GIS内部故障燃弧压力及温度特性研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.04.004

摘要/Abstract

摘要：

为了降低气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)内部燃弧故障的发生频率,减轻燃弧故障对人身安全及设备造成的危害,根据ZF32-126 开关设备的各项参数指标,在标准压力和温度计算模型的基础上考虑了内部故障燃弧对气体本身的影响,采用改进的计算模型,计算了故障燃弧下SF₆热力学参数。在此基础上将SF₆热力学参数应用于压力和温度计算模型,得到了内部故障电流为40 kA情况下,ZF32-126开关设备各气室在不同保护时间下的压力和温度上升特性,以及不同保护时间下外壳的最大烧蚀程度及平均烧蚀速率,验证了改进标准算法具有更高的精确度。

关键词: 气体绝缘金属封闭开关设备, 计算方法, 燃弧故障, 热力学参数, 烧蚀

Abstract:

In order to reduce the frequency of arcing fault in gas insulated switchgear (GIS) and reduce the harm caused by arcing fault,according to the parameters of ZF32-126 GIS,the influence of internal fault arcing on gas itself is considered on the basis of standard pressure and temperature calculation model,and an improved calculation model is adopted.The thermodynamic parameters of SF₆ under the fault arcing are calculated.On this basis,the thermodynamic parameters of SF₆ are applied to the calculation model of pressure and temperature.When the internal fault current is 40 kA,the pressure and temperature rise characteristics of each gas chamber in ZF32-126 GIS,the maximum ablation degree and average ablation rate of the shell under different protection time are obtained,which verifies that the improved standard algorithm has higher accuracy.

Key words: gas insulated switchgear(GIS), calculation method, arcing fault, thermodynamic parameters, ablation

中图分类号:

TM501.2

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图/表 11

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参考文献 18

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额定短路电流/kA	保护段	电流持续时间/s	性能判据
<40 (有效值)	I	0.2	除了适当的压力释放装置动作外,没有外部效应
<40 (有效值)	Ⅱ	≤0.5	没有碎片(允许烧穿)
40 (有效值)	I	0.1	除了适当的压力释放装置动作外,没有外部效应
40 (有效值)	Ⅱ	≤0.3	没有碎片(允许烧穿)

ZF32-126设备各气室	保护时间为0.1 s		保护时间为0.3 s
ZF32-126设备各气室	压力上升值/MPa	最高压力值/MPa	压力上升值/MPa	最高压力值/MPa
CT室	0.59	1.09	1.28	1.78
母线出线室	1.03	1.53	1.45	1.95
断路器室	0.16	0.76	0.46	1.06
隔离接地开关 (GR)室	0.56	1.06	1.25	1.75
隔离接地开关 (GL)室	0.80	1.30	1.65	2.15
母线室	0.76	1.26	1.60	2.10
母线直筒室	1.10	1.60	1.40	1.90
接地开关室	1.23	1.73	1.60	2.10

ZF32-126设备各气室	保护时间为0.1 s		保护时间为0.3 s
ZF32-126设备各气室	温度上升值/K	最高温度值/K	温度上升值/K	最高温度值/K
CT室	355	655	790	1 090
母线出线室	620	920	900	1 200
断路器室	84	384	235	535
隔离接地开关 (GR)室	338	638	752	1 052
隔离接地开关 (GL)室	482	782	1 000	1 300
母线室	460	760	950	1 250
母线直筒室	665	965	885	1 185
接地开关室	745	1 045	950	1 250