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高壓限流熔斷器的開斷過程,熔斷器開斷過程中的事故分析

來源:網絡    發布于:2012-4-13 10:38:36    點擊:135    品牌:登瑞電氣    【進入產品中心

高壓限流熔斷器的主要元件是熔體,在正常工作情況下,熔體串聯在電路中,通過熔體的電流不應使熔體熔斷,當通過熔體的電流超過額定電流時,經過一定的時間,由于焦爾熱量的作用,熔體發熱,其溫度達到熔體熔化溫度時,熔體自行熔斷,開斷電路保護電力設備不受損害。

  一、高壓限流熔斷器的開斷過程

  1. 熔斷器熔體融化過程

  當通過熔體的電流達到熔體熔化溫度時,進入熔化過程。達到熔點時,由于電磁收縮力和表面張力的作用出現“液珠”現象。隨著電流的增大,液珠現象越嚴重,連結“液珠”之間的金屬液體越細,電流密度越大;隨著溫度的進一步升高,熔體轉化為氣化過程。

  2. 高壓限流熔斷器產生電弧過程

  當熔體進入氣化后,金屬蒸氣的電導率很低,這時電阻突然增大,電流被迫減小,由于電路中有電感存在,在電感和熔斷器兩端產生很高的過電壓,在熔體的斷口處發生擊穿,產生電弧。

  3.電弧熄滅過程

  產生電弧后,依靠石英砂的吸熱和游離作用強制電弧熄滅。熔體斷口處應足以承受工頻恢復電壓和瞬態恢復電壓。

熔斷器的開斷時間決定通過熔體的電流大小,當熔體通過3倍的電流時,1000s開斷;當通過6倍的電流時,3s開斷;當熔體通過20倍左右的電流時,由于極陡的電流上升率和極高的電流密度,熔體斷口處迅速氣化,在所有斷口處產生電弧,這時處于絕熱狀態,無熱量傳輸,石英砂強烈熄弧和冷卻作用,在電流下降到零時,電流被開斷。

二、熔斷器開斷過程中的事故分析

1.熔斷器裝置過熱

開關站的體積和出線單元的體積較小,而往往是密封的,為了保證熔斷器和鐵殼的絕緣距離,將每支熔斷器用套筒封閉,造成散熱條件很差;當溫度上升到套筒熔化溫度時,強烈的散發熱量,熔斷器處在高溫下,而此時的負荷電流達不到熔體的熔化電流,撞擊器也不能動作,外殼在爆熱的條件下炸裂,不能熄弧,開斷失敗。

2.熔斷器外殼機械強度低

熔斷器在開斷過程中,由于電弧產生的壓力和熱量作用,熔管會炸裂。高壓熔斷器在開斷過程中,產生兩種壓力:一、爆炸壓力:熔體剛剛氣化起弧瞬間產生的脈沖形式的壓力。二、在整個燃弧期間產生的壓力為燃弧壓力。這兩種壓力能達到1020Mpa。熔斷器外殼必須能承受住由內部氣體壓力的突然出現,熱沖擊,填料的熱膨脹引起的壓力,同時應能承受住工頻耐壓和雷電沖擊電壓的侵害。熔斷器外殼機械強度低,潛在開斷過程中外殼炸裂的危險性。

3. 熔體結構與熔斷器特性曲線不相符

熔體結構,熔體材料,狹頸形狀及尺寸,關系到熔斷器的時間電流特性。熔體狹頸細長,在開斷過載電流時動作時間短;熔體狹頸窄,在開斷大的過載電流和短路電流時,動作時間短。不同的熔體結構時間電流特性不同,熔體結構與特性曲線不相符,用特性曲線選擇熔斷器,造成選擇錯誤,引起事故開斷失敗。

4. 滅弧材料性能成分不符要求

目前熔斷器的滅弧材料一般皆用石英砂,其石英砂的成分、顆粒度、填充密度,關系到熔斷器的燃弧時間,限流特性。石英砂的顆粒細,限流性能強,顆粒粗,間隙大,氣體多在熄弧過程中壓力大,充填密度高,吸收熱量多。石英砂的成分,性能更直接關系到高壓熔斷器的通流容量。對石英砂的理化性能要求如下:

5. 撞擊器的功能達不到標準要求

熔斷器配套的撞擊器有兩種:火藥式撞擊器:靠引火線點燃火藥,火藥的爆炸力將撞針彈出;彈簧式撞擊器:靠機械彈簧力作用推動撞針彈出。

在三相電力系統中,三相負載不同,熔斷器本身的參數差別,當在系統中出現過載電流時,出現*開相,*開相的熔斷器撞針彈出推動負荷開關跳閘。其余兩相由轉移電流轉給負荷開關開斷或熔斷器開斷。撞擊器的能量不夠,不能有效的推動負荷開關的連鎖機構,不開斷電路,失去保護作用。

6. 高低壓保護配合不合理

高壓限流熔斷器應與低壓出線(下級)保護相配合。變壓器低壓側出線一般采用低壓熔斷器,串聯脫扣器等保護,由于低壓側出線發生故障時短路電流較大,應在0.1s內切除故障,保證高壓限流熔斷器不誤動作。低壓側保護折算到高壓側的安秒特性,應位于下級保護低壓熔斷特性(折算到高壓側)的右邊以躲過后級故障電流。

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