最低。通过使用坚固的外壳结构和设计的泄压管道来实现压力的流动和泄压，它是一种被动保护。即使添加此解决方案，开关柜也会爆炸，并且开关设备中的所有组件都将受到损坏。更换旧的并重新通电将至少需要100个小时的时间。IEC62271-200标准需要IAC开关设备。开关柜必须在0.1到1s的时间内承受20kA到50kA的内部故障。关键条件是门和盖不能被打开。在测试的时间内，不会发生外壳破裂，飞溅电弧不会引垂直、水平燃指示器，不会飞出大于60G的物体等情况才算通过。

  主动解决方案： 通过从数字保护继电器获取信号来通过光学传感器，压力传感器或辅助开关检测内部电弧发生，发送信号使断路器跳闸，由于断路器的跳闸时间长，断路器跳闸和切断电路大约需要100ms。开关柜同样会造成巨大的损坏，甚至可能伤害操作人员。

内部故障的创新解决方案

内部故障的创新思想是将电弧功率转移到指定的空间以释放，这样功率损耗和设备将保持良好状态。对操作员和变电站没有影响。解决引起电弧的问题后，设备将很快重新启动。

因此，客户不需要IAC开关设备和排气通道，这将降低成本，并且还可以在由于电弧而导致的故障后再次非常快速地恢复供电。在检查了跳闸的开关设备并消除了产生电弧的原因之后，只需复位吸收器并接通设备电源即可。

主要方案有

ABB的Ultra Fast Earthing Switch, UFES U超快速接地开关是由电子单元和相应的主开关元件组成的设备的组合，在发生故障时，这些主开关元件会引发对地的三相短路。主开关元件的极短开关时间与故障的快速可靠检测相结合，可确保在电弧故障发生后几乎立即将其熄灭（检测后的熄灭时间<4 ms）。

SQUIRED的ARC TERMINATOR系统将电弧故障的影响限制在起始点。当检测到电弧时，高速真空开关闭合，有效地防止短路。该动作为与电弧平行的电流创造了坚实的导电路径。燃烧的明弧被熄灭，防止了破坏性压力的形成。电弧故障释放的能量大大降低了。

本解决方案的关键特性是消弧时间小于2ms，并且只有一套吸收器才能保护配电母线某一段中连接的所有设备。万一发生电弧故障，与电气系统并联的弧光吸收器会触发等离子枪，该离子枪会通过电弧吸收器内部的空气产生10到20微秒长的电流脉冲，最大为5000A。等离子体将电弧闪光转移到双层安全容器中，从而使电气系统跳闸。在此操作过程中产生的热的电离蒸气会蒸发掉一层烧蚀性聚合物，立即对其进行冷却，因此可以安全地排出气体。例如，开关柜04电缆室内部发生故障。隔室中的传感器将信号发送到开关柜01的电弧吸收器，然后开关柜01的气罐将被触发短路并释放电源。功率损失很快，电缆室的电弧很小，不会产生大的损坏。

主动防护方案的好处有

1.减少财物损失，避免人员伤害;

2.减少停电损失，快速恢复供电;

3. 减少电弧能量消耗;

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