An internal arc fault is an uninten

An internal arc fault is an unintentional discharge of
electrical energy in electrical switchgear. In case of internal
arcing the arc energy heats the gas in an enclosure resulting
in a fast pressure rise. In order to limit the pressure rise in
switchgear, pressure relief devices are installed. However, hot
gases escaping from the enclosure increase the pressure in the
installation room and may endanger personnel close to the
switchgear. A calculation of the effects of pressure rise inside
the enclosure and its surroundings is highly appreciated
especially in cases where tests cannot be performed.
Recognizing the increasing role of commercial and “home
made” modeling software in the power industry, CIGRE
Study Committee A3 established the former WG A3.20 to
evaluate existing simulation tools and achieved promising
results with respect to electric field calculations and dielectric
withstand. A new WG A3.24 was formed in 2009 with focus
on effects and tools of the internal arc of Medium and High
Voltage switchgear – calculation of pressure rise, mechanical
stress on switchgear enclosure and on burn-through of metal
walls.
A further focus was put on a comparison between SF6
and air as switchgear insulating gas. Minimizing SF6 release
to the environment is becoming an important issue. IEC
62271-200 actually permits SF6 to be replaced by air in
internal arc testing, while the standard for HV Gas-Insulated
switchgear, IEC 62271-203, allows the extension of test results
by calculation.
Scope of work
The motivation for the work of WG A3.24 was:
• To evaluate methods for pressure calculations and to
benchmark these with performed tests;
• To reduce the number of internal arc tests for environmental
reasons by the use of calculations to improve the switchgear
development process;
• To verify design modifications of the switchgear with
respect to pressure withstand by simulations;
• To replace SF6
with air in testing with proper consideration
of the different effect by simulations.
WG A3.24 reviewed the existing literature and applicable
IEEE and IEC standards and collected test data from numerous
Internal Arc Tests. Test data were collected for more than 80
cases performed with air, SF6
or N2 filled switchgear. The size
of analyzed compartment volumes varied between 0.005 m3
and 1.2 m3
, the fault current between 12 kA and 63 kA and
the fault duration between 10 ms and 1.2 s. Calculations were
performed on all the cases, and the results were compared
with the measured values.
Models for pressure rise calculations
The pressure rise resulting from internal arcing in a
compartment can be calculated in a number of approaches
of different complexity:
• Basic model:
The calculation of gas pressure is based on the ideal gas
equation, on conservation of energy and on mass flow
through pressure relief openings. The arc compartment and
connected rooms are described by their effective volumes
and the openings between them. Gas properties are taken
independent of temperature and pressure.
• Enhanced models:
These models are based on the same assumptions and
equations as the basic model, however, with less stringent
conditions. For example, temperature and pressure •••

Results (Russian) 1:

Ошибка внутренней дуги является непреднамеренной сбросэлектрической энергии в электрических распределительных устройств. В случае внутреннейискрение дуги энергии нагревает газ в корпусе в результатев подъеме быстрого давления. Для того, чтобы ограничить повышение давления враспределительных устройств, которые установлены устройства для сброса давления. Однако горячаяГазы, спасаясь от корпуса к увеличению давления вУстановка обслуживание и может поставить под угрозу персонал близко краспределительные устройства. Расчет влияния повышения давления внутрикорпус и его окрестности высоко ценитсяособенно в тех случаях, когда невозможно выполнить тесты.Признавая растущую роль коммерческих и «домасделано «моделирования программного обеспечения в энергетической отрасли, CIGREИсследование A3 Комитет учредил бывший РГ A3.20 кОценка существующих инструментов моделирования и достигнуты перспективныерезультаты расчетов электрического поля и диэлектрическиевыдерживать. Новая A3.24 РГ была образована в 2009 году с фокусомпо воздействию и инструменты внутренней дуги средней и высокойНапряжения – расчет повышения давления, механическиестресс на корпус распределительного устройства и прожога металластены.Еще акцент был сделан на сравнение между SF6и воздух распределительных устройств изоляционного газа. Сведение к минимуму SF6 релиздля окружающей среды становится важным вопросом. IEC62271-200 фактически позволяет SF6 заменяемого по воздуху ввнутренней дуги, тестирование, в то время как стандарт для HV элегазовыхраспределительные устройства, IEC 62271-203, позволяет расширить результаты тестапо расчету.Объем работМотивация для работы РГ A3.24 был:• Для оценки методов для расчета давления исравнивать их с выполненных тестов;• Для уменьшения числа внутренних дуги испытаний для окружающей средыпричины использования расчетов для улучшения распределительного устройствапроцесс развития;• Для проверки изменений в конструкции распределительного устройства суважение к давлению выдержать путем моделирования;• Чтобы заменить SF6 с воздухом при тестировании с учетомразличные действия путем моделирования.A3.24 РГ провела обзор существующей литературы иСтандарты IEEE и IEC и собранные тестовые данные из многочисленныхИспытания внутренней дуги. Тестовые данные были собраны для более чем 80дела с воздухом, SF6 или N2 распределительного устройства. Размеранализируемого отсека томов, варьировались от 0,005 м3и 1,2 м3, ошибка текущего между 12 ка и 63 ка ипродолжительность сбоя между 10 мс и 1.2 с. расчеты былина всех случаях, и результаты были сопоставленыс измеренными значениями.Модели для расчета повышения давленияПовышение давления, в результате внутренних искрение вотсек можно рассчитать в ряде подходовиз различной сложности:• Базовая модель:Расчет давления газа основывается на идеального газауравнение, сохранения энергии и массы потокачерез отверстия помощи давления. Отсек дуги исмежные номера описываются их эффективного томаи между ними. Свойства газа принимаютсянезависимо от температуры и давления.• Расширенные модели:Эти модели основаны на тех же предположениях иуравнения в качестве базовой модели, однако, с менее жесткимиусловия. Например температуры и давления •••

Results (Russian) 2:

Внутренняя ошибка дуга является непреднамеренным разряд
электрической энергии в электрических распределительных устройств. В случае внутренней
электрической дуги энергия дуги нагревает газ в корпусе приводит
к повышению давления быстрым. Для того , чтобы ограничить повышение давления в
распределительном устройстве, установлены устройства для сброса давления. Тем не менее, горячие
газы , выходящие из корпуса увеличивают давление в
помещении для установки и может представлять опасность для персонала , близких к
распределительном устройстве. Расчет последствий повышения давления внутри
корпуса и его окрестностей высоко ценится ,
особенно в тех случаях , когда не могут быть выполнены испытания.
Признавая возрастающую роль коммерческих и "дома
из" моделирования программного обеспечения в электроэнергетике, СИГРЭ
исследование Комитет A3 установлен бывший WG A3.20 для
оценки имеющихся инструментальных средств моделирования и добились многообещающих
результатов в отношении расчетов электрического поля и диэлектрической
выдержать. Новая WG A3.24 была образована в 2009 году с упором
на эффекты и инструменты внутренней дуги среднего и высокого
коммутационного напряжения - расчет повышения давления, механического
напряжения на корпусе распределительного устройства и на прожогов металлических
. Стен
Еще один акцент был сделан надеты сравнение между SF6
и воздуха в качестве распределительного устройства изолирующего газа. Сведение к минимуму SF6 высвобождения
в окружающую среду становится важным вопросом. МЭК
62271-200 фактически позволяет SF6 быть заменен воздушным путем в
внутреннего тестирования дуги, в то время как стандарт для высокого напряжения с элегазовой изоляцией
КРУ, МЭК 62271-203, позволяет расширение результатов испытаний
расчетным путем.
Объем работ
мотивации для работы РГ A3.24 была:
• для оценки методов расчетов давления и
бенчмарка их с проведенных испытаний;
• для уменьшения количества внутренних испытаний дуги по экологическим
причинам путем использования расчетов по совершенствованию распределительное
процесса разработки;
• для проверки изменений в конструкцию КРУ с
по давлению противостоять моделированием;
• Чтобы заменить SF6
с воздухом при тестировании с надлежащего рассмотрения
. из различных эффектов путем моделирования
WG A3.24 обзор существующей литературы и применимых
стандартов IEEE и МЭК и собранные данные испытаний от многочисленных
внутренних Arc тесты. Тестовые данные были собраны в течение более чем 80
случаев , выполненных с воздухом, SF6
или N2 , заполненного распределительного устройства. Размер
анализируемых объемов отсеков колебалась от 0,005 м3
до 1,2 м3
, ток короткого замыкания между 12 кА и 63 кА и
длительности замыкания от 10 мс до 1,2 с. Расчеты были
выполнены на всех случаях, и сравнили результаты
с измеренными значениями.
Модели для повышения давления в расчетах
повышения давления в результате внутренней электрической дуги в
отсеке может быть вычислена в ряде подходов
различной степени сложности:
• Базовая модель:
расчет давления газа на основе идеального газа
уравнение, на сохранения энергии и массы потока
через отверстия для сброса давления. Дуга отсек и
смежные номера описываются их эффективными объемами
и отверстия между ними. Свойства газа принимаются не
зависит от температуры и давления.
• Улучшенные модели:
Эти модели основаны на одних и тех же предположениях и
уравнений в качестве основной модели, однако, с менее жесткими
условиями. Например, температура и давление •••

Results (Russian) 3:

внутренней дуги вина является случайным выполненияэлектрической энергии на электрические установки.в случае внутреннегодуги энергия нагревает образования электрической дуги газ в добавление кв быстро повышения давления.для того, чтобы ограничить давление на росткоммутационная аппаратура, устройств для сброса давления, установлены.однако горячаягазы, бежавших от добавление к увеличению давления вустановка в комнату и может представлять угрозу для персонала вблизикоммутационная аппаратура.расчет последствий повышения давления внутрикамеры и его окрестностях высоко ценитсяособенно в тех случаях, когда тесты не могут быть выполнены.признавая растущую роль коммерческого и "дома"моделей программного обеспечения в отрасли, CIGREисследование комитета, учрежденного бывшей рг a3.20 до A3оценки существующих инструментов имитации и достигнуты многообещающиерезультаты в отношении электрического поля расчеты и диэлектриквыдержать.новый рг a3.24 была образована в 2009 с акцентомпо воздействию и инструменты внутренней дуги средней и высокойнапряжение установки – расчет повышения давления, механическиестресс от установки приложение и сожжём металластены.еще был сделан акцент на сравнение SF6и воздух в коммутационных изоляционные газ.сведение к минимуму выбросов SF6к среде становится важным вопросом.мэк62271-200 фактически позволяет SF6 заменить на воздухвнутренней дуги испытаний, в то время как стандарта для HV газовой изоляциикоммутационная аппаратура, мэк 62271-203, допускает продление результаты испытанияна основании расчетов.сфера деятельностимотивация для работы рг a3.24:• оценка методов давления расчеты и- эти с провел испытания;• сократить количество внутренней дуги тестов для окружающей средыпричин с помощью расчетов по улучшению установкив процессе развития;• проверять конструкции изменений в установки св отношении давление выдержать путем моделирования;• заменить SF6с воздуха в проверки надлежащего рассмотренияиз различных последствий путем имитации.рг a3.24 обзор существующей литературы и применимыхIEEE и стандарты мэк и собранных данных испытаний от многочисленныхвнутренней дуги испытаний.испытания были собраны данные по более чем 80случаев проводится с воздуха, SF6или N2 заполнены установки.размерпроанализированных салона объемы варьируются от 0005 м3и 1,2 м3- вина нынешнего между 12 - 63 -вина на срок от 10 г - жа и 1.2 расчетов.проводится по всем делам, и полученные результаты были сопоставленыс измеренными значениями.модели для повышения давления расчетыповышение давления в результате внутреннего образования электрической дугисалон может рассчитываться в ряд подходовлюбой сложности:• базовая модель:расчет давление газа основывается на идеальный газуравнение, по сохранению энергии и массы потокачерез предохранительный отверстия.дуги салона иchambres communicantes описаны их эффективного томови отверстия между ними.газ свойства принимаютсянезависимо от температуры и давления.• расширение модели:эти модели основаны на тех же предположений иуравнения в качестве базовой модели, однако, с менее строгимиусловия.например, температура и давление •••