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(shí)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(diǎn)電流時(shí),由于綜合保護(hù)裝置的曲線所對應(yīng)的開斷時(shí)間低于熔斷器的熔斷時(shí)間,所以對應(yīng)此電流的整個(gè)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(shí)流過回路的最大熱效應(yīng)值應(yīng)在保護(hù)交接點(diǎn)電流附近及所對應(yīng)的時(shí)間。專業(yè)汽車熔斷器實(shí)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(diǎn)處的焦耳積分值。由于選擇熔斷器時(shí)要躲過電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流或變壓器的勵(lì)磁涌流的影響,對于變壓器還應(yīng)考慮低壓側(cè)電動(dòng)機(jī)成組自起動(dòng)的影響,因此,保護(hù)交接點(diǎn)所對應(yīng)的時(shí)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(diǎn)所對應(yīng)的時(shí)間,可以確定選擇電纜截面方法。根據(jù)電纜在過電流時(shí)的特性和耐受能力,當(dāng)該交接點(diǎn)對應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間小于5s時(shí),電纜處于近似絕熱狀態(tài),按該點(diǎn)對應(yīng)的熔斷器的最大動(dòng)作熱效應(yīng)值,浙江汽車熔斷器再根據(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(shí)電纜的耐受溫度為短路時(shí)允許溫度(以交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜為例,為250℃)。
3~10kV電網(wǎng)單相接地跳閘的中性點(diǎn)接地方式主要指低電阻接地方式,當(dāng)接地電流大于15A時(shí)中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地系統(tǒng)也要求立即跳閘,電阻接地系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下。1)高電阻接地方式以限制單相接地故障電流為目的,并可防止和阻尼諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓,主要用于200MW以上大型發(fā)電機(jī)回路和某些3~10kV配電網(wǎng)。2)專業(yè)汽車熔斷器低電阻接地方式可獲得一個(gè)大的阻性電流疊加在故障點(diǎn)上,具有可以快速切除故障,過電壓水平低,諧振過電壓不能發(fā)展的特點(diǎn),可以減少絕緣老化效應(yīng),延長設(shè)備壽命,自動(dòng)隔離故障等優(yōu)點(diǎn)。低電阻接地方式的接地故障電流可達(dá)100~1000A甚至更大。這種大的接地故障電流會(huì)帶來些問題,包括電纜接地時(shí),大的電弧電流可能影響電纜通道內(nèi)其它相鄰電。限制過電壓的保護(hù)措施,纜,擴(kuò)大事故;接地故障電流過大,導(dǎo)致大的熱容量電阻制造困難;接地故障電流引起地電位升高,甚至超過了通信線路、低壓電氣線路和人身保安要求的安全允許值。為了克服低電阻接地方式的大接地故障電流的影響,目前在工程中一般采取適當(dāng)增大接地電阻阻值的方式,浙江汽車熔斷器使阻性電流大于容性電流但不能超過一定范圍,以限制過電壓不超過2.6倍,同時(shí)可以保證接地保護(hù)的靈敏度和選擇性,保證設(shè)備人身安全。
經(jīng)試算,如果截流值達(dá)10A時(shí),振蕩電壓幅值將達(dá)到7kV,約為兩倍以下相對地電壓。電弧重燃過電壓。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。專業(yè)汽車熔斷器有相關(guān)試驗(yàn)表明,針對6kV系統(tǒng),捕捉并記錄到的過電壓高達(dá)18.2kV(有效值),如果回路等值電感、電容匹配,理論上講,更高的過電壓也可能發(fā)生,只不過彼時(shí)電動(dòng)機(jī)的絕緣已損壞,難以捕捉而已。分析高頻重燃過電壓。蘇熔電器可以分析出,負(fù)載側(cè)過電壓峰值由兩部分組成,第一項(xiàng)與負(fù)荷側(cè)等值電感中的電流有關(guān),代表了負(fù)載側(cè)的磁場能量,第二項(xiàng)相當(dāng)于第一次高頻重燃電弧過零熄滅后負(fù)載側(cè)等值電容上的電壓,代表了負(fù)載側(cè)的電場能量。專業(yè)汽車熔斷器第一次高頻重燃電弧過零熄滅后,接觸器觸頭之間的恢復(fù)電壓將提高,在觸頭間隙還沒有達(dá)到安全開距的前提下,更容易發(fā)生第二次第三次重燃,即極間去游離過程還沒有建立足夠的介電強(qiáng)度,則更容易發(fā)生第二次第三次重燃。所以一定的滅弧時(shí)間即觸頭分離和下一次電流過零這一特定的時(shí)間間隔是必要的。
3kV、10kV 電壓等級的高壓熔斷器在電流特性上與 6kV 等級的差別不大,當(dāng)高壓廠用電系統(tǒng)額定電壓為3kV或10kV時(shí),浙江汽車熔斷器采用F-C回路供電的電動(dòng)機(jī)和變壓器的最大容量可暫按其額定電流與6kV系統(tǒng)初步確定的1250kW 電動(dòng)機(jī)和 1600kVA 低壓廠用變壓器的額定電流相等原則來初步確定,再根據(jù)工程中采用的具體設(shè)備規(guī)范進(jìn)行核算和調(diào)整。電流相等原則是指可采用 F-C 回路供電的 3、10kV 最大負(fù)荷的額定電流與可采用F-C 回路供電的6kV最大負(fù)荷的額定電流相等,例如6kV系統(tǒng)可采用F-C回路供電的最大電動(dòng)機(jī)容量為1250kW,其額定電流為150.4A,則3kV系統(tǒng)可采用F-C 回路供電且額定電流為150.4A 的電動(dòng)機(jī)容量為 625kW,10kV 系統(tǒng)為2083kW。專業(yè)汽車熔斷器由于F-C回路無法實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)功能,當(dāng)工程中對 2000kW 或 2000kVA 及以上設(shè)備裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)時(shí),10kV 系統(tǒng)的供電負(fù)荷容量上限均小于2000kW或2000kVA。另外,目前大部分制造廠生產(chǎn)的10kV等級高壓熔斷器電流較小.其能供電的負(fù)荷無法達(dá)到表4-2中給出的容量,實(shí)際設(shè)計(jì)中建議予以考慮。高壓熔斷器與真空接觸器的保護(hù)配合,F(xiàn) -C回路中的培斷器作為保護(hù)電器,可在大的故障電流下通過斷開回路提供保護(hù)。
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)汽車熔斷器由于機(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,浙江汽車熔斷器接觸器主觸頭迅速分開。
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