低压成套开关设备内部电弧故障试验方法探究

张晓戈，戴宇飞，杜然珑，杨玉昕

（天津电气科学研究院有限公司，天津 300300）

在具体的配电过程中，低压成套开关设备有着较为重要的作用，内部的电弧故障并不会经常性的出现，但只要一出现就会造成较大的影响，对设备也会造成很大的危害。面对这样的情况，应该进行内部电弧故障方面进行良好的试验。通过这样的方式来对预防策略进行研究与分析。

1 低压成套开关设备的设计要求

在目前的低压配电系统中，如果想要让配电事业在未来得到良好的发展，应该对低压成套开关设备进行设计与应用。在对低压成套开关设备进行设计时，相关的设计者应该对现实实际情况中的低压配电系统进行具体的了解，并且将实际情况有效地应用在设计中，需要进行了解的部分有着多个方面，其中包括了变电站情况、电压等级和接线方式等等，应该对这些相关因素进行综合性的考量，只有这样才能够对低压配电系统低压成套开关设备进行更加系统化且科学化的设计。

2 低压成套开关设备内部电弧故障试验方法探究

2.1 低压成套开关设备的试验流程

对于目前的低压成套开关设备来说，相应的内部电弧故障试验并不是具有强制性的认证试验，相关的试验有着一定的自愿性，在具体的试验过程，依据GB/T 18859-2016 进行试验。

一些情况下，低压配电柜由于没有本线路段的进线断路器保护，线路发生短路时上级中压开关需跳闸保护，中压保护开关断开至少需要0.3s，因此为了尽可能模拟实际运行的情况，试验时间选择0.3 ～0.5s。内燃弧故障试验的燃弧点选择，除一般成套开关柜常见的3 个点外，还应该考虑每个电器元件中最小单元空间产生电弧和压力的危害。燃弧点选择：（1）分支开关出线；（2）分支开关进线；（3）电弧引燃防护区；（4）配电母排；（5）主母排；（6）主进线开关的进线侧；（7）主进线开关的出线侧。

试验频率的偏差为±25%。在额定电压的（ f ）%下进行试验。试验时，先对试验电路进行调整，依据试验电流，预调试验电流预期波，调出预期波后，将低压成套开关设备按正常使用时的情况进行安装，让成套设备和内部的元件保持在正常使用时的状态。还要对试验中的通电的持续时间进行设置，对0.3 秒的时间进行施加，在对试验中的引弧线截面进行选择时，应该依据标准，选择与试验参数相匹配的祼铜丝的直径尺寸。在进行引弧的过程中，引弧试验应该在每一个选取的点上进行，对裸铜丝进行巧妙地利用，在布置引燃点的过程中不应该对绝缘套管与绝缘盖板进行损坏或者穿孔。

2.2 电弧引燃防护区的验证试验方法

GB/T18859-2016 6.1 条中对于低压成套设备中具有防护区结构进行了一定的要求，主要是对绝缘材料进行了特定的要求，并未对试验方法进行详细描述，只是说要满足GB/T 7251.12 中的性能要求。与GB/T 7251.12-2013 中相关的验证绝缘材料的试验有：（1）绝缘材料性方面的相关验证试验；（2）耐紫外线(UV)辐射验证(如适用)；（3）提升试验；（4）机械碰撞试验(如适用)；（5）介电性能；（6）温升验证；（7）短路耐受强度。

2.3 实验现象分析

在进行过试验后，应该对实验的现象进行分析。低压成套开关设备的样机试验可以对引弧试验的波形图进行分析，试验中很多的引弧点并没有相应的燃弧产生。依据现行标准，有以下两种情况：不带限流器或电弧抑制器和带有限流器或电弧抑制器。

对于不带限流器或电弧抑制器的试验单元时，从三相电压最先起弧开始至三相电流结束，试验燃弧时间为300ms。引弧铜丝的直径大小依据标准选择与试验电流大小对应的裸铜丝，用该铜丝模拟内部故障燃弧点，在通电时间300ms 后试验回路切断。此次燃弧时间大于通电时间50%，说明此次试验数据有效。

对于带有限流器或电弧抑制器的试验单元时，若限流器或电弧抑制器动作前电弧已经熄灭则本次试验为无效，需要进行第二次试验，引燃铜丝根据标准选择第一次试验用铜丝更大一档尺寸的引燃铜丝。此次试验时，如果再次发生上述现象也认为该次试验为有效的。

内部电弧故障测试判定评估依据在GB/T 18859-2016 中共有7 条，满足1 ～5 条时，该成套设备具有了保护人员的性能；满足1 ～6 时，该成套设备具有了保护人和设备的性能；满足1 ～7 时，该成套设备具有了保护人并且能进行有限操作能力的性能。

3 对低压成套开关设备内部电弧故障进行预防的相关策略

3.1 对低压成套开关设备的巡检模式进行转变

如果想要对低压成套开关设备的内部电弧故障进行防范，应该对低压成套开关设备巡检模式进行转换，虽然之前的巡检工作已经很到位，但是人工巡检的传统巡检模式会浪费很多的时间，因此应该根据当前时代的发展对低压成套开关设备巡检模式进行转变，将移动互联网技术应用到低压成套开关设备巡检中，以此来对内部电弧故障进行防范工作。

在以往的低压成套开关设备巡检中，停电的频率与对应时间想要人工进行掌握会十分艰难，重复断电的事件经常出现，除此之外还会出现很多人工无法进行把控的地方，这让低压成套开关设备的安全始终受到影响。但是在应用了移动互联网应用技术后，这种人工无法关注到的地方得到了信息化的准确分析，这让巡检人员在巡检过程中也能够准确的了解低压成套开关设备的状态。通过上文的试验可知，这一点对低压成套开关设备非常重要。因此，移动互联网应用技术在低压成套开关设备巡检中可以让低压成套开关设备的内部电弧故障得到有效的解决。

在移动互联网技术的应用过程中，可以通过手机端的上传功能来进行高效的一键上传；在巡检的进行中因为移动互联网应用技术的巡检帮助，让巡检的时间得到了节约；通过移动端的低压成套开关设备缺陷提醒可以更快更简单的把缺陷的具体情况进行跟踪汇报。与之前传统的低压成套开关设备巡检方式相比，移动互联网应用技术让巡检工作变得更加简单，也变得更有效率。让巡检人员的工作负担不再像之前一样沉重。

3.2 对安全问题方面进行管理

除了低压成套开关设备巡检模式的转变外，还应该对安全方面的问题进行管理，可以将安全问题的管理分为两个方面，一方面是对低压成套开关设备本身的安全问题管理，应该在雷雨天气后加强对低压成套开关设备的监察，让低压成套开关设备时刻都可以保持在安全的状态下。另一方面便是对电力工作人员的安全问题进行管理，应该让相关工作人员戴好安全护具，让电力工作人员严格遵守相关的工作要求与工作流程。

例如，在对低压成套开关设备进行维修与施工时，相关的设备与电力工作人员之间应该存在一定的安全距离，工作人员应该在安全范围内进行相应的工作，相关公司也要提起对安全警示工作的重要程度。所以，在对低压成套开关设备的内部电弧故障进行防范时，应该对安全问题方面进行相应的管理。

3.3 对电力工作人员进行相关的培训

在对低压成套开关设备的内部电弧故障进行防范时，一定要对电力工作人员进行相关的培训，只有相关电力工作人员拥有更好的工作效率，才有可能对低压成套开关设备内部电弧故障造成的影响降到最低。在对相关工作人员进行培训之前，应该对培训的目的和培训的内容进行明确的判断，培训的主要目的便是让低压成套开关设备减少相应的故障。对电力工作人员的培训内容可以分为两个方面，一方面是对工作人员进行专业知识上的培训，让相关的电力工作人员能够拥有更多的电力知识，以便更好的在现实的实际情况中进行更加良好的工作。另一方面便是工作态度上的培养，让相关的电力工作人员可以加强对电力的了解与重要性。这对于很多的工作人员来说是至关重要的。所以，在对于低压成套开关设备的内部电弧故障进行防范时，一定要对电力工作人员进行相关的培训工作。

4 结语

综上所述，在低压成套开关设备运行过程中，内部母线材料、安装方式、电气连接等又会对设备的运行状态、运行质量产生直接影响。对于一般工业领域和核电领域的低压成套设备，内部电弧故障试验后判定主要侧重柜子的整体结构、绝缘耐压性能，在防护人身安全的前提下，还可考虑后续操作的安全和使用情况。而高压成套设备发生内部燃弧故障危害巨大，暂不考虑设备二次使用情况，仅确保操作人员和其他设备绝对安全。另外，建议在成套设备提高柜体内部燃弧故障能力的同时，应定期对设备进行检查和维护，定期清洁和检验绝缘件，对运行维护人员进行专业培训，尽量避免内部燃弧故障事故发生。