XRNT4-15.5KV/100-125A油浸熔斷器（美變）-廠家直銷

1　熔斷器的特點

　　熔體額定電流不等于熔斷器額定電流，熔體額定電流按被保護設備的負荷電流選擇，熔斷器額定電流應大于熔體額定電流，與主電器配合確定。

1.1熔斷器分類

　　(1)　螺旋式熔斷器RL：

　　在熔斷管裝有石英砂，熔體埋于其中，熔體熔斷時，電弧噴向石英砂及其縫隙，可迅速降溫而熄滅。為了便于監(jiān)視，熔斷器一端裝有色點，不同的顏色表示不同的熔體電流，熔體熔斷時，色點跳出，示意熔體已熔斷。螺旋式熔斷器額定電流為5～200A，主要用于短路電流大的分支電路或有易燃氣體的場所。

　　(2)　有填料管式熔斷器RT：

　　有填料管式熔斷器是一種有限流作用的熔斷器。由填有石英砂的瓷熔管、觸點和鍍銀銅柵狀熔體組成。填料管式熔斷器均裝在特別的底座上，如帶隔離刀閘的底座或以熔斷器為隔離刀的底座上，通過手動機構操作。填料管式熔斷器額定電流為50～1000A，主要用于短路電流大的電路或有易燃氣體的場所。

　　(3)　無填料管式熔斷器RM：

　　無填料管式熔斷器的熔絲管是由纖維物制成。使用的熔體為變截面的鋅合金片。熔體熔斷時，纖維熔管的部分纖維物因受熱而分解，產(chǎn)生高壓氣體，使電弧很快熄滅。無填料管式熔斷器具有結(jié)構簡單、保護性能好、使用方便等特點，一般均與刀開關組成熔斷器刀開關組合使用。

　　(4)　有填料封閉管式快速熔斷器RS：

　　有填料封閉管式快速熔斷器是一種快速動作型的熔斷器，由熔斷管、觸點底座、動作指示器和熔體組成。熔體為銀質(zhì)窄截面或網(wǎng)狀形式，熔體為一次性使用，不能自行更換。由于其具有快速動作性，一般作為半導體整流元件保護用。  

2.熔斷器的選用

2.1  熔斷器的額定電壓UNF
   UNF值應稍大于熔斷器熔斷后兩端出現(xiàn)的外加電壓穩(wěn)態(tài)最大有效值。對數(shù)臺整流器并聯(lián)運行的直流供電系統(tǒng)，當其中某一橋臂短路時，或逆變器中發(fā)生橋臂直通故障時，施加在熔斷器二端的電壓為交流電壓UVO與部分直流電壓Udo之和，可按下式計算[1]：
   UNF>（三相橋式電路）
   或UNF>（雙反星形電路）
   圖1中整流變壓器閥側(cè)電壓1050V，可選用1200V電壓等級的快速熔斷器。
2.2  熔斷器的額定電流INF
   INF的選用應以整流電路中實際流過熔斷器的電流有效值IF為基礎，并考慮環(huán)境溫度（系數(shù)ka），冷卻條件（系數(shù)kT），電流裕度（系數(shù)kI）等因素影響進行計算，而不是按與熔斷器串聯(lián)的半導體器件的通態(tài)電流平均值轉(zhuǎn)化成有效值來計算。當流過熔斷器的電流是脈沖波形時，應計算相應的有效值，而不是取其最大值。
   INF≥IF·ka·kT·kI≥k·IF
式中：k值一般可取1.5～2。對自冷式熔斷器，k取較大值，尤其對熔斷器兩端連接導線特別短的電路結(jié)構，需取最大值；對水冷式熔斷器k取較小值。快速熔斷器選用的額定電流過大，勢必增加熔斷器的I2tF值，對半導體器件的保護是有害的。
   圖1中每個整流橋臂有4個整流管并聯(lián)工作，當均流系數(shù)按0?9考慮時，則流過熔斷器中的最大電流的有效值為
   IFmax=·Id/2(0.9×3×4)=2970A
   由于大電流快速熔斷器采用水冷式結(jié)構，因此它的額定電流可選用INF=1.5IFmax≈4500A。當橋臂中一個整流管損壞后，流過熔斷器的電流增加到3960A，仍可保證整流器額定電流的輸出。
2.3  I2t值的核算
   當半導體器件與快速熔斷器串聯(lián)工作時，半導體器件允許通過的I2tD值應大于快速熔斷器的I2tF值，不然熔斷器熔斷時，器件也被燒損。二者關系可按下式計算
   I2tF≤0.9I2tD
   整流管的I2tD值隨電流的倍數(shù)平方值增加，見表1?？焖偃蹟嗥鞯腎2tF值則增加更快，見表2。從表1、表2中可以看出，200A整流管可配315A熔斷器作保護，而2000A整流管只能配用2200A以下熔斷器作保護了。
表1  ZP型整流管的I2tD值（平均值） 通態(tài)電流/A 200 400 600 800 1000 1600 2000
I2t/A2s 0.6×105 2.2×105 4.75×105 8.5×105 13.9×105 35.5×105 56.7×105

表2  法國FERRAZ公司PSC系列（660V）快速熔斷器的最大熔斷I2tF值
額定電流有效值/A 315 630 900 1250 1600 2200 2800
最大熔斷的I2t值/A2s 0.4×105 2.8×105 9×105 11×105 19×105 50×105 100×105

   大功率整流器的橋臂中通常設計為2～6個整流管并聯(lián)運行，如圖1所示。當A相某整流管反向擊穿形成變壓器閥側(cè)短路時，流過兩個健全臂（B、C相）的電流幅值并不相等，B、C相電流幅值為A相短路電流幅值的50％～80％[2]。圖2為1500V、2000A整流器中快速熔斷器保護試驗波形，它是在人工短接A相橋臂整流管（相當于整流管反向擊穿而形成橋臂短路）時拍攝的變壓器閥側(cè)短路的相關波形圖。從圖2中看出，人工短接整流管支路的快速熔斷器經(jīng)9.9ms后分斷（由于短路電流值較小，因此分斷速度較慢），B、C相熔斷器與整流管完好，流過B、C相橋臂的短路電流幅值分別為12.3kA與11.0kA，為A相橋臂短路電流幅值的60％與54％。短路電流的幅值大小與產(chǎn)生短路的時刻（合閘角）及短路電路中的感抗X與電阻R值等因素有關。從這個觀點考慮，在多個整流管并聯(lián)的橋臂中，快速熔斷器的I2tF值允許大于串聯(lián)連接的整流管的I2tD值，但不宜相差太多。眾所周知，熔斷器的熔斷能量I2tF是熔化能量I2t1與燃弧能量I2t2之和，即I2tF=I2t1＋I2t2，I2t1值約為（15～25）％I2tF。因此，在選用快速熔斷器時，要防止流過健全臂中熔斷器的I2t1值過大，否則會引起健全臂中熔斷器熱疲勞損壞及整流管的過載損壞。

圖2  模擬整流管擊穿短路時的相關波形圖
   熔斷器的I2tF值與其設計參數(shù)，生產(chǎn)工藝有關。因此，由于生產(chǎn)廠家不同，設計參數(shù)不同，生產(chǎn)工藝不同，國內(nèi)外廠家生產(chǎn)的相同額定電壓，額定電流的快速熔斷器，卻有著不同的I2tF值。如西安西整熔斷器廠生產(chǎn)的1000V，6000A快速熔斷器老產(chǎn)品的I2tF值為76×106A2s，而該企業(yè)的新產(chǎn)品RS-1000V/6000AP115SS型快速熔斷器（1000V、6000A）的I2tF值為55×106A2s，二者相差38％。因此，在設計大功率整流器時，對于具有相同電壓和電流的快速熔斷器應優(yōu)先選用I2tF值較小的。
   按上所述，針對圖1中的大功率整流器選用快速熔斷器時，應選用I2tF值為40×106A2s，與ZP?4800V/4500A整流管的I2tD相比，后者I2tD值為30×106A2s，尚小于前者，但相差不大。由于橋臂上有四只整流管并聯(lián)工作，這樣選用快速熔斷器是合理的，并且是可靠的。
2.4  分斷能力的核算
   大功率整流器的整流變壓器容量大，當變壓器閥側(cè)橋臂短路時，短路電流相當大，整流器或直流電源系統(tǒng)設計時應計算橋臂短路電流值與直流側(cè)短路電流值。被選用快速熔斷器的分斷能力應大于可能流過故障支路熔斷器的最大短路電流值，否則快速熔斷器在分斷短路電流時可能會發(fā)生瓷套炸裂、噴弧、甚至燒損整流器等現(xiàn)象。
   文獻[3]曾對圖1所示整流電路的橋臂短路電流進行過計算，流過橋臂故障整流管的穩(wěn)態(tài)短路電流有效值IbD=186kA，直流側(cè)短路時，短路電流平均值IbDp1=100.12kA。
   在數(shù)臺整流器并聯(lián)的直流電源系統(tǒng)中，對三相橋式電路的橋臂熔斷器核算其分斷短路電流值時，可以計算整流變壓器閥側(cè)短路的穩(wěn)態(tài)電流有效值。但對雙反星型電路的整流器來說，流過故障橋臂熔斷器的短路電流除上述變壓器閥側(cè)短路的交流分量外，尚包含其余并聯(lián)整流器輸入的直流電流分量，這時，快速熔斷器應有更高的分斷能力。過去國產(chǎn)快速熔斷器的分斷能力為50、70、100kA數(shù)種，已不能適應大功率整流器配套的需要。目前，西安西整熔斷器廠已研制成功RS4（H）系列高分斷能力的快速熔斷器，經(jīng)國際著名試驗站試驗，其分斷能力達到230kA（有效值），可滿足大功率整流器配套的需要。
2.5  燃弧峰值電壓
   快速熔斷器分斷時，其斷口產(chǎn)生的過電壓為熔斷器工作電壓的2～2.5倍，為此要防止正常的半導體器件受到損害。
3  結(jié)語
   快速熔斷器的選型應綜合考慮額定電壓UNF、額定電流INF、最大熔斷I2t值、分斷能力等參數(shù)，以做出最佳選擇。