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高压限流熔断器的开断过程,熔断器开断过程中的事故分析

来源:网络    发布于:2012-4-13 10:38:36    点击:90    品牌:登瑞电气    【进入产品中心

高压限流熔断器的主要元件是熔体,在正常工作情况下,熔体串联在电路中,通过熔体的电流不应使熔体熔断,当通过熔体的电流超过额定电流时,经过一定的时间,由于焦尔热量的作用,熔体发热,其温度达到熔体熔化温度时,熔体自行熔断,开断电路保护电力设备不受损害。

  一、高压限流熔断器的开断过程

  1. 熔断器熔体融化过程

  当通过熔体的电流达到熔体熔化温度时,进入熔化过程。达到熔点时,由于电磁收缩力和表面张力的作用出现“液珠”现象。随着电流的增大,液珠现象越严重,连结“液珠”之间的金属液体越细,电流密度越大;随着温度的进一步升高,熔体转化为气化过程。

  2. 高压限流熔断器产生电弧过程

  当熔体进入气化后,金属蒸气的电导率很低,这时电阻突然增大,电流被迫减小,由于电路中有电感存在,在电感和熔断器两端产生很高的过电压,在熔体的断口处发生击穿,产生电弧。

  3.电弧熄灭过程

  产生电弧后,依靠石英砂的吸热和游离作用强制电弧熄灭。熔体断口处应足以承受工频恢复电压和瞬态恢复电压。

熔断器的开断时间决定通过熔体的电流大小,当熔体通过3倍的电流时,1000s开断;当通过6倍的电流时,3s开断;当熔体通过20倍左右的电流时,由于极陡的电流上升率和极高的电流密度,熔体断口处迅速气化,在所有断口处产生电弧,这时处于绝热状态,无热量传输,石英砂强烈熄弧和冷却作用,在电流下降到零时,电流被开断。

二、熔断器开断过程中的事故分析

1.熔断器装置过热

开关站的体积和出线单元的体积较小,而往往是密封的,为了保证熔断器和铁壳的绝缘距离,将每支熔断器用套筒封闭,造成散热条件很差;当温度上升到套筒熔化温度时,强烈的散发热量,熔断器处在高温下,而此时的负荷电流达不到熔体的熔化电流,撞击器也不能动作,外壳在爆热的条件下炸裂,不能熄弧,开断失败。

2.熔断器外壳机械强度低

熔断器在开断过程中,由于电弧产生的压力和热量作用,熔管会炸裂。高压熔断器在开断过程中,产生两种压力:一、爆炸压力:熔体刚刚气化起弧瞬间产生的脉冲形式的压力。二、在整个燃弧期间产生的压力为燃弧压力。这两种压力能达到1020Mpa。熔断器外壳必须能承受住由内部气体压力的突然出现,热冲击,填料的热膨胀引起的压力,同时应能承受住工频耐压和雷电冲击电压的侵害。熔断器外壳机械强度低,潜在开断过程中外壳炸裂的危险性。

3. 熔体结构与熔断器特性曲线不相符

熔体结构,熔体材料,狭颈形状及尺寸,关系到熔断器的时间电流特性。熔体狭颈细长,在开断过载电流时动作时间短;熔体狭颈窄,在开断大的过载电流和短路电流时,动作时间短。不同的熔体结构时间电流特性不同,熔体结构与特性曲线不相符,用特性曲线选择熔断器,造成选择错误,引起事故开断失败。

4. 灭弧材料性能成分不符要求

目前熔断器的灭弧材料一般皆用石英砂,其石英砂的成分、颗粒度、填充密度,关系到熔断器的燃弧时间,限流特性。石英砂的颗粒细,限流性能强,颗粒粗,间隙大,气体多在熄弧过程中压力大,充填密度高,吸收热量多。石英砂的成分,性能更直接关系到高压熔断器的通流容量。对石英砂的理化性能要求如下:

5. 撞击器的功能达不到标准要求

熔断器配套的撞击器有两种:火药式撞击器:靠引火线点燃火药,火药的爆炸力将撞针弹出;弹簧式撞击器:靠机械弹簧力作用推动撞针弹出。

在三相电力系统中,三相负载不同,熔断器本身的参数差别,当在系统中出现过载电流时,出现*开相,*开相的熔断器撞针弹出推动负荷开关跳闸。其余两相由转移电流转给负荷开关开断或熔断器开断。撞击器的能量不够,不能有效的推动负荷开关的连锁机构,不开断电路,失去保护作用。

6. 高低压保护配合不合理

高压限流熔断器应与低压出线(下级)保护相配合。变压器低压侧出线一般采用低压熔断器,串联脱扣器等保护,由于低压侧出线发生故障时短路电流较大,应在0.1s内切除故障,保证高压限流熔断器不误动作。低压侧保护折算到高压侧的安秒特性,应位于下级保护低压熔断特性(折算到高压侧)的右边以躲过后级故障电流。

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