電弧的基本特性。專業(yè)熔斷器高壓熔斷器因供電回路故障發(fā)生熔斷時(shí),熔斷器的電弧范圍內(nèi)一般由陰極壓降區(qū)、陽極壓降區(qū)和弧柱區(qū)等三部分組成。陰極壓降區(qū)長(zhǎng)度大約只有10mm,在這個(gè)區(qū)域的一端,電流是在金屬蒸汽中流過;另一端,電流是在固體或液體金屬的陰極上流過。陰極壓降區(qū)的電壓降大約為10V。陽極壓降區(qū)長(zhǎng)度大約也只有10-3mm,在這個(gè)區(qū)域的一端,電流是在金屬蒸汽中流過;另一端,電流是在固體或液體金屬的陽極上流過??缭陉枠O壓降區(qū)的電壓,可以是由零至熔體材料的原子電離電位之間的任何值,般認(rèn)為取熔體材料的電離電位較合理?;≈鶇^(qū)占據(jù)陰極壓降區(qū)和陽極壓降區(qū)之間的全部空間。重慶熔斷器弧柱區(qū)溫度很高,一般在絕對(duì)溫度5000K以上?;≈鶇^(qū)可以認(rèn)為是具有一定導(dǎo)電率的導(dǎo)體,其內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度較低,這一段的電壓與電弧燃燒的熾熱程度、弧柱截面的大小、弧柱的長(zhǎng)度等各種因素有關(guān)。其特點(diǎn)是電流大時(shí),壓降較小;電流小時(shí),壓降反而較大。維持電弧高溫燃燒是由回路電感提倛主要能源,因?yàn)榍袛喽搪冯娏鲿r(shí),回路電感之中是儲(chǔ)存有磁場(chǎng)能量的,該能量系維持電弧持續(xù)燃燒的主要能源。
單相接地保護(hù)。采用零序電流互感器獲取電動(dòng)機(jī)的電纜零序電流構(gòu)成單相接地保護(hù)。啟動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)保護(hù)。該保護(hù)主要用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)的堵轉(zhuǎn),電動(dòng)機(jī)在規(guī)定的時(shí)間未完成起動(dòng)時(shí)保護(hù)動(dòng)作,其時(shí)限大于電機(jī)實(shí)際正常起動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)限。專業(yè)熔斷器低電壓保護(hù)。當(dāng)電機(jī)任一相電壓低到整定值時(shí),可動(dòng)作于跳閘。斷相(不平衡)保護(hù)。用于防止電動(dòng)機(jī)電流嚴(yán)重不對(duì)稱,產(chǎn)生較大的負(fù)序電流,從而造成轉(zhuǎn)子過熱,該保護(hù)可設(shè)兩段定時(shí)限保護(hù)。為電動(dòng)機(jī)供電的FC回路保護(hù)整定計(jì)算,以1000kW泵類電動(dòng)機(jī)為例,制造廠給出電動(dòng)機(jī)額定電流為120.3A起動(dòng)電流為750A,根據(jù)工藝系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)其起動(dòng)時(shí)間為6s,每小時(shí)起動(dòng)2次。電流速斷保護(hù)。當(dāng)回路發(fā)生短路故障時(shí),由于短路電流較大,由電流速斷保護(hù)動(dòng)作。FC回路的電流速斷保護(hù)由熔斷器提供,其動(dòng)作特性即為回路所選擇的高壓限流熔斷器的時(shí)間一電流特性曲線。重慶熔斷器F-C回路中的真空接觸器具有一定的短路電流分?jǐn)嗄芰?,為降低熔斷器的更換率,節(jié)省運(yùn)行成本,F(xiàn)C回路中的真空接觸器宜承擔(dān)其分?jǐn)嗄芰Ψ秶鷥?nèi)的速斷保護(hù)功能,這可以通過綜合保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)。
近年來國內(nèi)外研制了一系列的微機(jī)型綜合保護(hù)裝置,這些裝置的特點(diǎn)恰好適應(yīng)了F-C回路對(duì)保護(hù)的要求,下面針對(duì)電動(dòng)機(jī)和低壓變壓器的保護(hù)分別加以分析和說明。專業(yè)熔斷器為電動(dòng)機(jī)供電的F-C回路保護(hù)配置,F(xiàn)-C回路供電的電動(dòng)機(jī),其容量一般在200kW以下,通常裝設(shè)有下列保護(hù):電流速斷保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、負(fù)序過流保護(hù)、單相接地保護(hù)、起動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)保護(hù)和低電壓保護(hù)。此外,由于FC回路有單相斷線可能(熔斷器一相熔斷),還應(yīng)有斷相(不平衡)保護(hù)。(1)電流速斷保護(hù)。作為電動(dòng)機(jī)定子繞組和回路供電電纜相間短路故障的保護(hù)。綜合保護(hù)裝置保護(hù)定值可設(shè)定速斷高值與速斷低值,高值為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中的速斷定值,低值為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完成后,正常運(yùn)行中的速斷定值。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間可在定值中設(shè)置,從而提高速斷保護(hù)的靈敏度。(2)過負(fù)荷保護(hù)。主要用于防止電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中因過負(fù)荷、不對(duì)稱過負(fù)荷、斷線等引起的過熱,可作為保護(hù)的后備。(3)負(fù)序過流保護(hù)。作為電機(jī)電流不平衡的一種保護(hù),電動(dòng)機(jī)起動(dòng)結(jié)束保護(hù)自動(dòng)投入。
基于這一原因,加之不同電壓等級(jí)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(jí)的熔斷器應(yīng)用在低電壓等級(jí)的電氣系統(tǒng)中,就可能在熔斷器熔斷時(shí)產(chǎn)生超過低電壓等級(jí)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(shí)間,Tb為燃弧時(shí)間,動(dòng)作時(shí)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(dòng)勢(shì)e的作用下,電流的變化情況。專業(yè)熔斷器在電源電動(dòng)勢(shì)的正半波中,預(yù)期電流將不斷增加,直到電動(dòng)勢(shì)c=0時(shí),預(yù)期電流才達(dá)到最大值。而出現(xiàn)電弧時(shí),電弧電壓U不等于零,并且電弧電壓必須大于電動(dòng)勢(shì)即U>e,才能迫使電流i改變預(yù)期的上升趨勢(shì)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(chǔ)磁能不斷釋放出來的過程。因此,重慶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。
操作過電壓對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣安全造成的危害比對(duì)靜止設(shè)備的嚴(yán)重,高壓廠用電系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的絕緣水平低于輸變電設(shè)備(變壓器、斷路器)的絕緣水平,每次嚴(yán)重的操作過電壓沖擊都會(huì)產(chǎn)生破壞性的超強(qiáng)暫態(tài)電場(chǎng),它不僅加劇了電機(jī)內(nèi)部局部放電和介質(zhì)絕緣劣化過程,而且引起繞組電位分布不均,進(jìn)一步誘發(fā)定子絕緣介質(zhì)局部放電,當(dāng)部分繞組上的電壓超過其絕緣的承受能力,必將造成電機(jī)絕緣擊穿的事故。專業(yè)熔斷器低壓干式變壓器的安全運(yùn)行和使用壽命,很大程度上取決于變壓器繞組絕緣的安全可靠。繞組溫度超過絕緣耐受溫度會(huì)使絕緣破壞,這是導(dǎo)致變壓器不能正常工作的原因之一。因此對(duì)變壓器的運(yùn)行溫度的監(jiān)測(cè)及其報(bào)警控制是十分重要的。低壓干式變壓器的絕緣散熱情況與過載能力、環(huán)境溫度、冷卻方式過載前的負(fù)載情況(起始負(fù)載)和發(fā)熱時(shí)間常數(shù)等有關(guān)。低壓干式變壓器冷卻方式分為自然空氣冷卻(AN)和強(qiáng)迫空氣冷卻(AF)。重慶熔斷器自然空氣冷卻時(shí),變壓器可在額定容量下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行;強(qiáng)迫空氣冷卻時(shí),變壓器輸出容量可提高50%。
但是它不能降低操作過電壓行波的陡度,所以一般情況下不能保護(hù)電動(dòng)機(jī)繞組的匝間絕緣。氧化鋅過電壓限制器的參數(shù)選擇。過電壓限制器額定電壓Uk的選擇。額定電壓U表征限制器兩端子之間允許的最大工頻電壓,限制器在該電壓下能夠可靠地工作。持續(xù)運(yùn)行電壓Uc的選擇。專業(yè)熔斷器在沒有間隙的情況下,氧化鋅閥片在正常工況下,將長(zhǎng)期處于相對(duì)地電壓的作用之下,并有泄漏電流流過。對(duì)于氧化鋅閥片而言,該電壓稱之為持續(xù)運(yùn)行電壓U。持續(xù)運(yùn)行電壓作用之下的泄漏電流稱為持續(xù)運(yùn)行電流1,該電流必須嚴(yán)格控制,才能確保過電壓限制器有足夠長(zhǎng)的工作壽命,所以持續(xù)運(yùn)行電壓必須小于額定電壓非有效接地系統(tǒng)允許帶單相接地故障繼續(xù)運(yùn)行2h,考慮到此時(shí)非故障相電壓的升高,有關(guān)部門規(guī)定,6kV廠用電中性點(diǎn)非有效接地方式系統(tǒng)氧化鋅過電壓限制器持續(xù)運(yùn)行電壓由原標(biāo)準(zhǔn)4kV提高到7.6kV。重慶熔斷器對(duì)于中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)氧化鋅過電壓限制器持續(xù)運(yùn)行電壓要大于系統(tǒng)額定電壓。工頻參考電壓U及工頻參考電流Im的選擇。工頻參考電壓即起始動(dòng)作電壓,由該電壓開始,電流將隨電壓的升高而大幅度增加。
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