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主要用于高壓輸電線路、電壓變壓器、電壓互感器等電器設(shè)備的過載和短路保護。

其結(jié)構(gòu)一般包括熔絲管、接觸導電部分、支持絕緣子和底座等部分,熔絲管中填充用于滅弧的石英砂細粒。熔件是利用熔點較低的金屬材料制成的金屬絲或金屬片,串聯(lián)在被保護電路中,當電路或電路中的設(shè)備過載或發(fā)生故障時,熔件發(fā)熱而熔化,從而切斷電路,達到保護電路或設(shè)備的目的。

在3~66kV的電站和變電所常用的高壓熔斷器有兩大類:一類是戶內(nèi)高壓限流熔斷器,額定電壓等級分3、6、10、20、35、66kV,常用的型號有RN 1、RN 3、RN 5、XRNM 1、XRN T 1、XRN T 2、XRN T3 型,主要用于保護電力線路、電力變壓器和電力電容器等設(shè)備的過載和短路;RN2和RN 4型額定電流均為0.5~10A ,為保護電壓互感器的專用熔斷器。另一類是戶外高壓噴射式熔斷器,此類熔斷器在熔體熔斷產(chǎn)生電弧時,電弧燒損反白紙產(chǎn)氣吹拉長電弧,弧感抗改變相位, 正好電流過零時產(chǎn)生零休,才能開斷電路,限流作用不明顯。常用的為跌落式熔斷器,型號有RW 3、RW 4、RW 7、RW 9、RW 10、RW 11、RW 12、RW 13和PRW系列型等,其作用除與RN 1 型相同外,在一定條件下還可以分斷和關(guān)合空載架空線路、空載變壓器和小負荷電流。戶外瓷套式限流熔斷器RW 10- 35/0.5~50-2000MVA 型中RW10-35/0.5~1-2000MVA為保護35kV電壓互感器專用的戶外產(chǎn)品。所以根據(jù)熔斷器的型式和不同的保護對象來選擇。

按工作電壓選擇

1、一般條件

U e≥Uwe

式中:

U e——熔斷器額定電壓

Uwe——安裝處電網(wǎng)額定電壓

即熔斷器的額定電壓(kV ) 應不小于熔斷器安裝處電網(wǎng)額定電壓(kV )。

2、對于限流型熔斷器

以石英砂作為熔斷器填充物的限流型熔斷器只能按Ue=Uwe的條件選擇,這種情況下此類熔斷器熔斷產(chǎn)生的最大過電壓倍數(shù)限制在規(guī)定的2.5 倍相電壓之內(nèi),此值并未超過同一電壓等級電器的絕緣水平。如果熔斷器使用在工作電壓低于其額定電壓的電網(wǎng)中, 過電壓倍數(shù)造成威脅可能增大3.5~4。

電流及保護特性選擇

1、一般條件

e≥Ije≥Ig·zd

式中:

e——熔斷器熔管的額定電流,A

je——熔斷器熔體的額定電流,A

g·zd——回路最大持續(xù)工作電流,A

此條件為選擇熔斷器額定電流的總體要求,其中熔體額定電流的選擇最為重要, 它的選擇與其熔斷特性有關(guān),應能滿足保護的可靠性、選擇性和靈敏度要求。

2、具體情況

①保護配電設(shè)備(即35kV 及以下電力變壓器) :

Ije= K Ie

式中

Ie——變壓器回路額定工作電流,A

K——可靠系數(shù),不考慮電機自起動時,取1.1~1.3; 考慮電機自起動時,取1.5~ 2.0按此條件選擇可確保變壓器在通過最大持續(xù)工作電流,通過變壓器勵磁涌流, 電動機自起動或保護范圍以外短路產(chǎn)生的沖擊電流時熔件不熔斷,而且能保證前后級保護動作的選擇性以及本段范圍內(nèi)短路能以最短時間切除故障。

②保護電力電容器:

Ije= K Ic·e

式中:

c·e——電容器回路的額定電流,A

K ——可靠系數(shù), 對于噴射式熔斷器,取1.35~1.5; 對于限流型熔斷器,當一臺電容器時, 系數(shù)取1.5~2.0; 當一組電容器時,系數(shù)取1.3~1.8

③保護電力線路:

按一般條件選擇:

Ie≥Ije≥g·zd

按開斷電流選擇

1、一般條件

ke≥dt (Ske≥Sdt)

式中:

ke (或Ske) ——熔斷器的額定開斷電流, kA (或額定開斷容量MVA )

dt——短路全電流, kA (安裝地點)

對于限流型熔斷器取dt≥″(次暫態(tài)電流幅值) ;對于非限流型熔斷器取dt≥ch (穩(wěn)態(tài)短路電流最大有效值)。

2、對于跌落式熔斷器

跌落式熔斷器的開斷能力應分別按上、下限值來驗算,在驗算上限值時要應用系統(tǒng)的最大運行方式;驗算下限值時, 應用最小運行方式。

短路電流的穩(wěn)定性

對于限流型熔斷器可不進行動、熱穩(wěn)定的校驗;而對于非限流型熔斷器, 要求進行動、熱穩(wěn)定的校驗工作。

熱穩(wěn)定校驗:I²chTre≧Qt

動穩(wěn)定校驗:Idei≧ch (3)

式中:

ich (3)——短路電流峰值

I ch——穩(wěn)態(tài)短路電流有效值

電壓互感器的熔斷器

需要按額定電壓和開斷能力以及額定電流選擇。

校核熔斷器的靈敏度

Idm>4Ie既電網(wǎng)最小短路電流大于4~7倍的熔短器的熔體額定電流。

一般用到的戶外式高壓熔斷器主要是指跌落式高壓熔斷器,保護輸電線路和配電變壓器。

跌落式高壓熔斷器由固定的支架和活動的熔斷管組成,熔斷管(熔體管)由樹脂層卷紙板制成,中間襯以石棉。焙絲兩端各壓接一段連接用的編織銅絞線,它穿過熔斷管,用螺絲固定上下兩端的動觸頭上,可動的上觸頭被熔絲拉緊固定,并被上靜觸頭上的"鴨嘴"中的凸撐卡住,熔斷器處于"通路"位置,熔絲熔斷時。熔管內(nèi)產(chǎn)生電弧.熔管內(nèi)壁在電弧作用下產(chǎn)生大量氣體,氣體高速向外噴出,產(chǎn)生強烈的去游離作用,在電流過零時將電弧熄滅。同時,熔絲熔斷以后,熔斷管上的上觸頭松脫,由于熔管的自重而從上靜觸頭的"鴨嘴"中滑脫,迅速跌落。