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。定制快速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。
电源侧在电弧燃烧过程中也提供一部分能源。实际经验表明,预期电流最大的情况下,往往并不对应燃弧消耗能量的最大值,然而,最大弧能的条件一般出现在预期电流达到(3~4)I。为开始限流的预期电流值)时。定制快速熔断器灭弧的基本原理。熔断器电弧的燃烧与熄灭,取决于弧道区域的游离与去游离的过程,当去游离过程大于游离过程时,电弧将熄灭。高压熔断器熔断且产生电弧时,在弧柱区的高温作用下,介质的分子和原子产生强烈运动,它们之间不断发生碰撞,游离出电子和正离子,即热游离。在电弧稳定燃烧的情况下,弧柱的温度很高,电弧电压和弧柱的电场强度则较低,这种情况下,弧柱的游离作用主要是靠热游离来维持。在发生游离过程的同时,还进行着带电质点减少的去游离过程。山东快速熔断器在稳定燃烧的电弧中,这两个过程处于动平衡状态。去游离的主要方式是复合和扩散。复合是异性带电质点的电荷彼此中和。显然,运动速度较低的带电质点更易于相互接近而复合。因此,设法降低电弧温度,是熄灭电弧的有效措施。
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。定制快速熔断器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。山东快速熔断器根据工程经验,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。
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。山东快速熔断器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。定制快速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。
永磁保持型接触器的控制。永磁保持是指借助于高性能永久磁铁与合闸接触器共同作用实现合闸,与跳闸接触器共同作用(产生的磁通与合闸相反)实跇闸;而靠水磁铁的永磁力使接触器保持在合闸状态的一种操作机构型式。在对上述三种型式接触器控制分析的基础上,现将各自特点归纳总如下。定制快速熔断器机械保持型的优点是可靠、节能,由于有单独的分闸线圈,更符合高压厂用电系统控制习惯,能完全满足对控制回路的基本要求,缺点是结构复杂,寿命略低。电保持型的优点是结构简单、寿命长,但在可靠性和节能方面不及机械保持型。由于结构特点,该型接触器接线不能完全满足对控制回路的要求,如不具备“防跳”功能等。山东快速熔断器永磁保持型与常规电磁系统相比,具有动作电流小(因而灵敏度高)原材料消耗低、整机体积小等优点,缺点是高温下性能不稳定,抗冲击振动性能差。当真空接触器的操作机构采用机械保持时,对真空接触器的控制回路有一定要求,即控制回路中的分闸命令和合闸命令需为独立的常开接点。
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。定制快速熔断器目前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,山东快速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。
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