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。定制熔断器底座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。
F-C回路的控制,真空接触器的操作机构。F-C回路以真空接触器作为操作设备,真空接触器普遍采用弹簧操作机构,该机构按保持方式又可分为机械保持和电保持两种形式。除弹簧操作机构外,真空接触器也可以采用水磁型操作机构,并利用永磁铁保持。机械保持型接触器的控制。机械保持是指当向接触器发出合闸指令、合闸电磁铁的衔铁完全吸合后,通过机械锁扣装置的作用将接触器保持在合闸状态。定制熔断器底座由于机械锁扣装置的作用,即使断开电磁铁的励磁电源,接触器仍能保持在合闸状态。跳闸时,通过另外设置的分闸线圈励磁,使机械保持解除,接触器释放。真空接触器的操作电磁铁,在设计上为取得好的力学特性,多采用直流励磁。接触器的操作电源有交流和直流之分,当操作电源为交流时,为满足直流电磁铁的要求,需有整流装置实现交流直流的转换。电保持型接触器的控制。电保持就是接触器的合闸是由合闸电磁铁产生的电磁力实现和保持,该保持电流小于合闸电流。跳闸时,使合闸电磁铁去磁,在分闸弹簧的作用下,西安熔断器底座接触器主触头迅速分开。
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。定制熔断器底座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,西安熔断器底座两端电压必须很大。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。
采用氧化锌过电压限制器作为F-C回路的过电压保护设备时可以考虑设置间隙。带串联间隙氧化锌过电压限制器解决了持续运行电压和荷电率过高而导致的阀片老化甚至爆炸的难题。带串联间隙氧化锌过电压限制器增加了氧化锌阀片的持续运行电压的裕度,保证了限制器的工作寿命,残压较低,保护性能较好。定制熔断器底座F-C回路的过电压与系统中性点接地方式密切相关,设计中应区别对待不同的中性点接地方式选择过电压保护设备配置方式。对中性点经低电阻接地的配电系统,过电压保护器的相地及相间保护电压分别按配电系统的相电压和线电压选择,宜选用星形接线形式的三相过电压保护器。对中性点不接地、经消弧线圈接地或经高电阻接地的配电系统,过电压保护器的相地及相间保护电压均按配电系统的线电压选择,当前应用比较广泛的是“三叉戟”接线形式的三相过电压保护器。所谓“三叉戟”接线形式,西安熔断器底座是指过电压保护装置由4个参数相同的保护器构成,其中3个保护器分别与三相连接并形成星形接线,第4个保护器设置在星形接线的三相连接点与接地点之间,以保证各相之间以及相与地之间保护器配置的均衡。
单相接地保护。采用零序电流互感器获取电动机的电缆零序电流构成单相接地保护。启动时间过长保护。该保护主要用于保护电动机在启动时的堵转,电动机在规定的时间未完成起动时保护动作,其时限大于电机实际正常起动的最长时限。定制熔断器底座低电压保护。当电机任一相电压低到整定值时,可动作于跳闸。断相(不平衡)保护。用于防止电动机电流严重不对称,产生较大的负序电流,从而造成转子过热,该保护可设两段定时限保护。为电动机供电的FC回路保护整定计算,以1000kW泵类电动机为例,制造厂给出电动机额定电流为120.3A起动电流为750A,根据工艺系统技术特点其起动时间为6s,每小时起动2次。电流速断保护。当回路发生短路故障时,由于短路电流较大,由电流速断保护动作。FC回路的电流速断保护由熔断器提供,其动作特性即为回路所选择的高压限流熔断器的时间一电流特性曲线。西安熔断器底座F-C回路中的真空接触器具有一定的短路电流分断能力,为降低熔断器的更换率,节省运行成本,FC回路中的真空接触器宜承担其分断能力范围内的速断保护功能,这可以通过综合保护装置来实现。
真空接触器的控制回路应满足下列要求:1)控制电源电压应与厂用电控制系统电压一致,采用直流11V或220V,也可以采用交流220V。定制熔断器底座控制电压应不小于额定值的85%,也不应大于额定值110%,分闸回路的控制电压应不超过额定值的120%。2)接触器的最小合闸电压应不小于额定电压的85%,最小跳闸电压也应不小于额定电压的65%。3)熔断器操作完成后,接触器(电保持型接触器除外)的合、跳闸线圈应自动断开合、跳闸回路。4)具有防止接触器多次合跳的“防跳”功能。5)能监控控制电源及跳闸回路、备用设备自动投入回路的完好性。6)事故跳闸及备用设备投入应有明显的信号。7)真空接触器的辅助触头的数量应满足控制和连锁的要求。8)真空接触器宜具有与开关柜的机械防误操作连锁结构。西安熔断器底座根据工程经验,接触器回路的“防跳”功能尤其重要。当开关柜或接触器发生机械故障时发岀合闸命令(即合闸到故障点),此时如果缺少“防跳”回路或者“防跳”回路不完全,即使发出保护跳闸命令或者手动跳闸命令。
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