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交流高压限流熔断器的性能研究与比较

来源:抚顺市抚瓷电瓷电器有限公司 王有杰  时间:2011-10-21 17:22  阅读:0

  关键词;限流熔断 开断波 熔体材料 性能比较

  摘要;本文论述了限流熔断器的开断波形及限流作用。熔体及其材料之性能和比较。

  1概述

  有填料熔断器在开断交流高压电路时,具有强烈的限制短路电流幅值的能力。使交流电路中电力线路和电力设备避免受到强电流冲击。具有良好的保护作用.称作交流高压限流熔断器,通称限流熔断器。

  一般的限流熔断器都使用石英砂作为填料。长期以来没有对熔断器材料的功能进行研究。只是依据熔断器外特性笼统地认为这种强烈限流作用来自石英砂。石英砂只是组成毛细孔的廉价而普及且适用的耐火材料。由耐火材料组成的毛细孔才是具有汞吸、过滤分离(即去游离)熄灭电弧能力的空间结构。有很多耐火材料组成的毛细孔结构有更好的熄弧能力。但其功能过剩价格高昂而不被选用。

  2交流高压限流熔断器的开断

  2.1交流高压限流熔断器的组成

  交流高压限流熔断器由底版、支柱、夹具、熔体管组成.熔体管是交流高压限流熔断器的主要部件。它是由熔体装在绝缘管内,并在绝缘管内充填石英砂两端密封而成。熔体设置有两种。一种是将熔体缠绕在特制的瓷芯上。特征是熔体带有螺旋感抗。使用在没有经常性冲击电流的设备如变压器上。一旦发生短路时弧感抗的限流作用能更好地保护其设备免受强电流冲击。一种是将熔体直列悬挂在绝缘管中。特征是熔管没有螺旋熔体结构产生的弧感抗。使用在电动机回路中,电动机启动时冲击电流不会产生复阻抗。熔断器在电动机启动时不会因起动电流冲击而增加发热。(L=Idt)

  石英砂应能提供一个稳固的、均匀的、准确的、有过滤能力的、耐火的毛细孔。分离电弧中的金属粒子和燃烧着的电弧气体。即去游离。

  熔体由熔化及汽化温度低的导电性能好的扩散速度快的金属材料制成有分弧狭经的熔体结构。用于分散电弧电压和电弧能量。压制电弧长度和直径。

  2.2有螺旋熔体的短路波形

  如图1所示。XRNT-12/100A-31.5KA型和XRNT-12/50-20型开断时的示波图。

交流高压限流熔断器的性能研究与比较
交流高压限流熔断器的性能研究与比较

  交流高压限流熔断器的开断过程有四个阶段.o—b为I2t加热阶段。其中o-a为狭经熔化加热阶段。a-b为汽化加热阶段。b-c为起弧后电抗(μr的变化)转换阶段。c-d为阻值线性增加电弧减弱燃烧阶段。d点电流过零时电子流休止。电弧熄灭。该示波图为白银熔体开断时的记录。白银熔体特点熔体汽化后金属粒子散布在石英砂毛细孔中。围在石英砂周围形成绝缘。从电弧残躯看。强电流短路时,电弧只在狭经处向外燃烧了,两狭经中间导体完好无损。整条熔体形成多个串联电弧点。

  2.3 T2紫铜螺旋熔体的短路波形

  图2

交流高压限流熔断器的性能研究与比较

  为紫铜熔体的开断波形。XRNT-12/100-31.5KA型交流高压限流熔断器管使用白银熔体时。强短路电流截止波峰值14Ka。使用紫铜熔体时强短路电流截止波峰值24Ka.。紫铜熔体短路时铜导体不能完全汽化。只是熔化形成一个熔融铜瘤顺弧道内流淌。熔管水平放置时铜瘤流淌到底部。交流高压限流熔断器管可以开断。当交流高压限流熔断器管垂直放置时则不能开断。铜瘤流淌短捷匝间弧道。使弧道长度缩短。不能保持熄灭电弧所需要的降低电场强度的绝缘距离。产品爆炸开断失败。

  2.4 直列熔体的短路波形

  图3所示。

交流高压限流熔断器的性能研究与比较

  直列熔体的交流高压限流熔断器短路开断过程记录波形。电流从零到起弧点为熔、汽化阶段。熔体汽化后电流还有一个升幅。波形基本就是一个降低幅值的正弦波。起弧后只有直流电阻有降幅值作用。没有电抗转换的移相截止波。电流冲击能力大于有截止波的开断过程。

  2.5 铜基熔体合金的短路波形

  铜基熔体合金是根据白银熔体和紫铜熔体开断结果研制成功的(专利ZL200610134776.8)。加入低温合金降低熔体熔化、汽化温度。加入使熔体增加扩展性元素。加入熔体汽化后金属微粒纳米化元素。使熔体熔汽化后迅述钻入石英砂中。金属粒子均匀散布在石英砂中,形成绝缘,电流过零时产生零休开断电路。开断波形如图4所示。

编辑:赵岩
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