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。湖南限流熔断器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。专业限流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。
当采用F-C 回路供电时,F-C回路的保护功能是由高压限流熔断器和真空接触器两种电器元件组合实现的,由熔断器切除较大的短路电流,由综合保护装置动作真空接触器切除较小的短路电流和过载电流,这就决定了F-C 回路馈线电缆热稳定截面选择方式的特殊性,既不同于用断路器保护的馈线电缆热稳定截面的选择方式,也不同于单纯用熔断器保护的馈线电缆的热稳定截面的选择方式。专业限流熔断器电缆热稳定条件,电缆的介质损耗一般随温度上升面增加,电缆的选择,除在正常工况下保证电缆的芯线温度在允许范围内,即根据额定电流选择电缆截面外,还应保证电缆在短路,过载、过电压条件下其温度不超过规定值。只要电缆在各种工况下的温度不超过上述温度值,电缆即具有有限的热稳定性。3~10kV电力电缆一般采用交联聚乙烯绝缘电缆,对于交联聚乙烯电缆,聚乙烯被交联,它的电气性能没有什么变化,但耐热性能机械强度都有了明显提高。湖南限流熔断器交联聚乙烯绝缘电缆在短路时间小于5s的情况下,其允许的温度较高,达到250℃,若短路时间超过55,其允许的温度将下降很多、根据相关研究,电缆线芯温度达到130℃时,可以运行200~2s0h。
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。专业限流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。专业限流熔断器目前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,湖南限流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。
经试算,如果截流值达10A时,振荡电压幅值将达到7kV,约为两倍以下相对地电压。电弧重燃过电压。高频电弧重燃过电压发生的几率较高,过电压幅值也很高。专业限流熔断器有相关试验表明,针对6kV系统,捕捉并记录到的过电压高达18.2kV(有效值),如果回路等值电感、电容匹配,理论上讲,更高的过电压也可能发生,只不过彼时电动机的绝缘已损坏,难以捕捉而已。分析高频重燃过电压。苏熔电器可以分析出,负载侧过电压峰值由两部分组成,第一项与负荷侧等值电感中的电流有关,代表了负载侧的磁场能量,第二项相当于第一次高频重燃电弧过零熄灭后负载侧等值电容上的电压,代表了负载侧的电场能量。专业限流熔断器第一次高频重燃电弧过零熄灭后,接触器触头之间的恢复电压将提高,在触头间隙还没有达到安全开距的前提下,更容易发生第二次第三次重燃,即极间去游离过程还没有建立足够的介电强度,则更容易发生第二次第三次重燃。所以一定的灭弧时间即触头分离和下一次电流过零这一特定的时间间隔是必要的。
控制接线图,TFJ为“防跳”继电器,当接触器合闸回路完成一次合闸后串接在“防跳”继电器TFJ回路中的接触器辅助触点KIM闭合,此时TFJ带电,湖南限流熔断器TF的常开接点闭合,TFJ带电保持,串接在合闸回路中的TFJ常闭接点打开,此时即使合闸命令一直处于保持状态,由于合闸回路中TFJ常闭接点打开,合闸回路也无法再次合闸。当接触器跳闸过后,TFJ失电,此时串接在合闸回路中的TF常闭接点闭合,合闸回路复位,保证接触器处于断开状态时合闸回路的通畅,为下一次合闸做好准备。专业限流熔断器6kV厂用段导体和电气设备选型指南丛书高压熔断器串真空接触器(F-C)回路,F-C川路过电压保护装置的选择。F-C回路过电压的产生,一般电气系统的过电压分为雷电过电压(大气过电压)和内部过电压,内部过电压是由于系统内部的能量转换和网络的参数变化而引起的,又可分为暂时过电压和操作过电压。对于F-C回路来说,主要是会受到操作过电压的影响。由于操作、故障或某些非正常运行状态,电力系统由一种稳态过渡到另一种稳态时,过渡状态中系统内部电源能量产生振荡,互相转换和重新分布,都可能在某些设备上或系统中出现操作过电压。
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