一种电流互感器内部电弧故障试验的安全区域设置方法

本发明属于电气设备防爆领域，具体涉及一种电流互感器内部电弧故障试验的安全区域设置方法。

背景技术：

1、据统计，220kv及以上电压等级倒置式油浸电流互感器近些年共发生多起故障，故障率最高的部位为电流互感器的头部。在倒置式油浸电流互感器所引发的事故中普遍伴有爆炸现象，而这种事故的危害不仅降低了输送电量，更会损坏变电站其他邻近设备，给电网运行的安全性、可靠性带来巨大威胁。爆炸本质原因是内部电弧故障导致油气混合物极速膨胀、进而使储油柜承压过高而破裂。由于电流互感器内部结构复杂、电弧故障发展迅速，目前尚不清楚“油—气”转化过程及分布状态、也不明确油气混合物扩散规律。因此，对倒置式油浸电流互感器内部电弧故障进行研究就显得尤为重要。

2、当前国内外现有工作对于电流互感器在正常状态下的流热分布、局部放电、结构缺陷等方面完成了前期工作，且大多以倒置式油浸电流互感器为工作对象；然而，对主绝缘击穿故障(多形成电弧)发生后的放电过程、流热分布、压力变化问题仅存在仿真实验研究，主要原因在于故障形成因素复杂、辨识难度大、故障发展过程快、故障后证据易缺失等，难以进行实际试验研究。由于仿真实验研究存在局限性，不能够完全模拟实际故障情况，因此，有必要开展倒置式油浸电流互感器内部电弧故障试验。

3、内部电弧故障试验是评估电流互感器防爆性能的重要手段之一。然而，由于电流互感器在电弧故障试验中释放的能量较大，试验本身存在极大的危险性。因此，需要在试验前确定试验安全区域大小，并进行安全可靠的装置布置。根据电流互感器内部电弧故障释放的能量大小与电流互感器结构参数，安全区域应及时跟进调整，以保持科学有效地进行试验。

技术实现思路

1、本发明公开了一种电流互感器内部电弧故障试验的安全区域设置方法，包括试验区域内装置的布置方法与试验危险区的限制直径计算方法。本发明能够根据电流互感器内部电弧故障释放的能量大小与电流互感器结构参数，计算试验危险区的限制直径，从而确定试验安全区的范围，布置各实验装置排布位置，保证电流互感器内部电弧故障试验安全有效地进行。

2、电流互感器内部电弧故障试验装置包括：试验主体装置、燃弧故障发生装置、安全防护装置。

3、试验主体装置为倒置式油浸电流互感器(1)。

4、燃弧故障发生装置包括具备短路冲击的发电机(2)、软母线(3)、在倒置式油浸电流互感器头部已预先埋置好的燃弧线。

5、安全防护装置包括油槽、泄压油通道、阻燃网、防溅网、消防灭火设备(4)。

6、试验危险区的限制直径计算方法：综合考虑电流互感器解体与爆炸碎片飞溅，根据电流互感器规格与爆炸所释放的能量，求取试验危险区的限制直径。

7、试验危险区的限制直径计算公式为：

8、

9、式中，d(m)为试验危险区的限制直径，d(m)为电流互感器的最大水平距离，h(m)为电流互感器的自身高度，k1(m/lg(kv))为基于电压的修正系数，u(kv)为电流互感器的电压等级，为基于能量的修正系数，e(mj)为内部电弧故障输出的能量。

10、根据多次试验数据拟合得，k1取1.44m/lg(kv)，k2取

11、试验区域内装置的布置包括：以倒置式油浸电流互感器(1)为圆心，以试验危险区的限制直径划分圆形区域，圆内区域作为试验危险区(101)，圆外区域作为试验安全区(201)；将倒置式油浸电流互感器(1)置于试验危险区(101)的中心位置，并通过槽钢与钢板进行固定；将具备短路冲击的发电机(2)置于试验安全区(201)，并通过软母线(3)与倒置式油浸电流互感器内部的燃弧线相连；将四台高清监控摄像头安装于试验安全区(201)四周；在试验危险区(101)施工设置地面下油槽和泄压油通道；将阻燃网与防溅网架设于试验危险区(101)上方的空间；将消防灭火设备置于试验安全区(201)。

12、本发明公开了一种电流互感器内部电弧故障试验的安全区域设置方法，包括试验区域内装置的布置方法与试验危险区的限制直径计算方法。本发明能够根据电流互感器内部电弧故障释放的能量大小与互感器结构参数，计算试验危险区的限制直径，从而确定试验安全区的范围，并进行安全可靠的装置布置，保证电流互感器内部电弧故障试验安全有效地进行。

技术特征：

1.一种电流互感器内部电弧故障试验的安全区域设置方法，其特征在于，试验区域内装置的布置步骤如下，

2.一种电流互感器内部电弧故障试验的安全区域设置方法，其特征在于，试验危险区的限制直径计算方法如下，

技术总结本发明公开了一种电流互感器内部电弧故障试验的安全区域设置方法，包括试验区域内装置的布置方法与试验危险区的限制直径计算方法。本发明根据电流互感器内部电弧故障释放的能量大小与电流互感器结构参数，计算试验危险区的限制直径，从而确定试验安全区的范围，并进行安全可靠的装置布置，保证电流互感器内部电弧故障试验安全有效地进行。技术研发人员：王路伽,石平千,梁巧,刘奕志,孔莎,张建文受保护的技术使用者：中国矿业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25