求高压熔断器浅谈？？_熔断器_百科问答
求高压熔断器浅谈？？
提问者:何得斌
高压熔断器浅谈
熔断器以其优异的保护性能成为配电设备及线路过载和短路电流故障的首选保护电器。它开断短路电流大并能非常显著地遏制其幅值，尤其是它具有速断功能（5毫秒左右）。这些都是其它保护电器不可比拟的。 特别是熔断器与负荷开关、接触器等配合使用，可替代价格昂贵的断路器。它的限流作用可大大降低变电站等供电设备的投资成本。随着人们对其认识的提高，它的市场占有率也越来越大。各类环网柜的大量使用就是一个很好的例证。 然而，熔断器虽然是一种结构简单、保护可靠、成本低廉的保护电器，但如果使用不当，将会导致误动或不动，丧失其优异的保护特性，造成本来可以避免的损失。因此，非常有必要正确地认识和使用熔断器。 不管哪一种类型的熔断器，也不管其保护对象是什么，它们的工作原理都是一样的：人为地在电路中设置一个最薄弱的发热元件，称作熔体或熔丝。当流过的电流超过一定数值时，熔体发热熔化，产生电弧，在周围灭弧介质作用下，熄弧熔断，开断电路，保护其它电器设备。一、高压喷射式熔断器 喷射式熔断器也被称作喷逐式熔断器。绝大多数跌落式熔断器属于喷射式熔断器。现在也有一种限流跌落式熔断器。它们主要用来作为配电变压器、电力线路等的短路和过负荷保护，也被称为跌落保险。 不管何种型号的跌落式熔断器，其结构又如何的不同，它们都是由最基本的几个部件组成：上、下静触头、载熔件（包括复合熔管、熔断件、上、下动触头）、绝缘子（包括瓷的和复合硅橡胶绝缘子）和安装板等。只是其形状各异，因而型号也不尽相同。其灭弧原理都一样，熔断件放在复合熔管内，此管由产气管（现一般为钢纸管）和外保护管（环氧玻璃丝布）复合而成。当变压器或线路发生故障时，熔断件中流过的电流变大，熔体受热熔化，产生电弧，电弧高温使熔管内部产气材料分解出大量气体，沿熔管内部纵向排出，使电弧在电流自然零点熄灭。所以，不会出现截流，过电压较低。 喷射式熔断器的分类有多种，以安装形式来分、以保护的对象来分、以所用的熔断件种类来分、以其排气结构来分等等。我们根据各种类型熔断器的型式试验中的主要项目&&开断试验，以开断时的排气结构来分，这样可将其分为四类：单端排气、双端排气、逐级排气和双端封闭式四种结构。 单端排气式结构的熔断器最早多为国外生产，近几年我国也开始生产，正逐渐打开市场。它的熔管上端用上动触头封住，只留下端敞开排气，其优点是兼顾开断大、小电流。缺点是成本较高，开断大电流时，对安装板和上、下静触头等部位造成非常大的冲击力。如果材质不过关，这些部位很容易变形或损坏。还有一种国内早已生产现在还在使用的BRW型并联电容器单台保护用高压熔断器，它也是单端排气结构，由复合熔管、小灭弧管、熔断件、外拉簧、安装板及动作指示牌构成。 双端排气结构的产品在我国很多地方现在仍在大量使用着。如RW3、RW7型等。这些产品的优点是结构简单、成本特低，开断大电流时很好。缺点是开断小过载电流时灭弧管内压力不足，不能开断20%额定短路开断电流以下的小故障电流。我们对其进行技术改造后，将其开断电流的上限提高到12.5kA，开断下限为15A。增加的成本不到1%。由于是双端敞开排气，在开断大电流时，几乎对上、下触头和安装板没有冲击力，触头也几乎无烧损。 逐级排气结构的产品有RW5、RW10、RW11和PRW1型等。在上动触头内装有释压帽，内嵌有金属薄膜片（释压片）。开断大电流时，释压帽内薄膜片破裂，形成双端排气；开断小电流时，膜片不破裂，单端排气，在灭弧管内形成较高的压力，吹弧力量较强。故能兼顾开断大、小电流。成本较双端的高。 双端封闭式结构的产品主要由国外厂家生产，这种产品在熔管下端装有吸收喷出电弧能量的燃烧微粒收集器，里面有迷宫线圈等。这种产品能保证更安全地运行，为环保型产品。并拓宽了产品的使用范围，使其可用于箱变及柜体内。缺点是成本太高，价格特贵。 以上除双端排气结构使用环形熔断件外，其它结构的产品基本上都使用钮扣式熔断件，有的在熔断件上附带有小灭弧管。 跌落式熔断器的多功能组合体有如下几种： ⑴ 与避雷器的组合。这样不但能开断短路或过载电流，也能使高压电器设备及线路免受大气过电压及操作过电压的损害。 ⑵ 与小型负荷开关的组合。合、分负荷电流的灭弧室用产气材料制成板式或管式，有的用小型真空灭弧室。 ⑶ 将⑴和⑵项组成带避雷器及切负荷装置的跌落式熔断器。 ⑷ 与隔离开关组成熔断器式隔离开关。 ⑸ 将限流熔断器改造成跌落式结构，提高开断容量。 ⑹ 与氧化锌等非线性电阻并联。限制熔断器的过电压，还可将部分短路电流转移到此电阻上，减少灭弧管中承受的电弧能量。 目前，跌落式熔断器在运行方面遇到的主要问题有： a) 熔断件的时间&&电流特性不稳定。随着运行环境、温度的变化，造成配合失误、越级跳闸等现象。 b) 不能稳定开断小电流，常常造成事故。 c) 熔管质量差。发生变形、起层现象，变形严重的导致误跌落。 d) 上、下触头接触不好。接触压力不够，引起触头过热、烧损，有的还导致熔管烧损碳化，造成不跌落。 针对以上情况，首先要选择性能好的、通过国家有关检测部门型式试验的合格产品，其次要正确地选择和使用这些产品。 根据不同的保护对象，选择相应的型号及相应时间&&电流特性的熔断件，还要考虑上、下级配合等各方面的因素，准确选择具体的参数。 安装角度也很重要，正确地安装才能保证其正常的跌落。 不能正常开断小电流的现象，一般为小灭弧管不合格，还有就是小灭弧管没有粘合好，长时间的运行、振动造成小灭弧管脱落。如果使用的是未经改造的老式产品，那就根本不能开断小过载电流。 复合熔管的产气材质选择，目前来看，钢纸管产气性能比较好，机械强度高，抗冲击，韧性好，开断故障时，消耗少，寿命长，不易碳化。桑皮管产气差，受潮变形严重，机械强度和耐热性能低。聚氯乙烯管灭弧能力差，耐热能力低，碳化严重。 跌落式熔断器触头接触不良的原因很多。如：经常用来合、分负载线路，在合、分过程中，熔断器触头间产生电弧，烧损触头，引起接触不良。这种操作还可能引起其它事故。因此，尽可能避免这种操作。另外，其保证触头接触压力的弹性材料（如弹簧等），在常温下正常，但长期运行时发热，出现疲劳，有的失去弹性，影响接触。还有就是选用的熔断件伸缩率较大，尤其是低熔点熔断件，长期运行受热伸长，载熔件中原本应涨紧的熔断件弹出板（或扭簧）释放，活动关节变松，使载熔件失去自锁作用，从而影响熔断器的接触压力。这方面的原因比较多，就不一一列举了。 目前，我国跌落式熔断器与过去相比，保护特性和可靠性都有很大提高。老式熔断器存在的问题已得到解决。今后，要开发新的、更多功能的熔断器，如具有重合闸功能的熔断器，三相联动结构又简单的跌落式熔断器等。在电压等级上再上一个台阶，如推出新型的110kV的熔断器。进一步提高熔断件的防腐能力和制造水平，保证其时间&&电流特性的稳定。开发各种速率的熔断件，满足供电系统保护配合的要求。 二、高压限流式熔断器 不管何种型号的限流熔断器，其外形结构基本相同，灭弧原理也一样。它的基本结构都是由熔管（瓷管或环氧玻璃纤维管）、绕于柱式骨架上的熔体（熔丝）、灭弧介质（填料）和指示触发器等组成，并用金属端帽分别在管的两端密封。其中熔体、熔管和灭弧介质（石英砂）对限流熔断器来说最为关键。它的撞击机构（触发器）有四种：弹簧式、炸药式、鼓膜式和温控式。其灭弧原理主要是靠石英砂的强烈冷却作用，在短路电流达到最大值之前就将其切断。它的开断能力极大，开断时间极短。也正是由于电弧电流被强迫过零，所以容易产生过电压。 它的保护对象较多，如变压器、电动机、电压互感器、电容器或配电线路等。 限流熔断器按其开断电流范围来分分三类：一类是后备熔断器&&能开断从额定最小开断电流到额定最大开断电流的电流；另一类是通用熔断器&&能开断从一小时内动作的电流到额定最大开断电流的电流；还有一类为全范围保护熔断器&&能开断从熔体熔化电流到额定最大开断电流的电流。 石英砂的低过载电流分断性能很差，这一直是难以解决的问题之一。为提高限流熔断器的低过载电流分断性能，达到不同的保护范围，采取改变熔体结构或与别的不同种类的熔断器组合等许多有效措施。下面所述的几种结构就是这样来实现的。 ⑴ 由限流式和喷射式组成的高压全范围熔断器。限流式熔断器因石英砂具有限流作用，开断大故障电流的能力很强，而开断低过载电流比较困难，喷射式熔断器对低过载电流的开断性能较强，而大故障电流的开断较为困难。将两者优点结合起来就可组成全范围熔断器。其喷射式部分采用一种小喷射管，管材由产气材料做成，喷出的电弧靠石英砂等灭弧介质吸收。 ⑵ 由限流式和真空式组成的全范围熔断器。真空熔断器的特点是对大电流不能起限流作用，而对小电流易于开断。两者组合起来即可达到全范围的保护。 ⑶ 熔体由两种不同熔点的金属串联构成的全范围熔断器。这种熔断器的熔体是由在带状银熔体中间串入一种熔点较低的金属（如金硅合金等）构成，其外面套有产气的辅助灭弧管。低熔点金属部分用以开断小电流，银熔体部分用以限制和开断大电流。这将使得整个熔断器从最小熔化电流到额定最大开断电流都能可靠地开断。 ⑷ 采用冶金效应点改善限流熔断器低过载故障电流的开断性能。它是在一般限流式熔断器的带状银熔体的表面敷置低熔点金属小球（如锡珠等），这样，利用冶金效应使熔体在较小过载电流时熔断，开断低过载电流，而利用一般限流式熔断器开断大的短路电流。 ⑸ 这种全范围限流熔断器是利用机械力将流过过载电流的熔体的狭颈强行拉开，在石英砂中有效地熄灭电弧。达到开断小过载电流的目的。具体结构是，用一个可运动的杆取代星形骨架的一个支臂，绕在动杆上的熔体有特殊的狭颈，以便杆运动时机械断开。其附近的砂子不会受到挤压。动杆靠气体发生器产生的气体推动。过载电流使得主熔体的电阻不断增加，直至超过副熔体的电阻。使电流转移到副熔体上，引起副熔体熔化，点燃气体发生器，产生高压气体，通过执行器推动动杆，将狭颈处产生的过载电流电弧拉长，在石英砂中冷却过零熄灭。 ⑹ 这是一种特殊结构的SF6全范围熔断器。其灭弧原理与上述几种结构不同，它以SF6气体作为灭弧介质。当故障电流引起熔体熔化而起弧时，电弧受磁场作用，在SF6气体中被旋转、拉长和冷却直至电流过零时熄灭。不管故障电流大小，只要能导致电弧产生，它便以此方式熄弧。 ⑺ 并联炸开式隔离区的限流器。它是将装有炸药的主母线与高压限流熔断器并联，在控制、检测系统（包括传感器和触发器等）下运行。当系统发生短路故障时，传感器将检测的短路信号传至控制器，控制器对此进行分析处理，若超过整定值，就发出触发点火信号，触发器点火，主母线炸开，形成隔离区，此时电路并未断开，故障电流转移至并联的限流熔断器上，由限流熔断器完成开断任务。这种产品的名称有很多种，结构、原理大致相同，国内已有几个厂家生产，其额定电流大，单只最大的可达5000 A，一般用于发电机、电厂分支母线及大型厂用变压器的保护。 值得一提的是，现在有许多故障限流器已不在熔断器的概念范围内，它们在正常情况下为低阻抗，故障情况下为高阻抗。这些限流器的种类有超导型、电力电子型、聚合物PTC（正温度系数）电阻型等等。 限流熔断器的正确选择与使用特别重要，基本参数和型号的选择，保护特性与保护对象的配合等各方面情况均要考虑，有些参数的选择是经验性的，有些是要准确计算的。此外，还要确保熔断器的正确安装与维护等等，这里就不一一详述。 目前，变压器保护用熔断器单只额定电流均在500A以下，对较大容量的变压器保护还得用断路器。因此，还需要开发更大额定电流的熔断器及一些功能多、成本低的经济型产品。特别是进一步提高生产工艺水平，制造出特性曲线稳定误差小的优质产品。确保电力系统安全可靠地运行。
回答者:邹源桥
Mail: Copyright by ；All rights reserved.喷射式熔断器熔断特性试验方法的改进研究
0引言喷射式熔断器一也称为喷逐式熔断器，主要分两种:一种为限流跌落式熔断器，主要用来作为配电变压器、电力线路的短路和过负荷保护，也称为跌落保险;另一种为高压并联电容器保护用外熔断器，作为电容器内部故障保护川。喷射式熔断器主要靠熔断电流自身能量产生气体熄灭电弧，有效隔离故障。外熔断器曾是井联电容器装找中单台电容器保护的主要保护手段之一，结构简单、使用方便，在我国广泛应用，从10 kV酉己网到」500 kV变电站无功补偿装置。但实际运行情况并不十分理想，群爆、拒动，乃至电容器爆炸起火等恶性事故时有发生，其中重要原因之一为熔断器质量问题{’一，〕。熔断特性为熔断器重要性能.选择具备适宜熔断特性的熔断器，为及时、准确、有效隔离故障，防止故障扩大起到重要作用，同时熔断特性试验也是检验熔断器质量的重要手段。目前熔断器熔断特性试验大多是在低压大电流下况下进行，山于熔断器溶体热态电阻动态变化，试验回路阻抗较小，导致试验电流不稳[4一8〕。本文在...&
(本文共5页)
权威出处：
贴片保险丝是一般电子产品中最常被用来作为电路卜过电流或短路保护的元器件。保险丝会根据其熔断时间及耐脉冲能力来区分不同的熔断特性。各保险丝制造商往往选择不同的金属材料特性当作熔丝，结合适当的基体材料及设计结构制造出适合的熔断特性保险丝。目前市场上的低电压规格(三63vdC)贴片保险丝依据其熔丝的结构，基本土可以分为单层金属及双层金属共熔结构。AEM科技依据SolidMatrix积层独石封装技术生产的保险丝，其熔丝设计就是采用单层Ag合金结构(图l)。市场l二大多数保险丝采用的是AI:0;陶瓷或PCB基板覆盖聚合物保护层技术，熔丝设计多采用双图1 AEM科技SolidMatrix积层独石封装技术所生产的保险丝，熔丝设计采用单层Ag合金结构金属共熔结构，而Sll/Ag或Sll/Cu双金属共熔结构为被采用最多的设计，图2中的保险妊即是采用双金属Sll/Ag共熔结构。在Sn一Ag二元相图上(图3)，仅存在两种Sn一Ag中问金属化合物(IM...&
(本文共2页)
权威出处：
0引言在航天器研制过程中,多次发生因为电连接器插接错误或导线绝缘皮损伤导致导线承受过电应力而烧毁的故障。导线烧毁问题在世界航空航天领域是共性问题,如NASA就发表过关于导线烧毁的研究报告,资助了研究导线绝缘层烧毁特性的飞行实验项目[1-2]。王明灼等[3]给出了在理想条件下金属导线熔断的物理模型。该模型可以较好地表征在大气环境或真空环境下单根、均匀直径的铜丝的熔断特性。然而实际应用中的导线往往是多股铜丝绞合使用,且外层套有聚四氟乙烯保护层。本文将在铜丝熔断理想模型基础之上,引入铜丝对周围媒介的热传导系数,对铜导线的实际熔断特性开展研究。1铜丝熔断特性理论研究在理想的铜丝熔断模型中,主要考虑铜丝在通电过程中积累热量,当局部热量积累达到一定程度发生熔融,熔融局部铜丝由于重力脱离周围铜丝即发生熔断。其中,铜丝获得的电能所提供的能量使其温度升高,同时要考虑热辐射和热传导、对流造成的能量损失,此外,还要考虑金属丝的电阻随温度升高而增大等相...&
(本文共4页)
权威出处：
引言广泛采用防止短路的装置——保险丝、保险管,这些保险装置都是用金属丝金属片制成。保险的基本原理是电流增大到某一值时,金属丝金属片温度升高到其熔断温度而熔断,从而切断电流,达到短路保护的目的。这一过程显然是一个热学过程,熔断时间的滞后是其特点。在一些电气输电工程中,由于设计不当或者出现意外情况也会出现金属的熔断。随着社会的进步,对电气工程施工和电气设备使用的要求也越来越高。因而也对短路保险的时间提出了较高要求。如彩电需要延时保险,另一些则需要快速熔断保险等等。显然对金属丝熔断特性的研究具有特别重要的意义。由于以前的仪器设备的限制,对通电熔断的时间的精密测量带来很大的困难。这方面的研究很少,刊物对这方面的研究发表的文章也很少[1]。我们利用已经普遍使用的数字存贮示波器,(频率为60MHz,理论上说,时间测量可达1/60×10-6s,即几十纳秒)自行设计出一个实验,对金属丝的熔断特性进行了研究,由于保证了时间的测量精度,取得了较好的...&
(本文共4页)
权威出处：
本仪表电流、电压、时间均采用数字显示,只要谭到某产品所需要的位置,可自动清零并开始计时,计到熔断特性规定的指标时,自动停止并保持所计时间;试验时能同时监测电流、电压的变化,数据直观,操作方便。 一、仪登的用途及技术指标 熔断特性测试仪是一种专用的侧量时间间福的仪表,主要用于测量熔断电阻器的特性,即在给元件施加直流过负荷的条件下,记忆并显示出熔断的时间。也可用于其它类似熔断器熔断时间的测量。 其主要技术指标如下: (1)功率:最大输出功率80W,随电压的调高输出电流减小 (2)电压:1.25丫~500V连续可调 (3)电流:最大输出电流10A (4)计时范围:0一 (5)衰减倍率:o,50,100倍 .(6)电源:AC220V,50Hz 二、仪器的工作原理及电路组成 1、工作原理 通过直流稳王器给被测元件加土顶定的直流电压,立即开始计时,同时可监测彼测元件的电流变化,随其阻位的增加,电流成比例下降。当阻值上升到一...&
(本文共3页)
权威出处：
一、前 .-j一 目 地面电子仪器都离不开熔断管,而星载仪器一般都是一次性使用,难以更替、维修,往往不用熔断管。然而,当数台星载仪器共用电源,其中又分为主任务和非主任务时,为了保证主任务不受干扰,则要求非主任务的星载仪器备有熔断管。此外,当数台相同的星载仪器互为备份、切换工作时,也要求它们备有熔断管。因此,星载熔断管的研制任务刻不容缓地摆在我们面前。目前,我国还没有熔断管“七专”产品。对星上条件(主要指真空及微重力条件)下的熔断特性更是不得而知。然而,星上使用熔断管是保护星上电源的得力措施之一,它在正常工作条件下是否牢靠以及在过流情况下是否会及时熔断,对于保证卫星任务的完成有着举足轻重的影响。二、熔断实验及分析 从安装、强度及防止星上多余物的角度出发,我们选中了瓷管外壳,两端带引线的熔断管。在实验分析的基础上与生产厂家共同研究提出改进措施,提高产品质量,对于改进后的 熔断丝熔断管进行了详细的实验研究工作。┌───────────...&
(本文共7页)
权威出处：
扩展阅读：
CNKI手机学问
有学问，才够权威！
出版：《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 大众知识服务
互联网出版许可证 新出网证(京)字008号
京ICP证040431号
服务咨询：400-810--9993
订购咨询：400-819-9993
传真：010-