根据高压限流熔断器的焦耳积分特性,F-C 回路故障时故障电流越小,熔断器最小弧前焦耳积分值反而越大,当故障电流小于熔断器与接触器保护交接点电流时,由于综合保护装置的曲线所对应的开断时间低于熔断器的熔断时间,所以对应此电流的整个F-C回路的热效应值小于熔断器的焦耳积分值,因此故障时流过回路的最大热效应值应在保护交接点电流附近及所对应的时间。定制高压熔断器实际工程中,F-C 回路的最大短路电流热效应即是熔断器与真空接触器的保护交接点处的焦耳积分值。由于选择熔断器时要躲过电动机的起动电流或变压器的励磁涌流的影响,对于变压器还应考虑低压侧电动机成组自起动的影响,因此,保护交接点所对应的时间一般在 2~30s之间。结合电缆的热稳定性能和保护交接点所对应的时间,可以确定选择电缆截面方法。根据电缆在过电流时的特性和耐受能力,当该交接点对应的动作时间小于5s时,电缆处于近似绝热状态,按该点对应的熔断器的最大动作热效应值,乌鲁木齐高压熔断器再根据绝热状态下的电缆最小热稳定截面确定电缆截面,此时电缆的耐受温度为短路时允许温度(以交联聚乙烯绝缘电缆为例,为250℃)。
关于熔断器的允许操作过电压的国家标准,是最大允许值。实际产品往往小于上述标准。乌鲁木齐高压熔断器真空接触器灭弧特性及操作过电压分析,真空接触器的结构特点和灭弧特性。真空接触器与真空断路器非常相似,两者就其结构而言基本相同,合闸与分闸时间也大致相同真空接触器与真空断路器比较,灭弧室方面存在一些小的差别,其是断路器灭弧室内设屏蔽罩,接触器则可以取消屏蔽罩;其二是断路器触头为圆柱体,端面上径向开有斜槽,灭弧过程形成旋转电弧,接触器的触头虽然也是圆柱体,但端面上一般没有径向斜槽;其三是触头开距不同,断路器触头开距稍大真空断路器与真空接触器分合闸时间虽然大致相同,但它们的触头间开距不同,接触器略小,所以接触器的分合闸速度实际上低于断路器。定制高压熔断器但就分闸的绝对速度来分析,实际上速率并不低。因此真空接触器虽然在灭弧室的结构上与断路器比较有微小差异,但它们的灭弧原理是相同的,这一点对分析操作过电压的特性十分重要。F-C回路的过电压分析,试验在一系列6kV中、小容量电动机群展开,证明切断电动机起动电流的过程中,发生重燃的几率较高,而且触头打开与电流自然过零的时间间隔小于1ms。
由真空接触器承担一部分分断功能,其过流闭锁电流为的计算方法与式(55)相同。另外,乌鲁木齐高压熔断器由于变压器回路合闸时会产生励磁涌流,此时可考虑为电流速断保护设置比较短的动作时限,以避开励磁涌流的影响,提高直考虑空接触器的动作范围。中口接在相电流上的电流速断保护的整定电流可按下列条件整定。首先故是应躲过外部短路故障电流时流过保护的最大短路电流、整定电流I过流保护。过流保护作为速断保护的后备保护,接在相电流上的过流保护的整定电流按躲过变压器所带负荷中需要自启动的电动机的最大启动电流之和整定。根据有关变压器标准,变压器低压侧三相短路时热稳定容许时间为2s,考虑到与下级保护的配合,保护装置的动作时间应在1.5s左右。定制高压熔断器该保护按躲过变压器低压侧需自起动的电动机起动条件整定,动作时间取1.5s,同时应注意保护与熔断器时间一电流特性曲线F的交点对应的电流值小于过流闭锁电流IN。这样,变压器的保护由三段构成:曲线E为过负荷保护,由于是按变压器的过负荷能力选择,故可使其过负荷能力充分发挥。
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;乌鲁木齐高压熔断器对于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。定制高压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。
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。定制高压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。
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