擴(kuò)散是弧柱內(nèi)自由電子、正離子逸出弧柱以外，到周圍冷介質(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。定制直流熔斷器電弧和周圍介質(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，迫使電弧深入到周圍填料石英砂構(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)不及向周圍填料石英砂傳熱的情況下，就已經(jīng)熔斷并形成電弧。

近年來(lái)國(guó)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(shuō)明。定制直流熔斷器為電動(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(guò)負(fù)荷保護(hù)、負(fù)序過(guò)流保護(hù)、單相接地保護(hù)、起動(dòng)時(shí)間過(guò)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(guò)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(guò)負(fù)荷保護(hù)。主要用于防止電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中因過(guò)負(fù)荷、不對(duì)稱過(guò)負(fù)荷、斷線等引起的過(guò)熱，可作為保護(hù)的后備。(3)負(fù)序過(guò)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。

雖然短路時(shí)間超過(guò) 5×?xí)r，電纜已經(jīng)可以考慮對(duì)外的散熱過(guò)程，但允許溫度下降的影響對(duì)電纜的熱穩(wěn)定性能具有決定作用。 影響電纜熱穩(wěn)定性的因素，電纜的熱穩(wěn)定性主要受熱阻、熱容、溫升時(shí)間常數(shù)、外部條件的影響。定制直流熔斷器熱阻分為電纜熱阻和外部媒介熱阻，熱阻是與材質(zhì)及結(jié)構(gòu)有關(guān)的固有特征，熱阻越大，其散熱性越差。熱容與材料的熱容系數(shù)有關(guān)，與材料的體積成正比，熱容越大，溫升所需的熱量越多。電纜和外部媒質(zhì)均有其溫升時(shí)間常數(shù)，表征的是溫度上升或下降至63.2%最終溫度所需要的時(shí)間。電纜所處的外部條件，例如環(huán)境溫度，通風(fēng)狀況，敷設(shè)方式等也都會(huì)對(duì)電纜的載流量和熱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。 銀川直流熔斷器F-C 回路電纜熱穩(wěn)定截面選擇條件的確定，高壓熔斷器與真空接觸器對(duì)回路形成聯(lián)合保護(hù)時(shí)，以圖 3-6 所示的電動(dòng)機(jī)回路熔斷器選擇及配合曲線為例，當(dāng)短路電流大于熔斷器與真空接觸器保護(hù)交接點(diǎn)電流時(shí)，由熔斷器提供保護(hù)；小于交接點(diǎn)電流時(shí)，由真空接觸器按照綜合保護(hù)裝置保護(hù)曲線動(dòng)作提供保護(hù)。

電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流約為110~130A，比較過(guò)電壓倍數(shù)，斷路器與接觸器是相當(dāng)?shù)?。由此可?jiàn)，真空接觸器的正常運(yùn)行方式，大量的操作是接通空載狀態(tài)電流、開(kāi)斷電動(dòng)機(jī)的額定或起動(dòng)電流。操作過(guò)程中，必然伴隨著過(guò)電壓的發(fā)生，也必須采取可靠的限制過(guò)電壓的措施，才能保證電動(dòng)機(jī)等用電設(shè)備的絕緣不受損害。操作過(guò)電壓分析。截流過(guò)電壓。定制直流熔斷器真空接觸器滅弧能力很強(qiáng)，開(kāi)斷高壓感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空載或額定電流時(shí)，工頻電流在自然過(guò)零前往往提前熄滅，電流突然中斷，形成截流現(xiàn)象。在負(fù)載側(cè)電感和電容上剩余的磁場(chǎng)能量及電場(chǎng)能量將以過(guò)電壓的形式釋放出來(lái)?？梢詤⒄諗嗦菲鏖_(kāi)斷感性負(fù)荷的分析方法來(lái)分析接觸器截流過(guò)電壓的發(fā)生過(guò)程，為了分析方便，這里將開(kāi)斷高壓電動(dòng)機(jī)的回路，解析成等值電路。銀川直流熔斷器接觸器開(kāi)斷瞬間，負(fù)載側(cè)電動(dòng)機(jī)漏感中及等值電容上儲(chǔ)存的磁場(chǎng)及電場(chǎng)能量將促使負(fù)載側(cè)電感電容之間發(fā)生高頻振蕩。同樣，電源側(cè)也發(fā)生著電感電容之間的高頻振蕩，只是兩者各自以自身的自振頻率進(jìn)行振蕩。

關(guān)于熔斷器的允許操作過(guò)電壓的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，是最大允許值。實(shí)際產(chǎn)品往往小于上述標(biāo)準(zhǔn)。銀川直流熔斷器真空接觸器滅弧特性及操作過(guò)電壓分析，真空接觸器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和滅弧特性。真空接觸器與真空斷路器非常相似，兩者就其結(jié)構(gòu)而言基本相同，合閘與分閘時(shí)間也大致相同真空接觸器與真空斷路器比較，滅弧室方面存在一些小的差別，其是斷路器滅弧室內(nèi)設(shè)屏蔽罩，接觸器則可以取消屏蔽罩；其二是斷路器觸頭為圓柱體，端面上徑向開(kāi)有斜槽，滅弧過(guò)程形成旋轉(zhuǎn)電弧，接觸器的觸頭雖然也是圓柱體，但端面上一般沒(méi)有徑向斜槽；其三是觸頭開(kāi)距不同，斷路器觸頭開(kāi)距稍大真空斷路器與真空接觸器分合閘時(shí)間雖然大致相同，但它們的觸頭間開(kāi)距不同，接觸器略小，所以接觸器的分合閘速度實(shí)際上低于斷路器。定制直流熔斷器但就分閘的絕對(duì)速度來(lái)分析，實(shí)際上速率并不低。因此真空接觸器雖然在滅弧室的結(jié)構(gòu)上與斷路器比較有微小差異，但它們的滅弧原理是相同的，這一點(diǎn)對(duì)分析操作過(guò)電壓的特性十分重要。F-C回路的過(guò)電壓分析，試驗(yàn)在一系列6kV中、小容量電動(dòng)機(jī)群展開(kāi)，證明切斷電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的過(guò)程中，發(fā)生重燃的幾率較高，而且觸頭打開(kāi)與電流自然過(guò)零的時(shí)間間隔小于1ms。

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。定制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。定制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。