熔斷器概念及種類
熔斷器是一種用易熔元件斷開電路的過電流保護器件,當過電流通過易熔元件時,就將其加熱并熔斷。根據這個定義,可以認為,熔斷器響應電流,并對系統(tǒng)過電流提供保護。
所有熔斷器應能通過連續(xù)額定電流;額定電流為100A及以下的熔斷器,當熔體連續(xù)通過200%~240%額定有效電流時,在5min內熔斷;額定電流為100A以上的熔斷器,當熔體持續(xù)通過220%~264%額定有效電流時,在10min內熔斷。
(1)限流電力熔斷器當線路中可能達到的短路電流超過下一級設備過電流能力或普通熔斷器或標準斷路器等的斷流容量時,可采用限流熔斷器。
交流限流熔斷器是一種在其額定斷流范圍內和限流范圍內能安全斷開所有有效電流值的熔斷器。在額定電壓下,將清除故障時間限制在等于或小于第一周全電流或對稱電流的波谷期內。并限制最高允許通過電流低于用相同于熔斷器的阻抗的導體代替熔斷器時可能產生的峰值電流??梢杂孟蘖魅蹟嗥飨拗圃试S通過電流及發(fā)熱量到一定限度,以保護設備避免受到過大的磁應力或過高發(fā)熱量的危害。
在電動機啟動器、帶熔斷器的斷路器以及電動機和饋電線路的帶熔斷器的開關中,都廣泛使用這種熔斷器來保護母線和電纜。
限流熔斷器的設計,使得在第一半周波預期的峰值電流達到之前,熔斷熔體,在線路中形成一高電弧電阻。限流熔斷器首先是與啟動電動機的接觸器配合使用,將短路電流限制在接觸器允許值范圍內,從而使其成為能用于600V以上系統(tǒng)的大斷流容量啟動裝置?,F在已廣泛用于大容量建筑物或電力系統(tǒng)需要限制短路電流以保護設備的地方。典型應用是用來保護電壓互感器及保護大容量系統(tǒng)中的小型負荷。限流電力熔斷器的時間一電流特性曲線近似于垂直線,這使得它很難同負載側的過電流繼電器配合。
當熔斷時,限流熔斷器的電流強制作用在系統(tǒng)中產生瞬態(tài)過電壓。為了適當地加以控制,可能要采用相應的防止浪涌的保護設備。加在浪涌避雷器上的負載相當大,在選擇設備時,必須仔細考慮。
(1)限流電力熔斷器當線路中可能達到的短路電流超過下一級設備過電流能力或普通熔斷器或標準斷路器等的斷流容量時,可采用限流熔斷器。
(2)非限流熔斷器(H級)這種熔斷器能斷開過電流達10kA,但不能像限流熔斷器那樣,限制流過的電流。因此,只能應用在最大有效故障電流不超過10kA的電路中,而且被保護設備應完全能承受這種故障條件可能達到的故障電流峰值,除非這種熔斷器作為綜合設備的一部分,并經過型式試驗,證明可以用于較高的故障電流水平。
(3)雙元件熔斷器或延時熔斷器雙元件熔斷器有兩種不同熔斷特性的響應電流的熔體串聯(lián)在一個熔管內。熔斷器只能用一次,它和普通熔斷器一樣,快速動作元件用來作短路電流的保護。延時元件允許短時間過負荷,過負荷延續(xù)時才熔斷。這種熔斷器最重要的用途是用作電動機和變壓器保護。這種熔斷器在電動機啟動或變壓器勵磁涌流時不致斷開,而又能避免電動機及分支線路受持續(xù)過負荷的危害。
(4)消弧型熔斷器這種熔斷器通常用在配電系統(tǒng)的熔斷開關或隔離開關中。為了斷開故障電流,在消弧管內裝有易熔元件和消除電離的纖維襯套。在熔斷器管內迅速產生的高壓氣體,從熔斷器的一端或兩端排出,成功地遮斷電弧。封閉式、開啟式以及敞開熔體式的滅弧型熔斷器均可作熔斷開關使用,封閉式熔斷開關,其接線端子、熔體夾及熔斷器座全部裝在絕緣封閉外殼內。開啟式熔斷開關的這些部分全部是敞露的,無整體的熔斷器座,消弧管是熔斷開關的一部分。
熔斷式熔斷開關和隔離開關可用于戶外,作為配電系統(tǒng)的保護,以及用于饋電電路的線路故障和過負荷保護、變壓器一次側故障保護和電容器組的故障保護。
在斷路過程中,由于氣體迅速釋放,因此,消弧式熔斷器動作時聲音相當大。當消弧式熔斷器像隔離開關那樣裝在封閉外殼內時,必須特別注意排出可能釋放的電離氣體,這些氣體可能在各帶電部件之間引起閃絡。
雖然沒有斷流容量額定值,但該產品作過10kA交流短路電流試驗。這三種型式為:無延時而各種規(guī)格可互換的愛迪生基座,有延時而各種規(guī)格可互換的愛迪生基座以及有三個不可互換的,規(guī)格為:0~15A,16~20A及21~30A的S型基座。對延時旋塞式熔斷器要求在200%額定值時,至少有12s的延時。
管式熔斷器的熔體有可更換和不可更換兩種。不可更換式熔斷器是由工廠一體化裝配的,而且在熔斷之后必須全部更換??筛鼡Q式熔斷器能拆開更換熔體。可更換式熔體通常比不可更換式熔體有較長的延時。并且有些類型在中等程度的過電流時,其延時是相當長的。
國家標準對各級熔斷器規(guī)定額定電流、額定電壓、額定頻率、額定斷流容量、最高允許通過電流及放出的最大熱能0.24I2t。在某一過負荷值(如達到額定值的135%~200%)時的最大斷開時間、用于延時的條件及在規(guī)定過負荷百分值時的最小斷開時間。根據這些參數和各種過電流試驗數據由制造廠繪制成時間一電流曲線。
通常,這些曲線是以可能達到的電流有效值(僅大于0.01s)為基準,并表示出平均熔斷時間。不過,有些制造廠的曲線中還表示出最小熔化時間,最大清除故障時間或“有效”時間。在使用這些曲線時要注意,要和相應的特性一一對照。熔斷器必須按電壓、載流容量和額定斷流容量來選擇。當熔斷器必須同其它熔斷器或斷路器配合使用時,電流一時間特性曲線,最高允許通過電流曲線和I2t曲線可能很有用。
負荷特性將確定熔斷器所需要的延時特性。如果熔斷器在電路中串接使用,主要核實短路時的配合,即在故障時,下一級熔斷器的I2t清除值,應比上一級熔斷器的I2t清除值短。
熔斷器制造廠頒發(fā)有列出熔斷器選擇性動作的比值表。假若使用的各種熔斷器是同一制造廠的產品,利用這些表就可以進行配合,而勿需仔細分析。當上一級斷路器與下一級熔斷器配合時,熔斷器通過的熱能(0.24I2t清除時間,一定要小于釋放斷路器脫扣鎖定機構所要求的時間。這是許多類型斷路器所不容易實現的,在電流大于斷路器瞬時脫扣裝置的吸合值或時間少于0.01s的范圍內,會發(fā)生不正常的動作。
雖然正確選擇保護斷路器、啟動器或電纜線路的熔斷器,一般在故障條件下可防止設備損壞,但是某些電器的結構,實際上允許雙金屬片、觸頭及其它部件有損壞。除非組合設備已當作一個整體裝置進行特定的試驗,及規(guī)定其額定值外,在開關或其它可熔斷裝置中應用已給定斷流容量的熔斷器時,不要把此斷流容量作為該設備的額定值。例如:一個開關,當在某一故障電流條件下,可能不能承受限流熔斷器的允許通過能量。當組合設備沒有標明額定值時,則應該以熔斷器或裝置中額定值最小的作為該設備的額定值。
熔斷器的額定電壓值應當按等于或高于使用熔斷器的系統(tǒng)額定電壓來選擇。當將某一額定電壓的高壓限流熔斷器用于較低的額定電壓線路上時,必須考慮當遮斷大故障電流時由于熔斷器的零電流強制作用引起的過電壓的大小與影響。實踐表明
任何標明額定電壓值的低壓熔斷器總能滿意地在較低的供電電壓上運行。
熔斷器的額定電流值應按斷開故障電流或過負荷電流來選擇,而不是按涌入電流來選擇。必須考慮環(huán)境溫度與外殼型式對熔斷器性能的影響。必須要求熔斷器制造廠供給對異常環(huán)境溫度的校正系數。
上一篇:熔斷器與斷路器的區(qū)別
上一篇:熔斷器的選擇