擴(kuò)散是弧柱內(nèi)自由電子、正離子逸出弧柱以外，到周圍冷介質(zhì)中去的過程。擴(kuò)散是由于帶電質(zhì)點(diǎn)的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，以及空間電荷的分布不均勻，使電弧中的高溫離子由密集的空間向密度小，溫度低的方向擴(kuò)散。定制直流熔斷器電弧和周圍介質(zhì)的溫度差以及離子濃度差越大擴(kuò)散作用也越強(qiáng)。擴(kuò)散出來的離子，因冷卻而相互結(jié)合，成為中性質(zhì)點(diǎn)顯然，如果游離過程大于去游離過程，電弧將繼續(xù)燃燒，并越燒越旺，如果去游離過程大于游離過程，電弧便越來越小，最后電弧將熄滅。由此分析，熄滅電弧的基本方法是設(shè)法冷卻電弧，設(shè)法加強(qiáng)復(fù)合和擴(kuò)散形成的去游離過程。高壓限流熔斷器熄滅電弧的基本原理，就是當(dāng)熔體元件熔化而出現(xiàn)電弧后，迫使電弧深入到周圍填料石英砂構(gòu)成的縫隙中去，根據(jù)狹縫滅弧原理，電弧與石英砂緊密接觸，使電弧急劇冷卻，從而迫使電流急劇下降到零。當(dāng)預(yù)期電流非常大，熔體元件熔化、蒸發(fā)、出現(xiàn)間隙及電弧時(shí)，這一過程在非常短的時(shí)間之內(nèi)就已經(jīng)完成，熔體元件在來不及向周圍填料石英砂傳熱的情況下，就已經(jīng)熔斷并形成電弧。

負(fù)序電流保護(hù)。南京直流熔斷器負(fù)序電流保護(hù)可以對電動(dòng)機(jī)反相運(yùn)行、斷相運(yùn)行匝間短路、電壓不對稱等異常情況進(jìn)行保護(hù)，負(fù)序電流保護(hù)通常分為兩段。負(fù)序一段保護(hù)電流值按躲過區(qū)外不對稱短路時(shí)電動(dòng)機(jī)負(fù)序反饋電流和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)由于互感器的誤差以及暫態(tài)特性出現(xiàn)的負(fù)序電流。當(dāng)綜合保護(hù)裝置提供負(fù)序反相閉鎖功能時(shí)，動(dòng)作時(shí)限可取(0.5-1)s，否則延時(shí)需要適當(dāng)加長為5~6s，以躲過電動(dòng)機(jī)外部兩相短路故障產(chǎn)生的負(fù)序電流引起的誤動(dòng)作。定制直流熔斷器負(fù)序二段保護(hù)電流值按躲過正常運(yùn)行時(shí)可能的最大負(fù)序電動(dòng)作時(shí)限一般取大于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。單相接地保護(hù)。目前，綜合保護(hù)裝置多提供有單相接地保護(hù)，有些裝置接地電流值可以整定得很低，完全可以滿足保護(hù)的靈敏度要求。中性點(diǎn)不接地時(shí)，接地保護(hù)的電流動(dòng)作值應(yīng)躲過外部單相接地時(shí)電動(dòng)機(jī)的電容電流。起動(dòng)時(shí)間過長保護(hù)。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間過長會(huì)造成電動(dòng)機(jī)過熱，因此起動(dòng)時(shí)間過長保護(hù)作用于跳閘。低電壓保護(hù)。當(dāng)供電電壓降低或者供電短時(shí)中斷后，為防止電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)使供電電壓進(jìn)一步降低，以致造成重要電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)困難。

操作過電壓對旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣安全造成的危害比對靜止設(shè)備的嚴(yán)重，高壓廠用電系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的絕緣水平低于輸變電設(shè)備(變壓器、斷路器)的絕緣水平，每次嚴(yán)重的操作過電壓沖擊都會(huì)產(chǎn)生破壞性的超強(qiáng)暫態(tài)電場，它不僅加劇了電機(jī)內(nèi)部局部放電和介質(zhì)絕緣劣化過程，而且引起繞組電位分布不均，進(jìn)一步誘發(fā)定子絕緣介質(zhì)局部放電，當(dāng)部分繞組上的電壓超過其絕緣的承受能力，必將造成電機(jī)絕緣擊穿的事故。定制直流熔斷器低壓干式變壓器的安全運(yùn)行和使用壽命，很大程度上取決于變壓器繞組絕緣的安全可靠。繞組溫度超過絕緣耐受溫度會(huì)使絕緣破壞，這是導(dǎo)致變壓器不能正常工作的原因之一。因此對變壓器的運(yùn)行溫度的監(jiān)測及其報(bào)警控制是十分重要的。低壓干式變壓器的絕緣散熱情況與過載能力、環(huán)境溫度、冷卻方式過載前的負(fù)載情況(起始負(fù)載)和發(fā)熱時(shí)間常數(shù)等有關(guān)。低壓干式變壓器冷卻方式分為自然空氣冷卻(AN)和強(qiáng)迫空氣冷卻(AF)。南京直流熔斷器自然空氣冷卻時(shí)，變壓器可在額定容量下長期連續(xù)運(yùn)行；強(qiáng)迫空氣冷卻時(shí)，變壓器輸出容量可提高50%。

雖然短路時(shí)間超過 5×?xí)r，電纜已經(jīng)可以考慮對外的散熱過程，但允許溫度下降的影響對電纜的熱穩(wěn)定性能具有決定作用。 影響電纜熱穩(wěn)定性的因素，電纜的熱穩(wěn)定性主要受熱阻、熱容、溫升時(shí)間常數(shù)、外部條件的影響。定制直流熔斷器熱阻分為電纜熱阻和外部媒介熱阻，熱阻是與材質(zhì)及結(jié)構(gòu)有關(guān)的固有特征，熱阻越大，其散熱性越差。熱容與材料的熱容系數(shù)有關(guān)，與材料的體積成正比，熱容越大，溫升所需的熱量越多。電纜和外部媒質(zhì)均有其溫升時(shí)間常數(shù)，表征的是溫度上升或下降至63.2%最終溫度所需要的時(shí)間。電纜所處的外部條件，例如環(huán)境溫度，通風(fēng)狀況，敷設(shè)方式等也都會(huì)對電纜的載流量和熱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。 南京直流熔斷器F-C 回路電纜熱穩(wěn)定截面選擇條件的確定，高壓熔斷器與真空接觸器對回路形成聯(lián)合保護(hù)時(shí)，以圖 3-6 所示的電動(dòng)機(jī)回路熔斷器選擇及配合曲線為例，當(dāng)短路電流大于熔斷器與真空接觸器保護(hù)交接點(diǎn)電流時(shí)，由熔斷器提供保護(hù)；小于交接點(diǎn)電流時(shí)，由真空接觸器按照綜合保護(hù)裝置保護(hù)曲線動(dòng)作提供保護(hù)。

限制過電壓的保護(hù)措施及過電壓保護(hù)裝置的選擇，限制過電壓的保護(hù)措施。如前所述，F(xiàn)-C回路的過電壓包括真空接觸器在開斷感性電流時(shí)產(chǎn)生的過電壓、真空接觸器觸頭分開瞬間可能產(chǎn)生的高頻電弧重燃過電壓、高壓限流熔斷器產(chǎn)生的會(huì)危害高壓電動(dòng)機(jī)絕緣的熔斷電弧電壓。定制直流熔斷器對這些過電壓應(yīng)采取措施限制其幅值和陡度，以免造成設(shè)備損壞在設(shè)備選擇上，熔斷器在滅弧過程中伴隨著電弧電壓而出現(xiàn)操作過電壓，此過電壓的幅值與開斷電流和熔體結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與工作電壓關(guān)系不是很大，制造廠家規(guī)定此電壓不超過兩倍相對地電壓，低于電動(dòng)機(jī)和變壓器的絕緣強(qiáng)度，可以不加限制措施，但需在訂貨時(shí)向廠家明確此要求。如制造廠無法滿足該要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際操作過電壓情況在過電壓保護(hù)和絕緣設(shè)計(jì)時(shí)按相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)采取限制過電壓的措施，保護(hù)設(shè)備絕緣。另外，熔斷器不宜降壓使用。F-C回路過電壓保護(hù)裝置通常布置在F-C回路柜內(nèi)，南京直流熔斷器如果過電壓保裝置不能滿足保護(hù)設(shè)備絕緣的需要，則需要調(diào)整過電壓保護(hù)裝置的布置位置，將過電壓保護(hù)裝置置于電動(dòng)機(jī)端以提高保護(hù)效果。

為避免阻礙新型熔斷器的未來發(fā)展，不同制造廠的熔斷器的特性曲線會(huì)存在差異。定制直流熔斷器目前FC回路設(shè)備的制造廠和設(shè)備規(guī)格較多，不同型號(hào)設(shè)備之間的特性有一定差異，根據(jù)對各主要制造廠熔斷器特性曲線的比較，以系統(tǒng)電壓為6kV為例，可初步確定功率不超過1250kW的高壓電動(dòng)機(jī)和容量不大于1600kVA的低壓廠用變壓器可以選用FC回路供電，并根據(jù)工程中采用的具體設(shè)備規(guī)范進(jìn)行核算和調(diào)整。這個(gè)容量上限是按采用熱穩(wěn)定電流為4kA、4s的真空接觸器得出的并推薦同樣適用于真空接觸器熱穩(wěn)定電流為 6kA、4s 時(shí)，這主要是基于DL/T 5153《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中對 2000kW 及以上電動(dòng)機(jī)和2000kVA 及以上變壓器有建議裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)的相關(guān)規(guī)定。F-C 回路由于熔斷器動(dòng)作的不可操縱性而不能使用在要求設(shè)置差動(dòng)保護(hù)的回路上，當(dāng)采用熱穩(wěn)定電流為6kA、4s 的真空接觸器時(shí)雖然可以選擇額定電流更大的熔斷器并相應(yīng)提高供電負(fù)荷容量，但對于變壓器來說，1600kVA 以上即為2000kVA 等級(jí)，南京直流熔斷器容量已沒有提升的余地；而對于電動(dòng)機(jī)，根據(jù)目前火力發(fā)電廠的輔機(jī)情況，容量介于 1250～2000kW 之間的電動(dòng)機(jī)數(shù)量很少，提升電動(dòng)機(jī)回路容量上限的經(jīng)濟(jì)意義不大。