理论教育 熔断器的结构和工作原理

熔断器的结构和工作原理

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:熔断器的种类很多。受这种熔断器保护的电气设备可不用校验动稳定和热稳定,但限流式高压熔断器不宜使用在电网工作电压低于熔断器额定电压的电网中。RN1和RN2型系列熔断器的结构相同。图4.31电杆上的跌落式熔断器如图4.32所示为RW4型户外跌落式熔断器外形图。熔断器在正常运行时,熔丝管借熔丝张紧后形成闭合位置。它也是快速型熔断器,结构和RTO型类似。熔断管由瓷质制成,内填石英砂,并有熔断信号装置,便于检查。

熔断器的结构和工作原理

熔断器的种类很多。按电压,可分为高压和低压熔断器;按装设地点,可分为户内式和户外式;按结构,可分为螺旋式、插片式和管式;按是否有限流作用,可分为限流式和无限流式熔断器,等等。

当电路发生短路故障后,短路电流达最大值需要一定时间,若熔断器在短路电流达最大值前就将电路切断,使被保护电气设备的损害大为减轻,这种熔断器称为限流熔断器。受这种熔断器保护的电气设备可不用校验动稳定和热稳定,但限流式高压熔断器不宜使用在电网工作电压低于熔断器额定电压的电网中。由于35kV和10kV用的熔断件的电阻长度都有很大的差异,当把35kV限流熔断器用于10kV时,在熔断过程中会产生较大的过电压,甚至会击穿电压互感器。因此,10kV电压互感器保护熔断器用RW10-35型限流熔断器代替是不合适的。

(1)典型高压熔断器

目前,在电力系统中使用最为广泛的高压熔断器如下:

1)户内高压熔断器(RN1,RN2)

RN1型适用于3~35kV的电力线路和电气设备的保护;RN2专用于保护3~35kV的电压互感器。

RN1和RN2型系列熔断器的结构相同。如图4.30(a)、(b)所示为RN1,RN2其外形图。内部结构如图4.30(c)、(d)所示。熔断器的熔体5上焊有小锡球6,几根并联后装在充满石英砂7的密封陶瓷熔丝管1内或绕于陶瓷芯上,熔丝两端焊接固定在黄铜端盖3上。在熔体内还有细拉丝8,拉丝一端接指熔断指示装置。熔管整体通过黄铜端帽2卡在静触头座两端,静触头座及引线端,固定在支持绝缘座上。

图4.30 户内型高压熔断器

当过负荷或短路电流通过熔体,熔体首先在小锡球处熔断,产生电弧,电弧使熔体8沿全线熔断,随后指示器细丝熔断,熔断指示器9被弹簧弹出。

2)典型户外高压熔断器

①10kV跌落式熔断器

跌落式熔断器及拉负荷跌落式熔断器是户外高压保护电器。它装置在配电变压器高压侧或配电线支干线路上,用作变压器和线路的短路、过载保护,如图4.31所示。拉负荷跌落式熔断器还具有分、合负荷电流的功能。跌落式熔断器由绝缘支架和熔丝管两部分组成,静触头安装在绝缘支架两端,动触头安装在熔丝管两端,熔丝管由内层的消弧管和外层的酚醛纸管或环氧玻璃布管组成。拉负荷跌落式熔断器增加弹性辅助触头及灭弧罩,以分、合负荷电流。

图4.31 电杆上的跌落式熔断器

如图4.32所示为RW4型户外跌落式熔断器外形图。熔断器在正常运行时,熔丝管借熔丝张紧后形成闭合位置。当系统发生故障时,故障电流使熔丝迅速熔断,并形成电弧,消弧管受电弧灼热,分解出大量的气体,使管内形成很高压力,并沿管道形成纵吹,电弧被迅速拉长而熄灭。熔丝熔断后,下部动触头失去张力而下翻,使锁紧机构释放熔线管,熔丝管跌落,形成明显的开断位置。

图4.32 RW4-10跌落式熔断器

1—上静触头;2—安装固定板;3—瓷瓶;4—下动触头;5—下静触头;6—熔管;7—上动触头

如图4.33所示为RW10-10F拉负荷跌落式熔断器。该类熔断器具有分、合负荷的功能,在需要拉负荷的时候,用绝缘杆拉开动触头,此时,主动、静触头分离,辅助触头仍然接触,继续用绝缘杆拉动触头,辅助触头也分离,在辅助触头之间产生电弧,电弧在灭弧罩狭缝中被拉长,同时灭弧罩产生气体,在电流过零时将电弧熄灭。

②35kV限流熔断器

常见的型号有RW9-35、RW10-35、RXWO-35系列户外高压限流熔断器。熔断器由熔体管、瓷套、紧固法兰、棒形支柱绝缘子及接线端帽等组成。其结构如图4.34所示。熔体管采用含氧化硅较高的原料作灭弧介质,应用小直径的金属线作熔丝。当过载电流或短路电流通过熔体管时,熔丝立即熔断,电弧发生在几条并联的窄缝中,电弧中的金属蒸气渗入石英砂中,被强烈去游离,迅速把电弧熄灭。因此,这种熔断器性能好,开断容量大,常用作电压互感器的保护。

图4.33 RW10-10F拉负荷跌落式熔断器

图4.34 RW10-35型高压限流熔断器

1—熔体管;2—瓷套;3—棒式支柱绝缘子;4—紧固法兰;5—接线端帽(www.daowen.com)

(2)低压熔断器

低压熔断器可分为密封式(RM型)及填料式(RTO型、RSO型)、快速型(RS)、螺旋式(RL型)、瓷插式(RC型)。

1)RM型

RM型常用有RM1、RM3、RM10型(见图4.35)。它们均为无填料封闭管式熔断器,在纤维管1的两端装着外壁有螺纹的金属管夹2,上面旋有黄铜帽盖3,熔体5多数采用铅锡、铅、锌和铝金属材料,熔体采用宽窄相间的形状,短路电流会先使窄部同时熔化,形成数段电弧,同时残留的宽部受重力作用而下落,将电弧拉长变细,易于熄灭。当熔体规格有15~600A这6个等级,各级都可以配入多种容量规范的熔体(但不能大于熔管的额定值)。RM1,RM10型结构相似,都属于限流类。

2)RT型

RT型常用为RTO型。它是有填料封闭管式熔断器,熔管由绝缘瓷制成,内填石英砂,以加速灭弧。熔体采用紫铜片,冲压成网状多根并联形式,上面焊锡桥,并有熔断信号装置,便于检查。熔断器规格有100~1000A这5个等级,各级熔断器均可配多种容量的熔体(不能超过它的额定值),属于快速型熔断器。RTO型有填料封闭管式熔断器的结构如图4.36所示。

图4.35 RM10型熔断器的结构

1—纤维管;2—金属管夹;3—帽盖;4—插刀;5—熔体

图4.36 RTO型熔断器外形及结构图

1—底座;2—熔管;3—静触头;4—接线板;5—弹簧;6—指示器;7—指示熔丝;8—石英砂;9—熔体;10—插刀;11—管体;12—端盖板;13—小锡桥;14—引燃栅

3)RS型

RS型常用RS0,RS3型。它也是快速型熔断器,结构和RTO型类似。熔断器规格有10~350A这10种,等级较多,不便于选择。

4)RL型

RL型常用RL1,RL2,RLS型。它们是一种螺旋管式熔断器。熔断管由瓷质制成,内填石英砂,并有熔断信号装置,便于检查。RL1型有15~200A这4种规格;RL2型有25~100A这3种规格,各级均可配用多种容量级的熔体管芯,它属于快速型熔断器,体积小,装拆方便,操作安全。RL1型螺旋管式熔断器的结构如图4.37所示。

5)RC型

RC型常用RC1型。它是插入式熔断器,用瓷质制成,插座与熔管合为一体,结构简单,拆装方便,熔体配用材料同RM型。10~200A这6种规格可供选用。RC1A(1A表示设计序号)型瓷插式熔断器的结构如图4.38所示。

图4.37 RL1型熔断器结构图

1—载熔体;2—磁保护;3—底座;4—熔断器;5—熔体

图4.38 RC1A型瓷插式熔断器结构图

1—底座;2—熔体;3—动触头;4—瓷盖;5—静触头

6)R1型

R1型是一种封闭管式熔断器。熔管以胶木或塑料压制而成,规格只有10A一种,内可装配0.5~10A这9种容量等级的熔体。这是一种专为二次线系统保护用的熔断器。

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