摘要：伴隨著電氣產品的標準的不斷完善化的修訂，明顯的一個問題越來越突出地上升到一定的高度，即標準更加側重于站在使用者的角度考慮問題。其中最明顯的表現就是通過已經修訂和征求意見完畢的GB3906-200X和正在修訂之中的IEC60298中已經做了重大修訂的兩項內容來體現。

關鍵詞：內部故障IAC
關鍵詞：戶內開關設備控制設備內部故障　　

伴隨著電氣產品的標準的不斷完善化的修訂，明顯的一個問題越來越突出地上升到一定的高度，即標準更加側重于站在使用者的角度考慮問題。其中最明顯的表現就是通過已經修訂和征求意見完畢的GB3906-200X和正在修訂之中的IEC60298中已經做了重大修訂的兩項內容來體現。　　首先，GB3906-200X取消了以制造定義的鎧裝式、箱式和間隔式的定義，取而代之的是維護使用者權利的“用電連續性”的概念；將內部電弧型開關設備和控制設備（IAC）引入標準并規定了“對作為IAC級的開關設備和控制設備該項為必試項目，并在銘牌上加以標識”。　　其次，IEC60298將內部電弧試驗由原來的“與用戶協商”修訂為“必試的強制性的型式試驗項目”。　　我們今天對內部電弧級（IAC）級的開關設備和控制設備做一簡單介紹。　　

一．內部故障：　　

1．內部故障：由于金屬封閉設備本身的缺陷，或異常的工作條件，或誤操作等原因，造成的外殼內部的故障，可能引燃內部電弧。　　

2．內部電弧級開關設備和控制設備（IAC）internalarcclassifiedswitchgearandcontrolgear（IAC）：經試驗驗證能滿足在內部電弧情況下保護人員規定要求的金屬封閉開關設備和控制設備。簡單的講，IAC級開關設備和控制設備就是我們通常所講的抗弧型產品。　　

二．相關標準規定：　　

GB3906-1991將IAC級開關設備和控制設備規定為與用戶協商項目，就是說用戶需要時制造商按用戶要求進行試驗和提供產品。IEC60298-2005將IAC級開關設備和控制設備規定為：必試試驗項目，并在銘牌上加以標識。GB3906-200X規定為IAC級開關設備和控制設備必須在銘牌上加以標識，但尚未明確是必試項目。　　

三．內部電弧的主要起因：　　

1．操作和維護故障；　　

2．大氣過電壓和操作過電壓；　　

3．固體絕緣材料的電氣故障；　　

4．負荷開關、斷路器或熔斷器過載。　　

四．內部電弧的主要效應：　　

內部電弧直接對周圍絕緣氣體加熱，一部分能量通過對流傳遞，并以熱能方式加熱導電體，從而導致設備隔室內部壓力上升，在規定的預定壓力限值之后，熱氣體膨脹，造成設備內部壓力釋放。熱氣體以及瞬態壓力波會危及周圍人員和設備以及建筑。　　

五．內部電弧可危及的類型（可觸及性的類型）　　

1．非柱上安裝的金屬封閉開關設備和控制設備：

在設備現場，可能需要區分金屬封閉開關設備和控制設備的兩種可觸及類型：　　

——A類可觸及性：僅限于授權的人員；　　

——B類可觸及性：不受限制的可觸及性，包括一般公眾的。　　

對應于這兩類可觸及性，規定了兩種不同的試驗條件。　　

金屬封閉開關設備和控制設備外殼的不同側面可以具有不同的可觸及性類型。　　

采用下述代碼表示外殼的不同側面：F：前面 L：側面　R：后面面應由制造廠明確規定。　　

n例如對于我們一般所用的12KV產品，如其銘牌標志為：n；等級：IACBFLR  n內部電弧：25KA，

1S的意思就是：內部電弧級產品。正面、側面、后面為B類可觸及性；短路電流有效值為25KA，持續時間為1S。　　

2．柱上安裝的金屬封閉開關設備和控制設備：nC類可觸及性：接觸不到的設備限定的可觸及性；　　

六．試驗時設備與試品的關系（模擬現場環境和人員與設備的相對位置）：

設備后面到墻的距離：

對于可觸及型：800mm；

對于不可觸及型：100mm；

設備側面到墻的距離：200mm；　　

設備到指示器（模擬操作人員）的距離：300mm。　　

七．試驗的電流、電壓、峰值電流的規定：對于50HZ的設備，峰值電流為交流分量有效值的2.5倍。持續時間推薦為：1S，0.5S和0.1S。如對于31.5KA的設備，其內部電弧的試驗值推薦為：31.5KA/1S。　　

八．考核IAC級設備的判據（內部電弧試驗成功的判據）；　　

1．正確緊閉的門、蓋板沒有開啟；　　

2．沒有出現封閉柜體破碎現象；　　

3．電弧未造成可觸及側燒穿；　　

4．人員（指示器）未因熱氣體效應而點燃；　　

5．柜體接地點仍然保持連接。　　

九．一般的IAC級開關設備和控制設備應具備的條件：　　

1．具有壓力釋放通道，而且每一個主要功能單元都應有獨立的壓力釋放通道說明一點：如果設計時不可能實現兩個功能單元分別有獨立的壓力釋放通道，則可考慮兩者共用一個通道。但應該確保：當一個功能單元發生故障由此通道排泄壓力時，不能波及另一個功能單元，反之亦然；　

2．各個隔室間的防護等級應該達到IP40；　　

3．門、面板要有一定的強度和足夠的安裝強度：門、面板的材質和厚度要考慮適當；與門、面板相連接的零部件要保證足夠的強度和安裝距離。　　

需要說明的是，做IAC試驗時，一般都按照安裝螺栓或鉸鏈間距200mm左右，但實際生產時就與之不同。如果說將間距放到400mm，大家都沒有理論或實踐的證明。所以，我想應該大體與試驗時保證相差無幾。我的想法是最多螺栓或鉸鏈的間距不要超過300mm；　

4．設備上的與一次功能單元相通的部件應該有防護措施，這一點尤其需要說明。現在生產的設備為節約成本或簡化工藝，大多沒有做到。如安裝在柜體后部的與電纜室相通的帶電顯示器沒有防護措施；如前后門的觀察窗應該用10mm的防爆玻璃但現在基本都用6mm的普通玻璃代替，這對于IAC級產品的絕對禁止的；　　

5．壓力釋放通道要有足夠的空間和強度：關于壓力釋放空間，沒有明確的規定必須為多大。但如果設計得太小，勢必將阻止壓力釋放而危及相鄰部件。一般，應保證不小于500mm²。　　至于強度，應保證釋放壓力時，開啟的蓋板不被氣流所沖擊脫離柜體而傷及遠處人員；

6．戶內設備的外殼防護等級應不小于IP40，確實保證人員不被氣浪所傷及；　　

十．IEC建議的IAC級開關設備和控制設備應具備的條件：　　

除上述應具備的條件外，IEC標準更加強調的是人性化，即內部電弧產生后由該設備自行處理，也就是內部電弧通過設計上對設備容積、絕緣電弧隔室、壓力釋放裝置和具有能量吸收作用的冷卻系統進行綜合考慮來解決，最后通過柜體外部的統一的安全的通道排除。　　

主要做法是通過壓力內部導向傳遞到氣體冷卻器而釋放。試驗結果表明：應用了這種氣體冷卻器后，氣體噴發速度下降了35。　　

十一。其他的可以限制內部故障對外影響的措施。　　

1．利用光傳感器、壓力傳感器、熱傳感器或者母線差動保護快速切除故障，縮短故障時間；　　

2．采用適當的熔斷器與開關裝置組合來限制允通電流和故障持續時間；　　

3．利用快速傳感、快速合閘裝置（滅弧器）將電弧快速轉移到金屬短接回路快速消除電弧；　　

4．遙控。　　

十二．其他應該注意的幾點　　

1．僅當前門關閉時，才能把可抽出部件從工作位置移開到其它位置或由其它位置移到工作位置。應該說對于需要開門操作的設備是不具備IAC級設備的含義的。　　

2．IEC60298推薦所有的主要一次功能單元都應該具有IAC級功能。這種說法與我們以前考慮和試驗的只在斷路器室和電纜室具有IAC功能是不同的，設計時我們應該加以考慮。按照現在的做法是：母線室同樣應該具有IAC功能。　　3．如果按照制造廠的說明書安裝、運行和維護開關設備，則在其整個使用期間出現內部電弧的概率是很小的，但不應完全忽視。　　

4．并不是所有的戶內設備都應該是IAC級設備。如不在GB3906規定范圍之內的GG-1A型固定設備。在產生的危險可以不計的場合：沒有必要選擇IAC級金屬封閉開關設備和控制設備。在需要考慮產生的危險時，只能使用IAC級金屬封閉開關設備和控制設備。　　

結論　　

盡管現有的設計對開關設備和控制設備進行了不斷的優化，但在運行中出現內部故障還是不可避免的，所以設計上對于IAC級開關設備和控制設備的考慮是必要的，并且不應流于形式化。