高压熔断器

高压熔断器的原理与选择熔断器作用和特点作用故障或过负荷时自动切断电路，保护设备。熔断器是最早使用的一种比较简单的保护电器。熔断器串接在电路中使用，主要用于线路及电力变压器等电气设备的短路及过载保护。当电力系统由于过载引起电流超过某一数值、电气设备或线路发生短路事故时，过负荷电流或短路电流通过熔体在其上产生发热。熔体在被保护设备的温度未达到破坏设备绝缘之前熔断，即应能在规定的时间内迅速动作，切断电源以起到保护设备，保证正常部分免遭短路事故的破坏。熔断器作用和特点特点结构简单，体积小，布置紧凑；动作直接，不需继电保护与二次回路配合；熔断后，需更换，增加停电时间；保护特性不稳定，可靠性低；保护选择性不容易配合。熔断器保护显得比较原始和简陋高压熔断器的结构高压熔断器由金属熔体（熔丝）、触头、灭弧装置（熔管）、绝缘底座组成。（1）熔断体（熔体、熔丝，核心）（2）熔断器载熔件（3）熔断器底座（4）熔管（5）充填物（6）熔断指示器正常工作时起导通电路的作用，在故障情况下熔体将首先熔化，从而切断电路实现对其他设备的保护。用于安装和拆卸熔体，常采用触点的形式。用于实现各导电部分的绝缘和固定。用于放置熔体，限制熔体电弧的燃烧范围，并可灭弧。一般采用固体石英砂，用于冷却和熄灭电弧。用于反映熔体的状态，即完好或已熔断。熔体是熔断器内的主要元件。它由金属制成，具有一定的截面。常用金属材料有铜、银、铅、铅锡合金和锌。铅、铅锡合金和锌的熔点低，电阻率较大，所以制成的熔体截面积大，形成的电弧截面也大，不易熄弧。铜、银的电阻率小，热传导率高，制成的熔体截面小，缺点是熔点高，小而持久的过负荷时不易熔化。解决方法：在铜或银熔体的表面焊上小锡球或小铅球，当熔体发热到锡或铅的熔点时，锡或铅的小球先熔化，渗入铜或银的内部，形成合金（电阻大，熔点低），在小球处熔断——冶金效应法。熔断器的保护特性熔断器熔体的熔断时间与熔体的材料和熔断电流的大小有关。熔断时间与电流的大小关系，称为熔断器的安秒特性，也称为熔断器的保护特性。熔断器的保护特性为反时限的保护特性曲线，其规律是熔断时间与电流的平方成反比。I∞称为最小熔化电流或称临界电流。熔体的额定电流IRN应小于I∞。熔体上通过电流越大，熔断越快。当IIN1时，熔断时间理论上为∞当同一短路电流Id流过不同额定电流的熔体时，额定电流小的熔体先熔断。(t2t1)选择特性指当电网中有几级熔断器串联使用时，分别保护各电路中的设备，如果某一设备发生过负荷或短路故障时，应当由保护该设备（离该设备最近）的熔断器熔断，切断电路，即为选择性熔断。如果保护该设备的熔断器不熔断，而由上级熔断器熔断或者断路器跳闸，即为非选择性熔断。对于d点短路而言，熔断器1熔断是选择性熔断，而熔断器2熔断则是非选择性熔断。熔断器的技术参数熔断器的额定电流熔断器的额定电压熔断器的开断电流熔体的额定电流它指一般环境温度（不超过40℃）下熔断器壳体的载流部分和接触部分允许通过的长期最大工作电流。熔体允许长期通过而不致发生熔断的最大有效电流。熔体器所能开断的最大短路电流。若被开断的电流大于此电流时，有可能导致熔断器损坏，或由于电弧不能熄灭而引起相间短路。它既是绝缘所允许的电压等级，又是熔断器允许的灭弧电压等级。高压熔断器的分类户内式和户外式。按使用地点分：限流式和非限流式。按是否有限流作用：具体的型号：RN1型、RN2型、RN5型、RN6型——户内式RW1型、RW3-RW7型、RW10-10型——户外式注意：户内式以RN1型为典型代表的设计序号为奇数系列的熔断器，用于3～35kV的电力线路和电气设备的过载和短路保护；以RN2型为代表的设计序号为偶数系列的熔断器，专门用于保护电压互感器，用于对高压电压互感器的过载及短路保护，其额定电流很小，即IN=0.5A。限流型高压熔断器：户内高压熔断器全部是限流型熔断器熔断器的熔断时间（包括熄弧时间）小于短路电流达到最大值的时间，即认为熔断器限制了短路电流的发展一般熔管内充填有石英砂。利用石英砂的冷却作用，增强去游离，使电弧在短路电流未达到最大值(冲击值)时就熄灭，起到限流作用。因为灭弧时间很短，电流变化很大，会产生过电压。可能会超过正常电源电压的几倍。用限流型熔断器保护的设备，可以不校验动稳定和热稳定——电压互感器不校验热稳定和动稳定的原因之一。1、RW系列跌落式熔断器（非限流式）：如RW4型用途：用于3-35kV的线路和变压器的过载和短路保护一般户外跌落式熔断器短路电流产生的电弧，仅靠灭弧管内壁纤维物质被烧灼分解产生的气体来纵吹灭弧，其灭弧能力不强，灭弧速度不快，不能在0.01s内灭弧，因而不能躲过短路冲击电流，所以户外跌落式熔断器属于非限流式熔断器。跌落式熔断器在灭弧时会喷出大量游离气体，外部声光效应大，一般只用于户外。有明显可见断口。户外跌落式熔断器具有经济实惠、操作方便、适应户外环境性强等特点。RW4-10型户外式高压熔断器大多数跌落式熔断器的熔管设计为逐级排气结构。在开断小短路电流时，由于上端被一薄膜封闭，形成单端（下端）排气（纵吹），使管内保持较大的气压，以利于熄灭小电流短路电弧。在开断大短路电流时，由于管内分解的气体很多，气压很大，从而使上端薄膜被冲开，形成上下两端排气，以减小管内压力，防止熔管爆裂。2.户外支柱式高压熔断器-35kV电气设备保护熔断器由瓷套、熔管及棒形支持绝缘子和接线端帽等组成。熔管装于瓷套中，熔件放在充满石英砂填粒的熔管内。熔断器的灭弧原理与RN系列限流式有填料的高压熔断器的灭弧原理基本相同，均有限流作用。这种熔断器的熔管是用抱箍固定在棒形支柱绝缘子上，所以熔丝熔断后不能自动跌开，更无可见的断开间隙。RW10型限流式熔断器-支柱式结构：水平安装、石英砂填料高压熔断器的选择和校验1．选择额定电压非限流型：UN≥UNS限流型：UN≡UNS原因：*若把限流型熔断器用在UN=UNS的系统中，过电压倍数约2~2.5倍;但如果把限流型熔断器用在UNUNS的系统中，过电压倍数可达3.5~4倍，会损坏电气设备的绝缘。2．选择额定电流(1)INft≥INfs（一种规格的熔断器底座可以装设几种规格的熔断体）(2)INfs考虑A、保护35kV及以下电力变压器，需要计及励磁涌流、电动机启动等因素。当熔断器通过变压器回路的最大工作电流Imax、变压器的励磁涌流、保护范围外的短路电流及电动机自启动等冲击电流时，其熔体不应误熔断，则INfs=K*ImaxK-可靠系数B．用于保护电力电容器，需要计及涌流和波形畸变。当系统电压升高或波形畸变引起回路电流增大或运行中产生涌流时，其熔体不应误熔断。则INfs=K*IncInc-电力电容器回路的额定电流。*注意：对于保护电压互感器高压侧的RN2型熔断器，其熔体按机械强度选择。因为负荷电流很小，若按负荷电流选择，则截面太细，易断。3．校验选择性对于d点短路而言，熔断器1熔断是有选择性的，而熔断器2熔断则是非选择性的。如果短路电流很大，熔断时间相差很小。为保证选择性，应使上下级熔断器在最大短路电流的情况下，动作时间差大于0.5s