理论教育 高压熔断器的工作原理和应用

高压熔断器的工作原理和应用

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:高压熔断器主要由熔体和灭弧装置两部分组成。高压熔断器的断流能力决定熄灭电弧的能力,高压熔断器的动作时间为上述4个过程所经时间的总和。流过高压熔断器的电流与熔断时间的关系曲线称为熔断器的安秒特性曲线。安秒特性曲线是选择高压熔断器的主要依据,一般产品目录上都有。由其特性可知,高压熔断器在电路中主要用来保护电路设备,以免其受短路电流的破坏。

高压熔断器的工作原理和应用

高压熔断器是在电路中设置的一个最薄弱的发热元件。当短路电流或过载电流通过时,元件本身发热熔断,从而使电路切断,达到保护的目的。高压熔断器主要由熔体和灭弧装置两部分组成。

高压熔断器的熔断过程包括4个物理过程:① 流过过载或短路电流时,熔体发热以至熔化;② 熔体气化,电路开断;③ 电路开断后的间隙又被击穿,产生电弧;④ 电弧熄灭。高压熔断器的断流能力决定熄灭电弧的能力,高压熔断器的动作时间为上述4个过程所经时间的总和。

流过高压熔断器的电流与熔断时间的关系曲线称为熔断器的安秒特性曲线。它是反时限的,即流过的电流越大,熔断的时间越短。安秒特性曲线是选择高压熔断器的主要依据,一般产品目录上都有。RN1型高压熔断器的安秒特性曲线如图3-11所示,横坐标为熔断电流,纵坐标为熔断时间。由其特性可知,高压熔断器在电路中主要用来保护电路设备,以免其受短路电流的破坏。

高压熔断器按熔体管的结构不同可分为限流式和跌落式两大类。短路电流的最大值并不是发生在短路的瞬间,而是发生在短路后的0.01 s时间内。如果在短路后的0.01 s之前,即最大短路电流到来之前,高压熔断器的熔丝就熔断了,这种高压熔断器称为限流熔断器(如RN1型高压熔断器);而在最大短路电流到来之前熔丝不熔断的高压熔断器称不限流熔断器(如RW7型高压熔断器)。

1.限流式熔断器

限流式熔断器主要由熔体管、触座、接线板、支柱绝缘子、底板等部件组成,如图3-12所示。

限流式熔断器按额定电流采用一根或多根熔丝缠到有棱的芯子上(额定电流小于7.5 A)或绕成螺旋形直接安装在管内(额定电流大于7.5 A),然后充填石英砂,两端铜帽用端盖压紧,并用锡焊焊牢以保持密封,如图3-13所示。当短路电流或过载电流通过时,熔丝立即熔断,同时产生电弧,由于石英砂对电弧的冷却和去游离作用,电弧很快熄灭。在烙丝熔断时,指示器弹簧的拉线也同时熔断,并从弹簧管内弹出,指示限流式熔断器切断电路。

限流式熔断器由于熄弧能力强而具有限流作用,能在短路电流未达到最大峰值之前将电弧熄灭(即强迫过零)。这对于限制短路电流,降低电气设备对动、热稳定性的要求具有重要意义。限流式熔断器在开断电路时无游离气体排出,因此在户内装置中被广泛采用。

图3-11 RN1型高压熔断器的安秒特性曲线

(www.daowen.com)

图3-12 限流式熔断器

1—熔体管;2—触座;3—接线板;4—支柱绝缘子;5—座板

2.跌落式熔断器

图3-13 RN1型高压熔断器的熔体结构示意

图3-14 RW7-10G型户外跌落式熔断器结构示意

1—上触头座;2—上动触头;3—熔丝;4—熔体管;5—下动触头;6—下触头座;7—绝缘子;8—安装板

跌落式熔断器主要由上、下触头座,熔体管,绝缘子,安装板等部件组成,如图3-14所示。跌落式熔断器利用熔丝将熔体管上的活动关节(由动触头组成)锁紧,保持合闸状态。当通过短路电流或过载电流使熔丝熔断时,在熔体管内产生电弧,熔体管(常采用钢纸管或薄钢纸卷制)内壁在电弧的作用下产生大量气体,管内压力升高,气体高速向外喷出,当电流通过固有零点时,产生强烈的去游离作用,从而熄灭电弧;接着活动关节释放,熔体管自动跌落形成明显的隔离间隙。

跌落式熔断器的灭弧速度不高,在短路电流的最大值到达之前还不能将电弧熄灭,不起限流作用,是不限流熔断器。跌落式熔断器在开断电弧时会喷出大量的游离气体,同时发生爆炸响声,故只能在户外使用。

跌落式熔断器还可以起隔离开关的作用。在正常情况下,用带钩的绝缘拉杆钩在熔管上端的小孔中拉下推上,以便切断或接通空载的小容量变压器或类似的高压电路,所以跌落式熔断器广泛应用于农村和小工厂。

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