F-C回路的控制,真空接觸器的操作機(jī)構(gòu)。F-C回路以真空接觸器作為操作設(shè)備,真空接觸器普遍采用彈簧操作機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)按保持方式又可分為機(jī)械保持和電保持兩種形式。除彈簧操作機(jī)構(gòu)外,真空接觸器也可以采用水磁型操作機(jī)構(gòu),并利用永磁鐵保持。機(jī)械保持型接觸器的控制。機(jī)械保持是指當(dāng)向接觸器發(fā)出合閘指令、合閘電磁鐵的銜鐵完全吸合后,通過(guò)機(jī)械鎖扣裝置的作用將接觸器保持在合閘狀態(tài)。專業(yè)高壓限流熔斷器由于機(jī)械鎖扣裝置的作用,即使斷開電磁鐵的勵(lì)磁電源,接觸器仍能保持在合閘狀態(tài)。跳閘時(shí),通過(guò)另外設(shè)置的分閘線圈勵(lì)磁,使機(jī)械保持解除,接觸器釋放。真空接觸器的操作電磁鐵,在設(shè)計(jì)上為取得好的力學(xué)特性,多采用直流勵(lì)磁。接觸器的操作電源有交流和直流之分,當(dāng)操作電源為交流時(shí),為滿足直流電磁鐵的要求,需有整流裝置實(shí)現(xiàn)交流直流的轉(zhuǎn)換。電保持型接觸器的控制。電保持就是接觸器的合閘是由合閘電磁鐵產(chǎn)生的電磁力實(shí)現(xiàn)和保持,該保持電流小于合閘電流。跳閘時(shí),使合閘電磁鐵去磁,在分閘彈簧的作用下,長(zhǎng)沙高壓限流熔斷器接觸器主觸頭迅速分開。
氧化鋅過(guò)電壓限制器的選擇,目前絕大多數(shù)的廠家普遍采用氧化鋅過(guò)電壓限制器作為F-C回路的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備。專業(yè)高壓限流熔斷器氧化鋅過(guò)電壓限制器由氧化鋅閥片疊加組成,具有十分優(yōu)異的非線性伏一安特性。正常電壓作用下,泄漏電流只有幾十微安,實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)對(duì)地絕緣的絕緣子,但在異常電壓發(fā)生時(shí),它的電阻又非常小,過(guò)電壓行波過(guò)后,不存在工頻續(xù)流,是當(dāng)前使用較多的限制過(guò)電壓設(shè)備。高壓廠用電系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式,不論是中性點(diǎn)不接地還是經(jīng)高阻抗接地的接地方式,都屬于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)過(guò)電壓限制器的選擇難度較大,限制器的運(yùn)行條件比較苛刻。由于非有效接地系統(tǒng)允許系統(tǒng)帶單相接地故障持續(xù)運(yùn)行2h,因此非故障相的持續(xù)運(yùn)行電壓將升高√3倍,長(zhǎng)沙高壓限流熔斷器過(guò)電壓限制器的工頻電壓耐受能力應(yīng)按此條件選擇顯然,工頻電壓耐受能力要求越高,則過(guò)電壓限制器的額定電壓的選擇也相應(yīng)越高,相反它的保護(hù)效果越差。氧化鋅過(guò)電壓限制器雖然可以限制操作過(guò)電壓,保護(hù)電動(dòng)機(jī)及低壓變壓器的主絕緣。
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(guò)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。專業(yè)高壓限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(lái)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(guò)程大于去游離過(guò)程,電弧將繼續(xù)燃燒,并越燒越旺,如果去游離過(guò)程大于游離過(guò)程,電弧便越來(lái)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(guò)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(guò)程在非常短的時(shí)間之內(nèi)就已經(jīng)完成,熔體元件在來(lái)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。
采用氧化鋅過(guò)電壓限制器作為F-C回路的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備時(shí)可以考慮設(shè)置間隙。帶串聯(lián)間隙氧化鋅過(guò)電壓限制器解決了持續(xù)運(yùn)行電壓和荷電率過(guò)高而導(dǎo)致的閥片老化甚至爆炸的難題。帶串聯(lián)間隙氧化鋅過(guò)電壓限制器增加了氧化鋅閥片的持續(xù)運(yùn)行電壓的裕度,保證了限制器的工作壽命,殘壓較低,保護(hù)性能較好。專業(yè)高壓限流熔斷器F-C回路的過(guò)電壓與系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式密切相關(guān),設(shè)計(jì)中應(yīng)區(qū)別對(duì)待不同的中性點(diǎn)接地方式選擇過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備配置方式。對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地的配電系統(tǒng),過(guò)電壓保護(hù)器的相地及相間保護(hù)電壓分別按配電系統(tǒng)的相電壓和線電壓選擇,宜選用星形接線形式的三相過(guò)電壓保護(hù)器。對(duì)中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)高電阻接地的配電系統(tǒng),過(guò)電壓保護(hù)器的相地及相間保護(hù)電壓均按配電系統(tǒng)的線電壓選擇,當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的是“三叉戟”接線形式的三相過(guò)電壓保護(hù)器。所謂“三叉戟”接線形式,長(zhǎng)沙高壓限流熔斷器是指過(guò)電壓保護(hù)裝置由4個(gè)參數(shù)相同的保護(hù)器構(gòu)成,其中3個(gè)保護(hù)器分別與三相連接并形成星形接線,第4個(gè)保護(hù)器設(shè)置在星形接線的三相連接點(diǎn)與接地點(diǎn)之間,以保證各相之間以及相與地之間保護(hù)器配置的均衡。
3~10kV電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式包括傳統(tǒng)的不接地或經(jīng)消弧線圈接地,以及電阻接地等多種接地方式。要確定電網(wǎng)的接地方式,必須綜合考慮供電安全可靠性和連續(xù)性、配電網(wǎng)和線路結(jié)構(gòu)、過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合、繼電保護(hù)構(gòu)成和跳閘方式、設(shè)備安全和人身安等諸多因素。專業(yè)高壓限流熔斷器下面簡(jiǎn)要介紹幾種常用的接地方式及其對(duì)過(guò)電壓的影響。3~10kV電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式可以簡(jiǎn)單的歸納為單相故障時(shí)不(延時(shí))跳閘和(立即)跳閘兩種類型。單相接地不跳閘的中性點(diǎn)接地方式包括不接地、經(jīng)消弧線圈接地和高電阻接地。過(guò)去國(guó)內(nèi)3~10kV電網(wǎng)大多采用這些接地方式,但隨著我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)電纜線路逐漸代替架空線和火力發(fā)電廠機(jī)組容量增大引起的電纜長(zhǎng)度大幅增加,我國(guó)的3~10kV電網(wǎng)的中性點(diǎn)采用不接地或消弧線圈接地方式的做法已經(jīng)不能滿足電力工業(yè)建設(shè)發(fā)展和城市電網(wǎng)擴(kuò)充改造的需要。實(shí)踐證明,單相接地故障不立即跳閘的接地方式,長(zhǎng)沙高壓限流熔斷器有利于提高供電連續(xù)性特別適合于故障幾率高、絕緣可自行恢復(fù)的以架空線路為主的配電網(wǎng),如農(nóng)村和中小城市供電網(wǎng)。
為方便進(jìn)行設(shè)備絕緣試驗(yàn),過(guò)電壓保護(hù)裝置前宜設(shè)置可拆連接片。長(zhǎng)沙高壓限流熔斷器F-C回路過(guò)電壓保護(hù)裝置,就設(shè)計(jì)思想來(lái)說(shuō),分為兩類,一類是電容器與電阻元件串聯(lián)而成的阻容吸收器,另一類是以氧化鋅閥片構(gòu)成的過(guò)電壓限制器。由于當(dāng)前的3~10kV配電網(wǎng)的接地方式主要采取中性點(diǎn)不接地和低電阻接地兩種型式,對(duì)于限制過(guò)電壓的保護(hù)措施也主要針對(duì)這兩種接地方式。阻容過(guò)電壓吸收器是F-C回路的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備的主要選擇之一,適用于中性點(diǎn)有效接地的配電系統(tǒng)中。從原理上講,阻容過(guò)電壓吸收器是最理想的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備,不僅可以限制過(guò)電壓幅值、保護(hù)電動(dòng)機(jī)主絕緣也能夠抑制過(guò)電壓陡度,保護(hù)電動(dòng)機(jī)的匝間絕緣。但在設(shè)計(jì)中按不同回路的不同阻容特性選擇阻容過(guò)電壓吸收器在操作上難度較大,這是限制阻容過(guò)電壓吸收器的一個(gè)重要原因。專業(yè)高壓限流熔斷器氧化鋅過(guò)電壓限制器也是F-C回路的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備的主要選擇之氧化鋅過(guò)電壓限制器由氧化鋅閥片疊加組成,具有十分優(yōu)異的非線性伏安特性。氧化鋅過(guò)電壓限制器可以限制操作過(guò)電壓幅值,保護(hù)電動(dòng)機(jī)及低壓變壓器的主絕緣,但其缺點(diǎn)是不能降低操作過(guò)電壓行波的陡度,不能有效保護(hù)電動(dòng)機(jī)繞組的匝間絕緣。
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