GIS内部故障电弧引起压力升高及烧穿时间的分析与计算

１ 引言
气 体绝 缘金 属封 闭开 关设 备 （ Ｉ） ＧＳ 的所 有 带 电部 分都包 围在 密封 的金 属 外 壳 内 ， 内部 充 人一 定 压 力 其 的 ｓ 气体 ， 以起 到绝缘 作用 。 由于 ＧＳ组 成元 件 多 、 Ｉ 气室多 、 内绝 缘 部 位 多 ， 内部 发 生 故 障 的 可 能性 较 其 高¨ ， Ｊ由此所 产生 的 电弧 会 在 很 短 的 时 间 内使 Ｓ６气 Ｆ 体 压力快 速升 高 ， 以致 可能会 引起 外壳 爆炸 。 为保 护人 身安 全 ， 方 面需加 装压 力释放 装 置 ， 一 同 时应 在设计 阶段将 故 障电弧所 引起 的压 力 升高及 烧穿 时 间 限 制 在 一 定 水 平 内。 本 文 以 我 公 司 的 新 产 品 ３３ ＶＧＳ为 研究 对 象 ， 其 内部 故 障 电弧 效 应 进 行 ６ｋ Ｉ 对
十千 安 ） 电弧 电 压 都 非 常 高 ， 产 生 的 热 量 高 达 几 和 所 十兆 瓦 。这 么高 的热 能使 电弧 根部 的金属 受热 而 出现
熔融现象 ， 随着故障电流的持续和不断加大， 壳体甚至 可能出现烧穿。如果壳体的机械强度设计不合理 ， 防
爆 膜装 置 又不 能 及 时 动作 ， 压 ｓ 体得 不 到 迅速 高 Ｆ气 释 放 ， 会导 致 壳体 发 生爆 炸 ｊ 就 。 Ｇ ７７ ２０ （ 定 电压 ７． ｋ Ｂ ６４— ０ ８ 额 （ ２５ Ｖ及 以上 气 体 绝
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（ ｅ ｏｔｅｓ Ｅｅｔｃｌ ｇ ｏｔ ｅＳ ｉ ｈｅｒＣ ． Ｌｄ ，ｈｎａ ｇ１０ ２ ， ｈｎ ） Ｎ ｗ Ｎ ｒ ａｔ ｌｃ ｉ ｈＶ ｌ ｇ ｗｔ ｇａ ｏ ，ｔ． Ｓ ｅｙｎ １０ ５ Ｃ ｉａ ｈ ｒ ａ Ｈｉ ａ ｃ
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缘金属封闭开关设备》 中要求 ＧＳ的内部故障电弧 的 Ｉ
外 部 效应 应 限 制 （ 过 适 当 的保 护 装 置 ） 外 壳 出现 通 到 孔洞 或裂 缝 而没有 碎 片 ｊ并 明确 规 定 了 ＧＳ外 壳 在 ， Ｉ
不 同保护 阶段 和电流持续时 间作用下 的性能检 验标 准， 如表 １ 所示 。从表 １ 以看出 ， 可 外壳设计主要应满 足 以下要求 ： （ ）０ Ａ及 以上等级的 ＧＳ 在第一保护阶段， １４ ｋ Ｉ， 电
流持续 时 间为 ０ １ 的情 况下 ， 了适 当 的压力 释 放装 ． Ｓ 除 置 动作 外 ， 不应 发生 外 部 效 应 ； 第 二 保 护 阶段 ， 流 在 电
关键词 ： 气体 绝缘 金属 封 闭开 关设备 ； 内部 故 障 电孤 ； 穿 时间 ； 力 烧 压
中图分 类号 ：Ｍ６ ３ Ｔ Hale Waihona Puke Baidu 文献标 识码 ： Ｂ
Ａｎ ｌ ｓｓａ ｄ Ｃａｃ ａ ｉｎ ｆｔ ｅ Ｐｒ ｓ ｕ ｅ Ｒｉｅ ａ ｄ ａ ｙ ｉ ｎ ｌｕｌｔｏ ｏ ｈ ｅ ｓ ｒ ｓ ｎ Ｂｕｒ ｈｒ ｕ ｈ Ｔｉ ｅ Ｃａ ｅ ｂ Ｉ ｎ ｒ Ｆａ ｌ ｅ ｎｔ ｏ ｇ ｍ ｕｓ ｄ ｙ Ｇ Ｓ Ｉ ｎｅ ｕ ｔＡｒ
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摘
沈 阳 １０ ２ ） １０ ５
要 ： 气体绝 缘金 属封 闭 开关设备 外 壳 因 内部 故障 电弧 引起 的效 应进 行 了分析 ， 据 国 家标 准 ， 其烧 穿的 对 依 对
时 间和 和罐 内压 力进行 了分 析和 计 算 。采 用应 用 的算 法对 Ｚ １ ３ ３ Ｖ ＧＳ进 行 分 析和 计 算 ， Ｆ５— ６ ｋ Ｉ 结果 表 明其 各 气 室 的设计 能够 满足 产 品性 能要 求 ， 有发 生外 壳碎 裂的 可能性 。 没
＜ 电气开关＞ ２ １ ． ｏ １ （０ １Ｎ ． ）
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文章 编号 ：０ ４— ８ Ｘ（０ １ ０ ０ ６ ０ １０ ２ ９ ２ １ ） ｌ一 ０ ３— ３
ＧＳ内部故障 电弧 引起压 力升高 Ｉ 及 烧 穿 时 间的 分析 与 计 算
王 艳秋
（ 东北 电气（ 阳） 新 沈 高压 开关有 限公 司 ， 宁 辽
Ｋｅ ｒ ｓ： ｔｌ ｃｅ ｃｏ ｅ ｗ ｔｈ ｅ ｒｏ ａ ｎ ｕａｔｎ；ｎ ｅ ｕｔ ｒ ； ｒ ｎｈｏ ｇ ｉ ； ｒｓｕｅ ｙ ｗｏ ｄ Ｍｅａｌ ｎ ｌｓｄ ｓ ｉ ｇ ａ ｆｇ ｓｉｓ ｌｉ ｉ ｃ ｏ ｉｎ ｒｆ ｌ ａ ｃ ｂｕ ｔｒｕ ｈ ｔ ａ ｍｅ ｐｅ ｓ ｒ