Impact of Arc Flash Hazards on Medium-Voltage Switchgear

This paper discusses the arc flash ramifications associated with the design and selection of medium-voltage switchgear. Three case studies are presented to demonstrate the impact of performing arc flash hazard analysis on the proposed and/or existing medium-voltage installation at the design stage. This paper proposes the following: 1) changes in the National Electrical Code, Article 110.16, to provide mandatory requirements for a) performing arc flash analysis at the design stage and b) placement of warning labels on switchgear to warn qualified persons of potential arc flash hazards and 2) a need to promulgate regulations requiring a utility company to notify its customers of changes in a) the available fault duty at the point of common coupling with a customer's facility and b) utility upstream protective device settings.      

新型闪光X射线二极管绝缘结构设计

小型脉冲X射线系统用于流体动力学实验和武器物理规律、常规武器设计等的研究,为研制较高性能的便携紧凑型闪光X射线二极管,介绍了冷阴极X射线二极管的工作原理;阐述了二极管绝缘结构设计原则;采用数字模拟计算辅助设计设计了一种新型的紧凑型轴向绝缘结构的X射线二极管并给出了设计参数。计算结果表明:二极管的工作场强低于真空闪络场强;所有三相点的工作场强均满足绝缘要求。通过模拟计算结果改进了结构设计以利于在狭小空间进行闪光照相。     

弧光保护通道自检技术的应用研究

阐述了中低压开关柜弧光保护通道自检技术的必要性.介绍了通过叠加光脉冲实现弧光通道自检的原理和方法.理论分析递归中值滤波对光脉冲的影响消除,以及光脉冲对背景光计算的误差估计.试验表明,在保证电弧光保护装置不误动的情况下,该方法能有效地对弧光通道进行实时自检,从而提高弧光保护装置运行的可靠性.     

A Summary of Arc Flash Hazard Assessments and Safety Improvements

The authors and their colleagues have used the methods in IEEE 1584 ldquoGuide for Performing Arc Flash Hazard Calculationsrdquo to complete electrical hazard assessments for over 90 industrial sites, from small warehouse and office facilities to large chemical plants. This paper provides analysis of the results of those assessments, with an emphasis on the safety improvements that were made in design, work practices, and application of personal protective equipment. Modifying electrical equipment design, choosing good work practices, and applying sound engineering judgment can help to minimize arc flash hazard exposures and reduce costs due to injury and process downtime.     

Arc Flash and Coordination Study Conflict in an Older Industrial Plant

Once arc flash hazard analysis became a requirement for many industrial power system studies, the reduction of arc flash hazards has become an important concern. Inevitably, the factors that lead to reductions in arc flash hazards do not always lead to an improvement in other areas, i.e., in particular, protective device coordination. This paper will examine several particular cases where an arc flash hazard analysis of an older industrial plant yielded several cases of buses where the hazard level was “extreme danger” above category 4. By changing protective device settings and, if necessary, the devices themselves, the hazard level can be reduced. Methods to maintain coordination, if possible, are discussed.      

辉腾锡勒风电场电压闪变测试

在不同风速与不同负荷水平下,对风力发电机组产生的电压闪变进行了实时连续监测,并对电压闪变数据进行分析,对风电场今后进一步发展具有重要参考价值和指导意义。     

不同绝缘气体对内部故障电弧压力效应的影响

故障电弧会引起开关柜内气压上升而破坏设备危害附近工作人员,是较为严重的常见事故之一。由于SF_6具有严重的温室效应,为了减少其使用量,笔者研究了不同替代气体对故障电弧压力效应的影响。笔者通过大量实验研究了密闭腔体内氮气和二氧化碳绝缘气体发生内部故障电弧时的压力上升特性,并通过计算总结了不同气体能量转移系数(kp)的规律。研究表明:相同电弧能量下氮气比二氧化碳压力上升更大;压力上升和能量转移系数都随初始充气压增大而上升;相同电弧电流时,二氧化碳比氮气的能量转移系数大。这些发现有利于更好地了解和利用替代气体氮气和二氧化碳,减少SF_6的使用量。     

2,6-二叔丁基对甲酚对变压器用植物绝缘油绝缘性能的影响

植物绝缘油在运行过程中极易发生氧化而影响变压器使用寿命.本研究选用2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)作为抗氧化剂,采用老化试验对不同BHT添加量的植物绝缘油特征参量进行对比;通过检测酸值、过氧化值与水分含量,分析BHT抗氧化剂的作用;通过检测介质损耗因数、击穿电压、FDS曲线,分析BHT抗氧化剂对绝缘性能的影响.结果表明:BHT抗氧化剂可有效提升植物绝缘油的介电常数;通过对BHT与天然酯绝缘油中不饱和油脂之间的反应机理进行分析,可以更直观地反映出BHT对植物绝缘油抗氧化的工作过程.当BHT的添加量为0.20％时,BHT对植物绝缘油绝缘性能的改善效果较好.     

压缩灭弧防雷装置灭弧效果的研究

为解决输电线路防雷问题,提出一种压缩灭弧防雷方法,发明了一种与绝缘子并联的压缩灭弧防雷装置。为验证其灭弧的有效性,首先利用Ansys Fluent有限元分析软件对纵向气流熄灭电弧的作用过程进行了仿真分析,表明装置触发后会产生速度峰值为500 m/s的有效膨胀灭弧气流迅速作用于电弧,从而加速电弧对流散热破坏电弧等离子体动态平衡,使电弧在0.2 ms内极快速熄灭。然后通过试验对仿真结果进行了验证,证明压缩灭弧防雷装置能在冲击电弧的起点就快速响应,并迅速产生高速气流作用于冲击电弧,使冲击电弧迅速熄灭,破坏后续工频电弧通道,实现"建弧无通道"的灭弧效果。并结合实际应用效果与试验和仿真,三者共同佐证了装置的灭弧效果。     

弧光保护装置在船舶电力系统中的应用探讨

随着船舶行业的快速发展以及光电子技术的不断进步,弧光保护装置得到了越来越广泛地应用.在分析电弧现象以及保护原理和典型产品的基础上,对弧光保护装置在船舶电力系统中的应用进行了分析.     

A Comparison of Solvent Versus Solventless Electrical Insulating Varnishes via Systems Testing

As systems testing becomes more and more engrained in the electrical industry, studies involving single component changes in the design of a system become most important. Cases in which ground and phase insulations have been substituted have had a good deal of work on them. These cases have been done to show the equivalence of substituted products versus standard products which were originally tested. This study involves the substitution of electrical insulating varnishes. The testing instituted the use of abbreviated sets of samples which were tested side by side.     

一种提高风力发电机定子绝缘处理过程浸渍漆填充效果的工艺方法

绝缘结构的完整性对于风力发电机长期可靠运行具有重要意义。基于对大型永磁直驱风力发电机绝缘结构特点的分析,提出了一种在定子嵌线过程对定子铁心槽口进行密封的工艺方法,以保证绝缘处理过程铁心槽内的浸渍漆(即浸渍树脂)的填充效果。应用该工艺方法制作的产品铁心槽内结构间隙浸渍漆填充饱满,绝缘电阻、介质损耗、击穿电压等各项电气数据均比原结构有明显提升。该工艺方法的推广应用可以有效保证大型永磁直驱风力发电机定子绝缘结构的完整性和可靠性。     

微胶囊对聚乙烯材料绝缘性能的影响研究

聚乙烯电缆在长期运行过程中,难免会出现裂缝缺陷,产生局部放电等故障,威胁电网的正常运行,掺杂微胶囊的聚乙烯复合材料可以实现裂缝的自修复.为了研究修复前微胶囊对聚乙烯材料绝缘性能的影响,本研究制备纯聚乙烯样品和掺杂不同浓度(0、0.5％、1％、5％、10％)微胶囊的聚乙烯复合样品,在满足基本性能的基础上,测定其体积电阻率和交流电气强度.结果表明:掺杂少量微胶囊(≤1％)的复合样品,其体积电阻率较纯聚乙烯样品明显增大;但当浓度较大(＞1％)时,体积电阻率减小.另外,和纯聚乙烯样品相比,复合材料的交流电气强度均下降,但当浓度≤1％时,下降幅度较小,可以满足电缆的正常运行要求.这主要与材料的结晶度、掺杂微胶囊后产生的界面效应、微胶囊本身特性有关.总体来说,当掺杂微胶囊的浓度≤1％时,聚乙烯复合材料的绝缘性能可以满足电缆正常运行的要求.     

开关插座绝缘材料试验要求的分析比较

本文对国内外标准对开关插座绝缘材料的试验要求进行了介绍和分析比较；并结合我国插线板产品的实际使用情况以及相关标准对绝缘材料耐燃性的要求，提出了对插线板所采用的绝缘材料进行针焰试验测试的建议。     

弧形触头的超声无损检测方法

针对弧形触点的钎焊质量检测问题,首先建立了弧形触点的超声C扫描图像模型.通过分析发现,由于弧形触点特殊结构的影响,在对缺陷回波采样过程中叠加的表面回波分量在C扫描图像中形成了不均匀分布的图像背景,这是影响C扫描图像质量的主要原因.基于上述分析,首先对弧形触点进行超声C扫描成像,然后采用二次多项式拟合了图像的不均匀背景,并根据拟合结果校正了C扫描图像.试验结果表明,校正图像不仅去除了不均匀背景的影响,而且更加真实、准确地反映了钎焊界面的缺陷分布情况.     

闪光型照明装置光度特性的检测技术探讨

本文阐述了闪光照明装置的测试原理、方法和设备,并结合"MH/T6012-1999航空障碍灯"、"MH5013-1999民用直升机场飞行场地技术标准"等标准的要求完善了测试方法,提高了设备的应用能力。     

Pressure Rises Due to Arc under Insulating Oil in Closed Vessel—Pressure Fluctuation of Depth Direction in Oil

When a fault arc occurs in oil‐filled electric equipment, it generates a flammable gas and a dynamic pressure rise. In this study, the pressure rises due to the arc are measured in a closed vessel containing air and oil for different arc depths. The pressure rises in air and oil with different depth are measured under experimental conditions involving an arc current 6.6 kA, an arc duration of 100 ms. Experimental results show that the frequency of pressure fluctuation varies with the depth of the arc. Our approximate calculation of the pressure fluctuation with consideration of the oil flux is consistent with the experimental results.     

特高压换流站绝缘油及SF_6气体现场试验要求浅析

针对哈密-郑州直流特高压输电工程±800k V郑州换流站换流变压器绝缘油处理,从新油交货、注入变压器前油、本体热油循环后、本体静置后4个基建阶段以及换流变残油、有载调压开关油试验几个方面,全面总结了换流变压器绝缘油技术指标、试验项目及过程质量控制要点;同时对郑州特高压换流站SF_6气体相关试验(主要包括SF_6气体密度继电器校验和SF_6气体试验)的控制要点进行了浅析;并且针对换流变阀侧套管SF_6密度继电器跳闸接点的特殊性,采用了一种新的试验方法,通过现场试验,测试结果符合标准要求,证明示值校验法校验密度继电器接点是可行的。     

局部放电对绝缘纸性能的影响

借助扫描电镜观察局部放电和击穿后样品内部结构的变化并分析试验的结果后发现 :不同的绝缘材料发生放电后 ,绝缘材料破坏的范围和进一步发展的趋势是不同的 ;不同的绝缘材料所承受的放电强度不同 ,且有一定强度的短时放电 ,即使放电强度已较大 ,对绝缘材料的影响不大 ,因此局部放电引起绝缘材料的老化通常是一个长期的累积过程     

SF_6/N_2混合气体灭弧室中电弧阻塞效应的分析研究

分析研究了SF_6/N_2混合气体电弧阻塞现象。结果显示,相同电弧电流下,SF_6/N_2混合气体弧柱和热边界区直径分别大于SF_6气体,在电流半波中阻塞时间延长。此外,混合气体电弧能量密度高于SF_6,而弧柱焓流率则低于SF_6的相应值,因而在电流峰值附近更易造成能量在上游的聚积,使电弧对喷口的阻塞作用加强,影响灭弧与介质恢复过程。为了提高混合气体灭弧室的气吹灭弧能力,应对灭弧室结构参数和其他工作条件重新予以调整和确定。