擴(kuò)散是弧柱內(nèi)自由電子、正離子逸出弧柱以外，到周?chē)浣橘|(zhì)中去的過(guò)程。擴(kuò)散是由于帶電質(zhì)點(diǎn)的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，以及空間電荷的分布不均勻，使電弧中的高溫離子由密集的空間向密度小，溫度低的方向擴(kuò)散。專(zhuān)業(yè)直流熔斷器電弧和周?chē)橘|(zhì)的溫度差以及離子濃度差越大擴(kuò)散作用也越強(qiáng)。擴(kuò)散出來(lái)的離子，因冷卻而相互結(jié)合，成為中性質(zhì)點(diǎn)顯然，如果游離過(guò)程大于去游離過(guò)程，電弧將繼續(xù)燃燒，并越燒越旺，如果去游離過(guò)程大于游離過(guò)程，電弧便越來(lái)越小，最后電弧將熄滅。由此分析，熄滅電弧的基本方法是設(shè)法冷卻電弧，設(shè)法加強(qiáng)復(fù)合和擴(kuò)散形成的去游離過(guò)程。高壓限流熔斷器熄滅電弧的基本原理，就是當(dāng)熔體元件熔化而出現(xiàn)電弧后，迫使電弧深入到周?chē)盍鲜⑸皹?gòu)成的縫隙中去，根據(jù)狹縫滅弧原理，電弧與石英砂緊密接觸，使電弧急劇冷卻，從而迫使電流急劇下降到零。當(dāng)預(yù)期電流非常大，熔體元件熔化、蒸發(fā)、出現(xiàn)間隙及電弧時(shí)，這一過(guò)程在非常短的時(shí)間之內(nèi)就已經(jīng)完成，熔體元件在來(lái)不及向周?chē)盍鲜⑸皞鳠岬那闆r下，就已經(jīng)熔斷并形成電弧。

多采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式，在這種條件下使用阻容吸收器，由于相對(duì)地電容值增大，電容電流也將隨之大幅度增大，這時(shí)需重新考慮中性點(diǎn)接地的接地方式及零序保護(hù)的配置。當(dāng)火力發(fā)電廠單機(jī)容量為300MW及以上時(shí)，高壓廠用電系統(tǒng)的單相接地電容電流較大，多采用中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地的方式，相對(duì)于大得多的低電阻接地的阻性電流來(lái)說(shuō)，阻容吸收器電容電流的影響就不那么大了。專(zhuān)業(yè)直流熔斷器所以在高壓廠用電系統(tǒng)的中性點(diǎn)采用低電阻接地的接地方式的大容量機(jī)組中，采用阻容吸收器作為限制過(guò)電壓的措施在理論上已經(jīng)成為了一種可行的措施，但針對(duì)不同系統(tǒng)，其具體參數(shù)需要進(jìn)一步的運(yùn)行測(cè)試檢驗(yàn)。制過(guò)電壓的保護(hù)措施及過(guò)電壓保護(hù)裝置的選針對(duì)中性點(diǎn)低電阻接地系統(tǒng)，用于F-C回路的阻容過(guò)電壓吸收器可以采用不接地系統(tǒng)相同的電容值和電阻值，即可以取相間電容約為0.1~0.5F，相間電阻值約為100~500，相地電容約為0.2~1F，相地電阻值約為50~25002。由于武漢直流熔斷器單相接地故障時(shí)不存在相電壓升高為線電壓的問(wèn)題，阻容過(guò)電壓吸收器宜采用星形接線方式，而不再是傳統(tǒng)上適用于中性點(diǎn)非接地系統(tǒng)的“三叉戟”型式。

限制過(guò)電壓的作用將由此電壓開(kāi)始。過(guò)電壓限制器兩端子間，施加工頻參考電壓時(shí)，流過(guò)限制器的泄漏電流稱為工頻參考電流I。顯然，氧化鋅過(guò)電壓限制器工頻參考電壓的選擇應(yīng)大于額定電壓值。荷電率的選擇。氧化鋅過(guò)電壓限制器的持續(xù)運(yùn)行電壓與工頻參考電壓的比值稱為荷電率。專(zhuān)業(yè)直流熔斷器越接近工頻參考電流I，所以，荷電率不宜過(guò)高，才能確保過(guò)電壓限制器的壽命荷電率的取值，各國(guó)都不相同，日本取值為0.45，美國(guó)取值為0.58，我國(guó)一般常規(guī)非有效接地系統(tǒng)中氧化鋅過(guò)電壓限制器的荷電率取0.45~0.6?！峨姎夤こ屉姎庠O(shè)計(jì)手冊(cè)》中推薦氧化鋅過(guò)電壓限制器的荷電率不大于0.85，并要求保證使用壽命。殘壓的選擇。殘壓是衡量過(guò)電壓限制器保護(hù)水平的重要指標(biāo)，由它構(gòu)成氧化鋅過(guò)電壓限制器的保護(hù)特性。對(duì)于F-C回路來(lái)說(shuō)，因不考慮雷電沖擊過(guò)電壓，這里指氧化鋅過(guò)電壓限制器的操作波殘壓。專(zhuān)業(yè)直流熔斷器由入山假流瞬間貝較側(cè)過(guò)電壓數(shù)值，由兩部分組成，其一是負(fù)載側(cè)等值電容上的電壓，其二是與截流值的大小成正比的電感上的電壓，如果開(kāi)斷瞬間，沒(méi)有發(fā)生截流，負(fù)載側(cè)高頻振蕩電壓幅值等于負(fù)載側(cè)等值電容上的電壓，即電源電壓，過(guò)電壓倍數(shù)為1。

采用氧化鋅過(guò)電壓限制器作為F-C回路的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備時(shí)可以考慮設(shè)置間隙。帶串聯(lián)間隙氧化鋅過(guò)電壓限制器解決了持續(xù)運(yùn)行電壓和荷電率過(guò)高而導(dǎo)致的閥片老化甚至爆炸的難題。帶串聯(lián)間隙氧化鋅過(guò)電壓限制器增加了氧化鋅閥片的持續(xù)運(yùn)行電壓的裕度，保證了限制器的工作壽命，殘壓較低，保護(hù)性能較好。專(zhuān)業(yè)直流熔斷器F-C回路的過(guò)電壓與系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式密切相關(guān)，設(shè)計(jì)中應(yīng)區(qū)別對(duì)待不同的中性點(diǎn)接地方式選擇過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備配置方式。對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地的配電系統(tǒng)，過(guò)電壓保護(hù)器的相地及相間保護(hù)電壓分別按配電系統(tǒng)的相電壓和線電壓選擇，宜選用星形接線形式的三相過(guò)電壓保護(hù)器。對(duì)中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)高電阻接地的配電系統(tǒng)，過(guò)電壓保護(hù)器的相地及相間保護(hù)電壓均按配電系統(tǒng)的線電壓選擇，當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的是“三叉戟”接線形式的三相過(guò)電壓保護(hù)器。所謂“三叉戟”接線形式，武漢直流熔斷器是指過(guò)電壓保護(hù)裝置由4個(gè)參數(shù)相同的保護(hù)器構(gòu)成，其中3個(gè)保護(hù)器分別與三相連接并形成星形接線，第4個(gè)保護(hù)器設(shè)置在星形接線的三相連接點(diǎn)與接地點(diǎn)之間，以保證各相之間以及相與地之間保護(hù)器配置的均衡。

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(guò)電壓和間歇性電弧接地過(guò)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(zhuān)業(yè)直流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(guò)電壓水平低，諧振過(guò)電壓不能發(fā)展的特點(diǎn)，可以減少絕緣老化效應(yīng)，延長(zhǎng)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(lái)些問(wèn)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(guò)電壓的保護(hù)措施，纜，擴(kuò)大事故；接地故障電流過(guò)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(guò)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，武漢直流熔斷器使阻性電流大于容性電流但不能超過(guò)一定范圍，以限制過(guò)電壓不超過(guò)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。

但對(duì)于以電纜供電為主的中壓配電網(wǎng)，如大城市城區(qū)配電網(wǎng)、大中工礦企業(yè)配電網(wǎng)、中小型發(fā)電機(jī)電壓直配電網(wǎng)、大容量火力發(fā)電廠的高壓廠用電系統(tǒng)等，傳統(tǒng)的接地方式還有一些不足之處，主要有以下幾點(diǎn)：1)內(nèi)過(guò)電壓倍數(shù)較高，可達(dá)3.5~4倍過(guò)電壓。間歇性電弧過(guò)電壓及諧振過(guò)電壓絕緣已經(jīng)超過(guò)了避雷器允許承載能力，要求避開(kāi)這兩種過(guò)電壓的發(fā)生和發(fā)展，從而需提高電網(wǎng)的整體絕緣水平。專(zhuān)業(yè)直流熔斷器對(duì)于具有大量高壓電動(dòng)機(jī)的工礦企業(yè)和火力發(fā)電廠，配合較難實(shí)現(xiàn)。2)單相接地故障下，在升高的穩(wěn)態(tài)電壓下運(yùn)行時(shí)間在2h以上，不僅會(huì)導(dǎo)致絕緣早期老化，或在薄弱環(huán)節(jié)發(fā)生閃絡(luò)，引起多點(diǎn)故障，釀成斷路器異相開(kāi)斷，惡化開(kāi)斷條件。3)電纜為非自恢復(fù)絕緣，發(fā)生單相接地必是永久性故障，不允許繼續(xù)行，必須迅速切斷電源，避免擴(kuò)大事故。所以主要由電纜線路組成的3~10kV電網(wǎng)，在電容電流超過(guò)10A(發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)為7A)時(shí)，武漢直流熔斷器宜采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，單相接地故障立即跳閘的接地方式。由于立即跳閘而影響的供電連續(xù)性，則可從提高線路或設(shè)備的冗余度來(lái)解決，目前城網(wǎng)和大容量發(fā)電機(jī)組的高壓廠用電系統(tǒng)已經(jīng)按此設(shè)置。