扩散是弧柱内自由电子、正离子逸出弧柱以外,到周围冷介质中去的过程。扩散是由于带电质点的不规则热运动,以及空间电荷的分布不均匀,使电弧中的高温离子由密集的空间向密度小,温度低的方向扩散。专业低压限流熔断器电弧和周围介质的温度差以及离子浓度差越大扩散作用也越强。扩散出来的离子,因冷却而相互结合,成为中性质点显然,如果游离过程大于去游离过程,电弧将继续燃烧,并越烧越旺,如果去游离过程大于游离过程,电弧便越来越小,最后电弧将熄灭。由此分析,熄灭电弧的基本方法是设法冷却电弧,设法加强复合和扩散形成的去游离过程。高压限流熔断器熄灭电弧的基本原理,就是当熔体元件熔化而出现电弧后,迫使电弧深入到周围填料石英砂构成的缝隙中去,根据狭缝灭弧原理,电弧与石英砂紧密接触,使电弧急剧冷却,从而迫使电流急剧下降到零。当预期电流非常大,熔体元件熔化、蒸发、出现间隙及电弧时,这一过程在非常短的时间之内就已经完成,熔体元件在来不及向周围填料石英砂传热的情况下,就已经熔断并形成电弧。
控制接线图,TFJ为“防跳”继电器,当接触器合闸回路完成一次合闸后串接在“防跳”继电器TFJ回路中的接触器辅助触点KIM闭合,此时TFJ带电,杭州低压限流熔断器TF的常开接点闭合,TFJ带电保持,串接在合闸回路中的TFJ常闭接点打开,此时即使合闸命令一直处于保持状态,由于合闸回路中TFJ常闭接点打开,合闸回路也无法再次合闸。当接触器跳闸过后,TFJ失电,此时串接在合闸回路中的TF常闭接点闭合,合闸回路复位,保证接触器处于断开状态时合闸回路的通畅,为下一次合闸做好准备。专业低压限流熔断器6kV厂用段导体和电气设备选型指南丛书高压熔断器串真空接触器(F-C)回路,F-C川路过电压保护装置的选择。F-C回路过电压的产生,一般电气系统的过电压分为雷电过电压(大气过电压)和内部过电压,内部过电压是由于系统内部的能量转换和网络的参数变化而引起的,又可分为暂时过电压和操作过电压。对于F-C回路来说,主要是会受到操作过电压的影响。由于操作、故障或某些非正常运行状态,电力系统由一种稳态过渡到另一种稳态时,过渡状态中系统内部电源能量产生振荡,互相转换和重新分布,都可能在某些设备上或系统中出现操作过电压。
为避免阻碍新型熔断器的未来发展,不同制造厂的熔断器的特性曲线会存在差异。专业低压限流熔断器目前FC回路设备的制造厂和设备规格较多,不同型号设备之间的特性有一定差异,根据对各主要制造厂熔断器特性曲线的比较,以系统电压为6kV为例,可初步确定功率不超过1250kW的高压电动机和容量不大于1600kVA的低压厂用变压器可以选用FC回路供电,并根据工程中采用的具体设备规范进行核算和调整。这个容量上限是按采用热稳定电流为4kA、4s的真空接触器得出的并推荐同样适用于真空接触器热稳定电流为 6kA、4s 时,这主要是基于DL/T 5153《火力发电厂厂用电设计技术规程》中对 2000kW 及以上电动机和2000kVA 及以上变压器有建议装设差动保护的相关规定。F-C 回路由于熔断器动作的不可操纵性而不能使用在要求设置差动保护的回路上,当采用热稳定电流为6kA、4s 的真空接触器时虽然可以选择额定电流更大的熔断器并相应提高供电负荷容量,但对于变压器来说,1600kVA 以上即为2000kVA 等级,杭州低压限流熔断器容量已没有提升的余地;而对于电动机,根据目前火力发电厂的辅机情况,容量介于 1250~2000kW 之间的电动机数量很少,提升电动机回路容量上限的经济意义不大。
火力发电厂中对不要求自起动的Ⅱ、Ⅲ类电动机和不能自起动的电动机一般设置0.5时限的低电压保护;杭州低压限流熔断器对于1类电动机,当装有自动投入的备用机械时,或未保证人身和设备安全,在电源电压长时间消失后须自动切除时,均应装设9-10s的低电压保护。F-C回路中低电压保护构成方法如下:一是对真空接触器由直流或直接由交流220V控制情况,由接于F-C柜上的综合保护装置通过检测来自于母线TV的电压信号实现,接点作用于接触器跳闸;二是对接触器通过降压变压器(由一次回路直接降压)交流控制情况,电保持型的真空接触器本身具有低电压保护功能,机械保持型的真空接触器仍由接于F-C柜上的综合保护装置通过检测来自于母线TV的电压信号实现。专业低压限流熔断器由综合保护装置实现的低电压保护设为两段。低压电保护一段动作电压为动作时限为9s。式中Un为系统的额定电压。断相(不平衡)运行保护。FC回路故障时,由于熔断器可能出现单相熔断,为防止三相电压不平衡的危害,FC回路需装设此保护。目前F-C开关柜所采用的熔断器均要求配撞击器,撞击器可实现上述保护撞击器的作用是熔断器熔断时立即动作联跳接触器,避免设备非全相运行。
电动机的起动电流约为110~130A,比较过电压倍数,断路器与接触器是相当的。由此可见,真空接触器的正常运行方式,大量的操作是接通空载状态电流、开断电动机的额定或起动电流。操作过程中,必然伴随着过电压的发生,也必须采取可靠的限制过电压的措施,才能保证电动机等用电设备的绝缘不受损害。操作过电压分析。截流过电压。专业低压限流熔断器真空接触器灭弧能力很强,开断高压感应电动机空载或额定电流时,工频电流在自然过零前往往提前熄灭,电流突然中断,形成截流现象。在负载侧电感和电容上剩余的磁场能量及电场能量将以过电压的形式释放出来。可以参照断路器开断感性负荷的分析方法来分析接触器截流过电压的发生过程,为了分析方便,这里将开断高压电动机的回路,解析成等值电路。杭州低压限流熔断器接触器开断瞬间,负载侧电动机漏感中及等值电容上储存的磁场及电场能量将促使负载侧电感电容之间发生高频振荡。同样,电源侧也发生着电感电容之间的高频振荡,只是两者各自以自身的自振频率进行振荡。
这种电压的出现具有随机性,因此预防的难度相对来说也较大,如不采取措施加以限制或消除,有可能使电气设备的绝缘击穿而损坏或造成事故,因此必须引起足够的重视操作过电压的特性与开关设备操作的形式有关。专业低压限流熔断器在F-C回路中,低压熔断器的开断不是过零开断,而是一种截流开断,即在电流峰值前的截断电流下强迫开断,这时储存在磁场(电感)中的能量对电容放电形成比较高的操作过电压。一般熔断器的熔管越长,操作过电压越高。高压限流熔断器在切断故障的过程中在它的端子上将出现瞬态异常电压,它可以是峰值弧电压,也可能是在瞬态恢复电压时间内出现的电压。对高压限流熔断器来说,杭州低压限流熔断器电弧电压越高,电流越小,越有利于切断故障电流,但是电弧电压不能无限制地提高,必须受到允许过电压水平的限制。苏熔真空接触器在F-C回路当中的功能主要是接通和断开高压电动机、低压变压器等用电负荷。真空接触器虽然在灭弧室的结构上与断路器有微小差异,但它们的灭弧原理是相同的。
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