熔断器是指当电流超过规定值时,以本身产生的热量使熔体熔断,断开电路的一种电器。熔断器是根据电流超过规定值一段时间后,以其自身产生的热量使熔体熔化,从而使电路断开;运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中,作为短路和过电流的保护器,是应用最普遍的保护器件之一。
熔断器的工作原理
熔断器的核心是熔体,熔体的熔化过程分为四个阶段:
(1)固态温升过程。这时的电流在熔体电阻上产生的损耗使熔体温度上升,熔体开始融化。
(2)熔化过程。这时的电流发热完全用来熔化熔体,温度不在上升。
(3)液态温升过程。这时的电流使液态的熔体变为汽态并逸出,此时,熔体出现了缺口,产生了电弧。
(4)燃弧过程。电弧产生并熄灭。
熔断器的保护特性
从电流通过熔体开始,至熔体汽化起弧为止,这段时间称为熔断器的弧前时间。自电弧出现始,至电弧熄灭止,这段时间成为熔断器的燃弧时间。
熔断器是否熔断几乎完全取决于发热能量的大小,熔断器的保护特性用热脉冲I2t特性表征,称为弧前焦耳积分特性。此特性可用曲线或数据给出,分为最小熔化I2t特性和最大熔断I2t特性。该特性用于校验上下级的保护选择合。
熔断器的主要参数及选择
(1)额定电流熔断器的额定电流选择不能过大,那样不只是造成浪费,还会造成保护性能变坏,这是保护电器选择的特殊性。一般按以下公式选择熔体的额定电流。
其中IN为被保护元件工作电流(A)对于变压器器,取最大工作电流;对于电容器(组),取额定电流。K为系数,变压器无电动机自启动时,取1.1-1.3,有电动机自启动时取1.5-2.0;电容器考虑到自身容量偏差和运行电压偏差,以及合闸涌流冲击,单台时取1.5-2.2,成组时取1.43-1.55。
(2)熔化电流分为最小熔化电流和1h熔化电流两种
(3)额定开断电流 与断路器类似,受制于熔断器灭弧能力,熔断器能够开断的电流有上限值,这就是熔断器的额定开断电流。按下式校验
(4)熔断器的最小开断电流 与断路器不用的是,熔断器除了有最大开断能力限制外,还有最小开断能力限制,也就是说故障电流太小也可能使熔断器不能有效的开断。按保护范围的不同。
熔断器的分类
按保护范围的不同,熔断器分为以下几种类型:
(1)全范围性熔断器
(2)通用型熔断器
(3)后备型熔断器
按开断故障电流的方式分为以下几种类型:
(1)非限流型
(2)限流型
按保护对象分为以下几种类型:
(1)T型-保护变压器
(2)M型-保护电动机
(3)P型-保护电压互感器
(4)C型-保护电容器
(5)G型-不指定保护对象
什么是转移电流
转移电流与额定转移电流的区别
区别
什么是负荷开关-熔断器
什么是交接电流
什么是负荷开关-熔断器
负荷开关一熔断器组合是一种开关电器与保护电器的组合,由熔断器开断短路电流,负荷开关开合正常负荷电流并开断部分程度过负荷电流。这种电器组合在环网供电单元和箱式开关柜中得到了广泛应用。
什么是转移电流
当系统发生三相短路时,若短路电流足够大,理论上三相熔断器都会熔断,但短路瞬间各相电流瞬时值不同,加上熔断器特性的分散性,总有一相会先于其他两相熔断,成为首开相。首开相一旦熔断,便会撞击联动负荷开关跳闸。如果直到负荷开关跳闸时,其他两相熔断器都还末熔断,则出现了由负荷开关开断余下的两相短路电流的现象,也就是把本应由熔断器开断的短路电流转移到由负荷开关开断(首开相除外),这就是电流转移现象。
电流转移现象是否发生只取决于电流大小,电流越小,次开相熔断时间越长,越容易发生电流转移。将刚好使电流转移现象出现的三相短路电流称为转移电流,记为Itrf。
对转移电流的理解如下:若实际短路电流大于转移电流,则短路电流全部由熔断器开断;若实际短路电流小于转移电流,则首开相由熔断器开断,其余两相由负荷开关开断。由于负荷开关开断时,故障已变为两相短路,实际开断电流为三相短路电流的0.87倍。
选择电器组合时,转移电流充分条件的校核包括以下两点内容。,
(1)当短路电流小于转移电流时,有两相短路电流是由负荷开关开断的,因此负荷开关。的额定转移电流应大于电器组合的转移电流。
(2)当短路电流大于转移电流时,三相短路电流全部由熔断器开断,因此熔断器的额定最小开断电流应不大于电器组合的转移电流的0.87倍。
什么是交接电流
因为熔断器最小开断电流的限制,它对程度不重的过负荷基本上不能保护,因此在负荷开关-熔断器组合中,负荷开关一般要承担轻中度过负荷保护的任务,这一任务通常由选配的热脱扣器配合实施。熔断器的保护特性与热脱扣器的保护特性相互配合,当过负荷电流较小时由热脱扣器驱动负荷开关动作,过负荷电流较大及短路时由熔断器动作,这两个动作电流的分界点就称为交接电流Ito。由于产品的分散性,交接电流又可分为最大交接电流和最小交接电流,熔断器和脱扣器的保护特性都是一个时间-电流带,这两个带交叉部分就是最小和最大交接电流之间的电流,若过负荷电流出现在这个区间,则既可能由负荷开关开断,也可能由熔断器开断,是不确定性事件。
选择电器组合时,对于时间-电流带交叉的部分,按最不利条件考虑。交接电流充分条件的校核包含以下两点内容。
(1)最大交接电流以下的过电流都有可能由负荷开关开断,因此负荷开关的额定开流应大于最大交接电流。
(2)最小交接电流以上的过电流都有可能由熔断器开断,因此熔断器的最小开断电流应小于最小交接电流。
转移电流与额定转移电流的区别
应特别注意装移电流Itrf和额定转移电流Ir.trf两个参量的区别。Itrf是电器组合的参数。同一负荷开关配用不同型号或不同额定电流的熔断器,Itrf都是不同的;Ir.trf是负荷开关单一电器的参数,只取决于负荷开关本身,与配用的熔断器无关。