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十分鐘帶你了解高壓限流熔斷器
發(fā)布時間：
2021-05-24 15:47
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高壓限流熔斷器是電氣設(shè)備的主要保護元件之一，它串聯(lián)在電路中使用。保護對象有變壓器，電動機，電壓互感器，電容器及電力線路等。當(dāng)電路中通過短路電流或過負荷電流時，利用熔體產(chǎn)生的熱量使它自身熔斷，切斷電路，以達到保護的目的。它開斷的短路電流大并能非常顯著地遏制其幅值，尤其是它具有速斷功能。但如果使用不當(dāng)，將會導(dǎo)致誤動或不動，喪失其優(yōu)異的保護特性。為了盡可能地滿足被保護電氣設(shè)備的各項要求，因此對高壓熔斷器的基本知識必需有所了解。
（一）高壓限流熔斷器的基本結(jié)構(gòu)
各種保護用的高壓限流熔斷器其外形結(jié)構(gòu)基本相同，一般由熔管，熔體固定柱，熔體，滅弧材料，觸發(fā)器，金屬端蓋等組成。其中熔體、熔管和滅弧介質(zhì)（石英砂）對限流熔斷器來說最為關(guān)鍵，它的撞擊機構(gòu)（觸發(fā)器）一般有兩種：彈簧式和火藥式。
高壓熔斷器的基本結(jié)構(gòu)圖
（二）高壓限流熔斷器的基本原理
不管高壓限流熔斷器保護對象是什么，其工作原理都是一樣的：人為地在電路中設(shè)置一個最薄弱的發(fā)熱元件，稱作熔體或熔絲。一般來講，高壓限流熔斷器常選用銀做為熔體，銀的熔點電和導(dǎo)熱性比較好，而且不易氧化。當(dāng)短路電流或過負荷電流通過熔體時，銀熔體發(fā)熱熔化，進而氣化。由于金屬蒸氣的電導(dǎo)率遠比固態(tài)與液態(tài)金屬的電導(dǎo)率低，使熔體的電阻突然增大，電路中的電流突然減小，將在熔體兩端產(chǎn)生很高的電壓，導(dǎo)致間隙擊穿，出現(xiàn)電弧，在電弧的作用下產(chǎn)生大量的氣體，形成強烈的去游離作用，使電弧熄滅或電弧與周圍有利于滅弧的固體介質(zhì)緊密接觸強行冷卻而熄滅。一般高壓限流熔斷器的滅弧材料用的是石英砂，這是由于石英砂具有較高的導(dǎo)熱性和絕緣性能，并且與電弧有很大的接觸面積，便于吸收電弧能量。充入熔管的石英砂形成大量細小的固體介質(zhì)狹縫狹溝，對電弧起分割、冷卻和表面吸附（帶電粒子）作用，同時縫隙內(nèi)驟增的氣體壓力也對電弧起強烈的去游離作用，所以電弧被迅速熄滅。正常工作階段，熔體通過的電流小于其額定電流，熔斷器長期可靠地運行不會發(fā)生誤動作現(xiàn)象。
（三）高壓限流熔斷器的分類
交流高壓熔斷器又稱作高分斷能力熔斷器，它具有下列兩個特點：一是開斷短路電流的能力大（高分斷能力）；二是具有顯著的限流作用，在短路電流還未達到最大值前電流已經(jīng)被截斷。高壓熔斷器可分為后備式熔斷器、通用式熔斷器和全范圍保護用熔斷器。后備式熔斷器能開斷熔管額定電流的3～4倍至最大額定開斷電流之間的任何故障電流，通用式熔斷器能開斷從一小時內(nèi)動作的電流至額定最大開斷電流的故障電流，全范圍保護用熔斷器能開斷超過額定電流至最大額定開斷電流的故障電流。
目前國內(nèi)很多地區(qū)使用10kV美式箱變及現(xiàn)在的35kV風(fēng)力發(fā)電場使用全范圍高壓限流熔斷器一般由兩種形式組成，用戶可按各自情況來選用。
（1）由后備限流式和噴射式兩者獨立串聯(lián)組合而成的全范圍保護，后備限流式熔斷器因石英砂具有熄滅電弧和限流作用，開斷大故障電流能力強，而開斷小過載電流很困難。噴射式熔斷器對小過載電流開斷能力強，而大故障電流開斷卻很困難。噴射管由一種產(chǎn)氣材料制成，當(dāng)熔體熔化時出現(xiàn)電弧產(chǎn)氣管在高溫作用下產(chǎn)氣將電弧噴出在油箱內(nèi)熄滅。
（2）后備限流式和噴射式組合為一體的熔斷器，當(dāng)大故障電流由后備限流式開斷，當(dāng)小過載電流出現(xiàn)時由噴射式將電弧噴出由石英砂吸收滅弧，從而將兩者的優(yōu)點結(jié)合起來組成全范圍保護熔斷器。
（四）高壓限流熔斷器選用應(yīng)考慮的因素
對于熔斷器來講，所使用的安裝環(huán)境是一個很重要的因素，它不但影響熔斷器的的性能，而且影響其安全分析故障的能力，因此要加以正確考慮。常見的一種安裝方式是把熔斷器安裝在一個三相封閉的箱體中。這時熔斷器額定電流必須減少15％使用，而當(dāng)熔斷器額定電流小于20A時可不考慮降容。按IEC標準的規(guī)定，熔斷器可在環(huán)境溫度為－25℃～40℃之間的范圍正常工作，當(dāng)溫度高于＋40℃時，每升高1℃熔斷器額定電流就應(yīng)降低1％使用。對于三相安裝在封閉的柜體中，由于三相熔斷器溫升之間的相互干擾，熔斷器額定電流一般應(yīng)降容10％使用，低于額定電流20A的熔斷器可不考慮。用戶有時為了增大熔斷器的電流等級，常采用二只或三只熔斷器進行并聯(lián)使用，這時要考慮溫度相互影響因素，一般可把熔斷器降容在10％～20％使用。再者，在高海拔地區(qū)，由于空氣稀薄，電氣設(shè)備的絕緣強度下降，因此高壓限流熔斷器的外形尺寸一般應(yīng)需加長。
（五）高壓限流熔斷器的安裝與更換
在安裝前首先應(yīng)檢查熔斷器外觀是否完整良好，清潔，如果熔斷器遭受過摔落或劇烈震動后則應(yīng)檢查其阻值。在安裝時，要注意熔斷器上所標明的撞擊器方向，以便使其安裝在正確位置上，如果撞擊器的方向相反，即使最好的熱脫扣裝置也不會動作。
在三相系統(tǒng)里，當(dāng)一個熔斷器發(fā)生動作后，一般三個熔斷器均應(yīng)更換，這主要是因為盡管其它兩個熔斷器未熔斷，但有可能已經(jīng)嚴重操作而接近損壞。
此外提醒熔斷器的正確選用也特別重要，型號和基本參數(shù)的選擇，保護對象與保護特性配合等個方面情況均要考慮到；有些與負載匹配要準確計算，確保選到最合適的高壓限流熔斷器來保護設(shè)備。
高壓熔斷器,限流熔斷器
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