内部电弧计算

内部电弧计算

柜体强度的要求：

为了指导开关柜的设计，通过采用HONERWELL的压力传感器在试验过程中数据采集，得出关键部位的最大压力和最大压力发生的时间。

压力数据如下：

中置柜内燃弧压力释放顺畅时，

31.5KA/1s的IAC试验，手车室试验，开关隔室门最大压力0.102Mpa @11.2ms。手车室泄压盖板相对于手车室门稍远，但由于手车室内部电弧故障引燃保证点与手车室门板之间有断路器手车阻挡，因此冲击波经侧面折射作用到手车室门板，手车室门板、铰链门锁需要加强，特别是在冲击路线上的铰链门锁，即左右下角位置的铰链门锁。

31.5kA/1s的电缆室内部电弧试验，开关柜顶部泄压板0.0877Mpa @ 18.2ms，这是由于电缆室引弧点距离盖板很远，因此路程长，打开时间长。而且如果泄压通道不顺畅，需要数次折射、反射，就会延长压力释放时间。

40KA/1s IAC试验，电缆室后盖板最大压力0.229Mpa@8ms。电缆室内部电弧故障时，由于泄压路径长，需要大于12ms泄压盖板打开，电缆室后盖板距离引弧爆炸中心距离近，受到的冲击波压力就巨大，因此电缆室后盖板需要具有非常高的强度，同时如果与前柜直接相通，则作用到前部下门板的压力同样巨大，门板、门锁、铰链必须具有足够的强度。

电弧距离的控制

根据功率计算公式，参考相关文献，以每厘米13伏电弧强度计算，可以初步计算出电弧长度如下表所示；

对于650mm宽开关柜，内部电弧故障的最大功率是129MW，试验电流是40kA，计算电弧电压1862V，电弧长度1862/13=143cm=1.43米。同样计算800mm宽开关柜，内部电弧故障电流31.5kA，电弧长度1.68米，1000mm宽开关柜电弧长度1.92米。

显然电弧长度和开关柜的宽度成正比关系，或者说和相间距。

下面是另外一种理论，电弧电压与短路电流有关的计算公式如下：

Varc=(20+534 x g)x Iarc0.12--------公式1

式中Varc =电弧电压、 g=两个电极的净距（单位：米）、Iarc= 电弧电流 （A）

采用这种计算方法计算出的电弧长度即电极间距如下：

可以看出电弧长度在越宽的开关柜、相对空间越大的隔室里，电弧长度越长，即使燃弧电流不大，但产生的能量非常大，因此，开关柜的设计需要充分考虑限制电弧的长度，如一种开关设备相间及对地完全采用GPO-3耐电弧绝缘板完全阻隔，试验证明，隔板阻止了电弧的蔓延长度，电弧能量明显减少。