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。定制电力熔断器目前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,太原电力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。
熔化过程带有爆炸性,熔化的金属和蒸汽立即深深地渗入到还处于冷态的石英砂中去,电弧很快熄灭,这一点正好和前述最大弧能条件相呼应。定制电力熔断器当预期电流达到最大弧能的条件时,熔体元件在熔化前伴随着各种热传导,使周围填料温度已经提高。熔体元件可能在某一处或几处最薄弱的位置首先熔断,形成高温电弧,但周围填料温度较高,狭缝灭弧进行较慢,直到熔化的长度达到灭弧的必须的空隙要求,才最终熄弧。操作过电压的特点。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。假定燃弧开始时,电流方向为正,要迫使电流下降,其变化率元必须为负。出现这种情况,必须是U1大于(e-iR。)。在燃弧开始时,这一条件尚不能满足,电流将继续上升一些,然后,电流才开始下降。为了尽快使电弧熄灭,太原电力熔断器两端电压必须很大。F-C回路的过电压分析,增加熔体元件的槽口数有助于增加电弧电压U,因为这将形成几个电弧相串联,但需要注意这种措施也应受到一定限制,应避免熔断器两端产生太高的过电压。
3~10kV电网单相接地跳闸的中性点接地方式主要指低电阻接地方式,当接地电流大于15A时中性点经高电阻接地系统也要求立即跳闸,电阻接地系统的主要特点如下。1)高电阻接地方式以限制单相接地故障电流为目的,并可防止和阻尼谐振过电压和间歇性电弧接地过电压,主要用于200MW以上大型发电机回路和某些3~10kV配电网。2)定制电力熔断器低电阻接地方式可获得一个大的阻性电流叠加在故障点上,具有可以快速切除故障,过电压水平低,谐振过电压不能发展的特点,可以减少绝缘老化效应,延长设备寿命,自动隔离故障等优点。低电阻接地方式的接地故障电流可达100~1000A甚至更大。这种大的接地故障电流会带来些问题,包括电缆接地时,大的电弧电流可能影响电缆通道内其它相邻电。限制过电压的保护措施,缆,扩大事故;接地故障电流过大,导致大的热容量电阻制造困难;接地故障电流引起地电位升高,甚至超过了通信线路、低压电气线路和人身保安要求的安全允许值。为了克服低电阻接地方式的大接地故障电流的影响,目前在工程中一般采取适当增大接地电阻阻值的方式,太原电力熔断器使阻性电流大于容性电流但不能超过一定范围,以限制过电压不超过2.6倍,同时可以保证接地保护的灵敏度和选择性,保证设备人身安全。
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,产生截流过电压;高频电弧重燃过电压发生的几率较高,过电压幅值也很高,产生电弧重燃过电压。定制电力熔断器除对绝缘造成损害外,回路中发生强大的操作过电压会烧毁接触器的触头,破坏设备绝缘的薄弱环节以至于引起大面积的短路由此可见,F-C回路在使用过程中可能产生操作过电压,给相应供电系统的绝缘带来损坏,因此有必要考虑设置相应的过电压保护装置。过电压保护装置的作用是防止雷电过电压的冲击,限制操作过电压的幅值,降低过电压的陡波陡度。目前FC回路过电压保护装置按设计思想不同可分为两类,一类是以氧化锌阀片构成的过电压限制器,太原电力熔断器另一类是电容器与电阻元件串联而成的阻容吸收器高压限流熔断器的灭弧特性及操作过电压分析,髙压熔断器切断故障电流的过程,是熔体元件温升,然后熔化、蒸发、形成间隙,直至间隙之间电压急剧上升,击穿出现电弧,电弧燃烧熄灭的过程。
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。定制电力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。
为方便进行设备绝缘试验,过电压保护装置前宜设置可拆连接片。太原电力熔断器F-C回路过电压保护装置,就设计思想来说,分为两类,一类是电容器与电阻元件串联而成的阻容吸收器,另一类是以氧化锌阀片构成的过电压限制器。由于当前的3~10kV配电网的接地方式主要采取中性点不接地和低电阻接地两种型式,对于限制过电压的保护措施也主要针对这两种接地方式。阻容过电压吸收器是F-C回路的过电压保护设备的主要选择之一,适用于中性点有效接地的配电系统中。从原理上讲,阻容过电压吸收器是最理想的过电压保护设备,不仅可以限制过电压幅值、保护电动机主绝缘也能够抑制过电压陡度,保护电动机的匝间绝缘。但在设计中按不同回路的不同阻容特性选择阻容过电压吸收器在操作上难度较大,这是限制阻容过电压吸收器的一个重要原因。定制电力熔断器氧化锌过电压限制器也是F-C回路的过电压保护设备的主要选择之氧化锌过电压限制器由氧化锌阀片叠加组成,具有十分优异的非线性伏安特性。氧化锌过电压限制器可以限制操作过电压幅值,保护电动机及低压变压器的主绝缘,但其缺点是不能降低操作过电压行波的陡度,不能有效保护电动机绕组的匝间绝缘。
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