雖然短路時間超過 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、溫升時間常數(shù)、外部條件的影響。專業(yè)封閉式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)方式等也都會對電纜的載流量和熱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。 烏魯木齊封閉式熔斷器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,以圖 3-6 所示的電動機(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)交接點電流時,由熔斷器提供保護(hù);小于交接點電流時,由真空接觸器按照綜合保護(hù)裝置保護(hù)曲線動作提供保護(hù)。
基于這一原因,加之不同電壓等級的高壓限流熔斷器采取的措施可能不一致,如果將高電壓等級的熔斷器應(yīng)用在低電壓等級的電氣系統(tǒng)中,就可能在熔斷器熔斷時產(chǎn)生超過低電壓等級電器絕緣耐受水平的過電壓,因此F-C回路中的高壓熔斷器不宜降壓使用。為弧前時間,Tb為燃弧時間,動作時間為Ta與Tb之和。預(yù)期電流的波形應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是U=0的情況下,在電源電動勢e的作用下,電流的變化情況。專業(yè)封閉式熔斷器在電源電動勢的正半波中,預(yù)期電流將不斷增加,直到電動勢c=0時,預(yù)期電流才達(dá)到最大值。而出現(xiàn)電弧時,電弧電壓U不等于零,并且電弧電壓必須大于電動勢即U>e,才能迫使電流i改變預(yù)期的上升趨勢而迅速下降為零。U-(e-iR)]應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是作用于電感上,促使電流不斷減小的反向電壓。顯然,在此反向電壓作用下迫使電流下降到零的過程,也就是電感中所儲磁能不斷釋放出來的過程。因此,烏魯木齊封閉式熔斷器電弧電壓越高,電流越小,越有利于切斷故障電流。然而,電弧電壓不能無限制地提高,必須受到允許過電壓水平的限制,以免損壞絕緣。
這種電壓的出現(xiàn)具有隨機(jī)性,因此預(yù)防的難度相對來說也較大,如不采取措施加以限制或消除,有可能使電氣設(shè)備的絕緣擊穿而損壞或造成事故,因此必須引起足夠的重視操作過電壓的特性與開關(guān)設(shè)備操作的形式有關(guān)。專業(yè)封閉式熔斷器在F-C回路中,低壓熔斷器的開斷不是過零開斷,而是一種截流開斷,即在電流峰值前的截斷電流下強(qiáng)迫開斷,這時儲存在磁場(電感)中的能量對電容放電形成比較高的操作過電壓。一般熔斷器的熔管越長,操作過電壓越高。高壓限流熔斷器在切斷故障的過程中在它的端子上將出現(xiàn)瞬態(tài)異常電壓,它可以是峰值弧電壓,也可能是在瞬態(tài)恢復(fù)電壓時間內(nèi)出現(xiàn)的電壓。對高壓限流熔斷器來說,烏魯木齊封閉式熔斷器電弧電壓越高,電流越小,越有利于切斷故障電流,但是電弧電壓不能無限制地提高,必須受到允許過電壓水平的限制。蘇熔真空接觸器在F-C回路當(dāng)中的功能主要是接通和斷開高壓電動機(jī)、低壓變壓器等用電負(fù)荷。真空接觸器雖然在滅弧室的結(jié)構(gòu)上與斷路器有微小差異,但它們的滅弧原理是相同的。
根據(jù)高壓限流熔斷器的焦耳積分特性,F(xiàn)-C 回路故障時故障電流越小,熔斷器最小弧前焦耳積分值反而越大,當(dāng)故障電流小于熔斷器與接觸器保護(hù)交接點電流時,由于綜合保護(hù)裝置的曲線所對應(yīng)的開斷時間低于熔斷器的熔斷時間,所以對應(yīng)此電流的整個F-C回路的熱效應(yīng)值小于熔斷器的焦耳積分值,因此故障時流過回路的最大熱效應(yīng)值應(yīng)在保護(hù)交接點電流附近及所對應(yīng)的時間。專業(yè)封閉式熔斷器實際工程中,F(xiàn)-C 回路的最大短路電流熱效應(yīng)即是熔斷器與真空接觸器的保護(hù)交接點處的焦耳積分值。由于選擇熔斷器時要躲過電動機(jī)的起動電流或變壓器的勵磁涌流的影響,對于變壓器還應(yīng)考慮低壓側(cè)電動機(jī)成組自起動的影響,因此,保護(hù)交接點所對應(yīng)的時間一般在 2~30s之間。結(jié)合電纜的熱穩(wěn)定性能和保護(hù)交接點所對應(yīng)的時間,可以確定選擇電纜截面方法。根據(jù)電纜在過電流時的特性和耐受能力,當(dāng)該交接點對應(yīng)的動作時間小于5s時,電纜處于近似絕熱狀態(tài),按該點對應(yīng)的熔斷器的最大動作熱效應(yīng)值,烏魯木齊封閉式熔斷器再根據(jù)絕熱狀態(tài)下的電纜最小熱穩(wěn)定截面確定電纜截面,此時電纜的耐受溫度為短路時允許溫度(以交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜為例,為250℃)。
真空接觸器滅弧能力很強(qiáng),開斷高壓感應(yīng)電動機(jī)空載或額定電流時,工頻電流在自然過零前往往提前熄滅,電流突然中斷,形成截流現(xiàn)象,產(chǎn)生截流過電壓;高頻電弧重燃過電壓發(fā)生的幾率較高,過電壓幅值也很高,產(chǎn)生電弧重燃過電壓。專業(yè)封閉式熔斷器除對絕緣造成損害外,回路中發(fā)生強(qiáng)大的操作過電壓會燒毀接觸器的觸頭,破壞設(shè)備絕緣的薄弱環(huán)節(jié)以至于引起大面積的短路由此可見,F(xiàn)-C回路在使用過程中可能產(chǎn)生操作過電壓,給相應(yīng)供電系統(tǒng)的絕緣帶來損壞,因此有必要考慮設(shè)置相應(yīng)的過電壓保護(hù)裝置。過電壓保護(hù)裝置的作用是防止雷電過電壓的沖擊,限制操作過電壓的幅值,降低過電壓的陡波陡度。目前FC回路過電壓保護(hù)裝置按設(shè)計思想不同可分為兩類,一類是以氧化鋅閥片構(gòu)成的過電壓限制器,烏魯木齊封閉式熔斷器另一類是電容器與電阻元件串聯(lián)而成的阻容吸收器高壓限流熔斷器的滅弧特性及操作過電壓分析,髙壓熔斷器切斷故障電流的過程,是熔體元件溫升,然后熔化、蒸發(fā)、形成間隙,直至間隙之間電壓急劇上升,擊穿出現(xiàn)電弧,電弧燃燒熄滅的過程。
單相接地短路保護(hù)。變壓器回路的單相接地短路保護(hù)系針對變壓器低壓側(cè)單相接地短路的保護(hù),該保護(hù)應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)之一:裝在變壓器低壓側(cè)中性線上的零序過電流保護(hù);利用高壓側(cè)的過電流保護(hù)兼做低壓側(cè)單相接地短路保護(hù)。專業(yè)封閉式熔斷器瓦斯保護(hù)。用來反映油浸式變壓器的內(nèi)部故障和漏油造成的油面降低,同時也能反映繞組的開焊故障。即使是匝數(shù)很少的短路故障,瓦斯保護(hù)同樣能可靠保護(hù)。溫度保護(hù)。對于干式變壓器,可設(shè)置溫度保護(hù),高溫告警,超溫跳閘。為變壓器供電的F-C回路保護(hù)整定計算,以1600kVA低壓廠用變壓器為例,變壓器額定電壓比為6/0.4kV,阻抗電壓U4=6%,額定電流為154A,變壓器低壓側(cè)電動機(jī)成組自起動電流為469A,考慮勵磁涌流影響后,根據(jù)本文所述變壓器回路熔斷器的選擇方法。速斷保護(hù)。當(dāng)回路發(fā)生短路故障時,由于短路電流較大,電流速斷保護(hù)動作。電流速斷保護(hù)由熔斷器提供,烏魯木齊封閉式熔斷器其動作特性即為回路所選擇的高壓限流熔斷器的時間一電流特性曲線。與電動機(jī)保護(hù)類似,變壓器的電流速斷保護(hù)也可以利用綜合保護(hù)裝置的大電流閉鎖功能。
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