氧化锌过电压限制器的选择,目前绝大多数的厂家普遍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。定制MSD用熔断器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一安特性。正常电压作用下,泄漏电流只有几十微安,实际上相当于一个对地绝缘的绝缘子,但在异常电压发生时,它的电阻又非常小,过电压行波过后,不存在工频续流,是当前使用较多的限制过电压设备。高压厂用电系统的中性点接地方式,不论是中性点不接地还是经高阻抗接地的接地方式,都属于中性点非有效接地系统。该系统过电压限制器的选择难度较大,限制器的运行条件比较苛刻。由于非有效接地系统允许系统带单相接地故障持续运行2h,因此非故障相的持续运行电压将升高√3倍,广州MSD用熔断器过电压限制器的工频电压耐受能力应按此条件选择显然,工频电压耐受能力要求越高,则过电压限制器的额定电压的选择也相应越高,相反它的保护效果越差。氧化锌过电压限制器虽然可以限制操作过电压,保护电动机及低压变压器的主绝缘。
近年来国内外研制了一系列的微机型综合保护装置,这些装置的特点恰好适应了F-C回路对保护的要求,下面针对电动机和低压变压器的保护分别加以分析和说明。定制MSD用熔断器为电动机供电的F-C回路保护配置,F-C回路供电的电动机,其容量一般在200kW以下,通常装设有下列保护:电流速断保护、过负荷保护、负序过流保护、单相接地保护、起动时间过长保护和低电压保护。此外,由于FC回路有单相断线可能(熔断器一相熔断),还应有断相(不平衡)保护。(1)电流速断保护。作为电动机定子绕组和回路供电电缆相间短路故障的保护。综合保护装置保护定值可设定速断高值与速断低值,高值为电动机起动过程中的速断定值,低值为电动机起动完成后,正常运行中的速断定值。电动机起动时间可在定值中设置,从而提高速断保护的灵敏度。(2)过负荷保护。主要用于防止电动机运行中因过负荷、不对称过负荷、断线等引起的过热,可作为保护的后备。(3)负序过流保护。作为电机电流不平衡的一种保护,电动机起动结束保护自动投入。
限制过电压的作用将由此电压开始。过电压限制器两端子间,施加工频参考电压时,流过限制器的泄漏电流称为工频参考电流I。显然,氧化锌过电压限制器工频参考电压的选择应大于额定电压值。荷电率的选择。氧化锌过电压限制器的持续运行电压与工频参考电压的比值称为荷电率。定制MSD用熔断器越接近工频参考电流I,所以,荷电率不宜过高,才能确保过电压限制器的寿命荷电率的取值,各国都不相同,日本取值为0.45,美国取值为0.58,我国一般常规非有效接地系统中氧化锌过电压限制器的荷电率取0.45~0.6。《电气工程电气设计手册》中推荐氧化锌过电压限制器的荷电率不大于0.85,并要求保证使用寿命。残压的选择。残压是衡量过电压限制器保护水平的重要指标,由它构成氧化锌过电压限制器的保护特性。对于F-C回路来说,因不考虑雷电冲击过电压,这里指氧化锌过电压限制器的操作波残压。定制MSD用熔断器由入山假流瞬间贝较侧过电压数值,由两部分组成,其一是负载侧等值电容上的电压,其二是与截流值的大小成正比的电感上的电压,如果开断瞬间,没有发生截流,负载侧高频振荡电压幅值等于负载侧等值电容上的电压,即电源电压,过电压倍数为1。
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MSD用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,广州MSD用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。
关于熔断器的允许操作过电压的国家标准,是最大允许值。实际产品往往小于上述标准。广州MSD用熔断器真空接触器灭弧特性及操作过电压分析,真空接触器的结构特点和灭弧特性。真空接触器与真空断路器非常相似,两者就其结构而言基本相同,合闸与分闸时间也大致相同真空接触器与真空断路器比较,灭弧室方面存在一些小的差别,其是断路器灭弧室内设屏蔽罩,接触器则可以取消屏蔽罩;其二是断路器触头为圆柱体,端面上径向开有斜槽,灭弧过程形成旋转电弧,接触器的触头虽然也是圆柱体,但端面上一般没有径向斜槽;其三是触头开距不同,断路器触头开距稍大真空断路器与真空接触器分合闸时间虽然大致相同,但它们的触头间开距不同,接触器略小,所以接触器的分合闸速度实际上低于断路器。定制MSD用熔断器但就分闸的绝对速度来分析,实际上速率并不低。因此真空接触器虽然在灭弧室的结构上与断路器比较有微小差异,但它们的灭弧原理是相同的,这一点对分析操作过电压的特性十分重要。F-C回路的过电压分析,试验在一系列6kV中、小容量电动机群展开,证明切断电动机起动电流的过程中,发生重燃的几率较高,而且触头打开与电流自然过零的时间间隔小于1ms。
电弧的基本特性。定制MSD用熔断器高压熔断器因供电回路故障发生熔断时,熔断器的电弧范围内一般由阴极压降区、阳极压降区和弧柱区等三部分组成。阴极压降区长度大约只有10mm,在这个区域的一端,电流是在金属蒸汽中流过;另一端,电流是在固体或液体金属的阴极上流过。阴极压降区的电压降大约为10V。阳极压降区长度大约也只有10-3mm,在这个区域的一端,电流是在金属蒸汽中流过;另一端,电流是在固体或液体金属的阳极上流过。跨在阳极压降区的电压,可以是由零至熔体材料的原子电离电位之间的任何值,般认为取熔体材料的电离电位较合理。弧柱区占据阴极压降区和阳极压降区之间的全部空间。广州MSD用熔断器弧柱区温度很高,一般在绝对温度5000K以上。弧柱区可以认为是具有一定导电率的导体,其内部电场强度较低,这一段的电压与电弧燃烧的炽热程度、弧柱截面的大小、弧柱的长度等各种因素有关。其特点是电流大时,压降较小;电流小时,压降反而较大。维持电弧高温燃烧是由回路电感提倛主要能源,因为切断短路电流时,回路电感之中是储存有磁场能量的,该能量系维持电弧持续燃烧的主要能源。
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