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發(fā)布時間：2021-07-09 10:42:58
當環(huán)網(wǎng)柜的高壓電路斷開時，電壓會擊穿空氣發(fā)生高溫高導電率的游離氣體，表現(xiàn)為瞬間的高溫火花，這便是電弧。
電弧的危害很大：
電弧會發(fā)生高溫，從而燒蝕觸點表面、燒壞絕緣材料。
原本斷開的兩個觸點由于電弧的存在呈現(xiàn)了電流，這延長了開關電器斷開電路的時刻，加劇了電力系統(tǒng)短路缺點的危害。
電弧可能引發(fā)火災，乃至爆破。
所以，滅弧便成了環(huán)網(wǎng)柜等高壓電氣設備中的一個重要的環(huán)節(jié)。以環(huán)網(wǎng)柜為例，它需要結束高壓電路的通斷，且還要布置在機場、小區(qū)等人員較為密集的區(qū)域，必然要保證它的安全。
要想克制電弧，傳統(tǒng)手法首要有下面幾種思路：
下降電壓：電壓低了，難以擊穿絕緣介質(zhì)，自然就不簡單發(fā)生電弧。
氣吹滅弧：通過氣體吹弧以使得電弧趕快平息，削減電弧的存續(xù)時刻。
替換介質(zhì)：讓觸點在某種介質(zhì)中斷開，且這種介質(zhì)具有極好的絕緣強度，難以電離發(fā)生電弧。
最后會介紹一種更先進的解決計劃。
1下降電壓
說起下降電壓，很多人第一反應時直接下降電路中的電壓，可是，明顯無法完成。終究，設備要做的便是在高壓輸電中結束電路的斷開，總不能將高壓輸電改成低壓輸電。
這兒的下降電壓是下降觸點斷開瞬間的電壓！
咱們知道U=IR，當觸點斷開時，R會瞬間增大。而咱們要向讓U最小，就應該保證觸點斷開的這一時刻流經(jīng)觸點的電流最小。
還要注意，在交流電路中，電流和電壓過零點的時刻往往不是同步的，這要取決于負載的類型。
要向讓觸點斷開時觸點處的電壓最小，要保證在電流過零點式動作。
所以抱負情況下，I恰為0，U=IR=0，所以不會發(fā)生電弧?？墒菍嶋H卻不是這樣的。
這個思路很難，難就難在一個機械結構要在50Hz的電流上精準動作。比較于電流的快速改變（50Hz），機械觸點的動作太慢了。
更首要的是，兩次動作的時刻差值也不一樣！這一次你觸發(fā)它，它15ms之后斷開了，下一次你觸發(fā)它，22ms后斷開了。就這抖動范圍，在50Hz的電流下，十分重要。
2氣吹滅弧
電弧發(fā)生后，可以選用氣吹滅弧的方法來平息電弧，也便是咱們常說的吹弧。吹弧運用氣流效果于電弧，可以很好地冷卻電弧、提高電弧區(qū)的壓力、帶走殘余游離氣體，因此具有較好的滅弧功能。吹弧的方法可以橫吹，也可以縱吹。
而且，可以在發(fā)生電弧的部位的周圍添加一些柵格，這樣，可以將電弧隔斷。這樣有助于快速地消滅電弧。
當然，平息電弧不是找一個人在旁邊吹。可以運用觸點動作發(fā)生的氣流來完成吹弧操作。
一般情況下，吹弧方法大部分都會用，究竟這一條完成本錢并不高。例如各種滅弧室中都會有吹弧機制和柵格。
3更換介質(zhì)
如果咱們更換絕緣性質(zhì)更好的介質(zhì)，而且在這種介質(zhì)中斷開電路，則可以減小電弧。最容易想到的便是真空。
用真空滅弧室滅弧效果是很好，可是真空的本錢很高，而且壽命短。現(xiàn)在最常用的介質(zhì)是六氟化硫SF6。它是一種人工組成的氣體，在100年前被法國兩位化學家Moissan和Lebeau組成。
六氟化硫具有以下特點：
較高的導熱率，可以將電弧的溫度敏捷導走，無色、無味、無毒，化學性質(zhì)安穩(wěn)，常溫下不易發(fā)生化學反應。
因此六氟化硫被廣泛應用于電力行業(yè)，用作中高壓電氣設備的絕緣和開斷介質(zhì)。
可是，六氟化硫是一種溫室氣體，而且其全球變暖潛能值(GWP)為23500，這表明1千克六氟化硫與23500千克二氧化碳具有相同的影響力。這是十分嚴峻的。
安全問題，無小事。電路開斷中的電弧嚴峻影響操作人員的人身安全和電網(wǎng)安全，必需要抑制電弧。
環(huán)保問題，無小事。溫室氣體的排放導致了全球變暖，導致了頻頻的極點天氣和大規(guī)模物種滅絕，必需要削減溫室氣體排放。
而當安全問題和環(huán)保問題相遇時，則必定是個難題。
有沒有安全、環(huán)保、壽命長的計劃呢？
4并聯(lián)真空開斷（SVI）計劃
這是一種更為安全也更為環(huán)保的計劃，由施耐德電氣首要提出，并應用在環(huán)網(wǎng)柜中。
并聯(lián)真空開斷計劃由真空滅弧室和空氣中的阻隔開關組成，其完成了常見的三工位開關操作，而且零件數(shù)量小、本錢低。
咱們就以施耐德電氣的計劃為例，介紹SVI的原理。
當動觸頭移動時，電流會從靜觸頭轉(zhuǎn)移到真空滅弧室。而且要注意，在動觸頭和靜觸頭分離的瞬間，由于觸頭處于同電位，因此不會發(fā)生電弧。
然后，電流通過處于閉合方位的真空滅弧室。接下來，在動觸頭的推動下，樞軸桿旋轉(zhuǎn)并驅(qū)使真空滅弧室開斷。
當電流開斷結束后，動觸頭釋放樞軸桿，并使其繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至阻隔方位。在緩沖繃簧的效果下，樞軸桿返回初始方位，從而閉合真空滅弧室。
這種計劃可以下降真空滅弧室的體積和本錢。由于真空滅弧室僅僅在開斷階段工作，會接受開斷時的瞬態(tài)恢復電壓，可是不需要具有短路關合才能、短時電流耐受才能、繼續(xù)電流耐受才能。在合閘階段，電流不會通過真空滅弧室。而且，在開斷階段，電流流經(jīng)真空滅弧室的時刻也只要幾毫米。
在阻隔狀態(tài)下，動觸頭和靜觸頭在枯燥空氣中阻隔。
枯燥空氣作為阻隔狀態(tài)下的介質(zhì)，有以下長處：
無毒，對操作人員是安全的。設備安裝在公共場所附近也放心，不必擔心有毒氣體走漏。
無污染，替代了六氟化硫，避免了溫室效應。
運用方便，在設備作廢時氣體不需要通過復雜的回收流程，可以直接釋放。
可見并聯(lián)真空開斷比較有優(yōu)勢，很有可能會取代六氟化硫解決計劃。
而且，咱們發(fā)現(xiàn)，整個過程中，操作方法與當時運用的六氟化硫三工位開關相同：一次操作完成開斷/阻隔，第二次操作完成接地。乃至，施耐德電器的環(huán)網(wǎng)柜解決計劃中，其占地面積等均與六氟化硫開關完全相同，乃至母線銅排和電纜接頭的高度都堅持不變，可以很容易完成改裝，將原有的六氟化硫計劃改造為新計劃。所以是一種更為環(huán)保、安全的解決計劃。
所以，我覺著并聯(lián)真空開斷計劃替換六氟化硫計劃應該是的全體趨勢。
安全問題是個大問題；環(huán)保問題是個大問題。要在兩者之間取得平衡，則是個難題。
