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。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)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。 無(wú)錫新能源汽車(chē)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(xiàn)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(xiàn)動(dòng)作提供保護(hù)。
阻容過(guò)電壓吸收器的選擇,阻容過(guò)電壓吸收器由電阻與電容器等元件串聯(lián)組成,是通過(guò)改變開(kāi)斷回路的阻抗參數(shù)來(lái)吸收過(guò)電壓的能量,從理論上來(lái)說(shuō),無(wú)錫新能源汽車(chē)熔斷器這是最理想的過(guò)電壓保護(hù)措施。阻容吸收器可聯(lián)接在FC回路斷口之外的負(fù)載側(cè),阻容過(guò)電,研究人員曾進(jìn)行過(guò)阻容過(guò)電壓吸收器的配合試驗(yàn),吸收器的參數(shù)為R=2502,Cb=0.33xF。開(kāi)斷空載電動(dòng)機(jī)共進(jìn)行24相次,截流值由不加吸收器前的21A降到10.5A,過(guò)電壓倍數(shù)不超過(guò)2.33倍相電壓,開(kāi)斷起動(dòng)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)也進(jìn)行了24相次,測(cè)試表明,吸收器投入后高頻振蕩持續(xù)時(shí)間縮短,最大過(guò)電壓為4倍相電壓,但出現(xiàn)的幾率由不加吸收器前的76.6%降到3.23%??梢?jiàn)阻容過(guò)電壓吸收器對(duì)開(kāi)斷感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的過(guò)電壓具有較好的限制保護(hù)作用。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器針對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),實(shí)踐表明,用于F-C回路的阻容過(guò)電壓吸收器可以采用與“三叉戟”式避雷器相同的接線(xiàn)方式,可以取相地相間電容約為0.1~0.51F,相地相間電阻值約為100~5002。但是阻容吸收器的投入,也使6kV廠(chǎng)用電系統(tǒng)相對(duì)地電容值增加。以往由于國(guó)內(nèi)發(fā)電機(jī)組的高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)在接地電容電流滿(mǎn)足要求的條件。
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)新能源汽車(chē)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。
由于合閘命令處于保持狀態(tài),接觸器的跳閘回路動(dòng)作后,合閘命令會(huì)再次合閘,致使接觸器多次合跳,結(jié)果造成上一級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備保護(hù)跳閘,擴(kuò)大事故范圍,造成發(fā)電廠(chǎng)停機(jī)等嚴(yán)重后果。因此在接觸器的控制回路中需配置完善的“防跳”回路。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器測(cè)量、信號(hào)回路?;鹆Πl(fā)電廠(chǎng)中對(duì)于F-C回路的信號(hào)和測(cè)量回路要求,回路的設(shè)計(jì)應(yīng)符合D/T5153《火力發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》和GB/T50063《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)的要求。F-C回路的測(cè)量?jī)x表和變送器根據(jù)上述規(guī)范配置。FC回路的電流互感器配置應(yīng)滿(mǎn)足保護(hù)和測(cè)量要求。目前,大多數(shù)F-C的控制回路采用直流控制電源。隨著綜合保護(hù)裝置的逐步發(fā)展,其對(duì)F-C回路的保護(hù)和補(bǔ)充功能越來(lái)越完善,多數(shù)F-C的供電回路均配有綜合保護(hù)裝置。無(wú)錫新能源汽車(chē)熔斷器本書(shū)以電動(dòng)機(jī)負(fù)荷為例,給出一種F-C回路典型控制圖(圖5-3典型FC回路控制接線(xiàn)圖)。F-C回路典型控制圖控制電源采用直流110V,具有“防跳”功能及控制電源和跳合閘回路的監(jiān)視功能等,滿(mǎn)足真空接觸器的控制,信號(hào)和測(cè)量回路要求。
當(dāng)采用F-C 回路供電時(shí),F(xiàn)-C回路的保護(hù)功能是由高壓限流熔斷器和真空接觸器兩種電器元件組合實(shí)現(xiàn)的,由熔斷器切除較大的短路電流,由綜合保護(hù)裝置動(dòng)作真空接觸器切除較小的短路電流和過(guò)載電流,這就決定了F-C 回路饋線(xiàn)電纜熱穩(wěn)定截面選擇方式的特殊性,既不同于用斷路器保護(hù)的饋線(xiàn)電纜熱穩(wěn)定截面的選擇方式,也不同于單純用熔斷器保護(hù)的饋線(xiàn)電纜的熱穩(wěn)定截面的選擇方式。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器電纜熱穩(wěn)定條件,電纜的介質(zhì)損耗一般隨溫度上升面增加,電纜的選擇,除在正常工況下保證電纜的芯線(xiàn)溫度在允許范圍內(nèi),即根據(jù)額定電流選擇電纜截面外,還應(yīng)保證電纜在短路,過(guò)載、過(guò)電壓條件下其溫度不超過(guò)規(guī)定值。只要電纜在各種工況下的溫度不超過(guò)上述溫度值,電纜即具有有限的熱穩(wěn)定性。3~10kV電力電纜一般采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜,對(duì)于交聯(lián)聚乙烯電纜,聚乙烯被交聯(lián),它的電氣性能沒(méi)有什么變化,但耐熱性能機(jī)械強(qiáng)度都有了明顯提高。無(wú)錫新能源汽車(chē)熔斷器交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在短路時(shí)間小于5s的情況下,其允許的溫度較高,達(dá)到250℃,若短路時(shí)間超過(guò)55,其允許的溫度將下降很多、根據(jù)相關(guān)研究,電纜線(xiàn)芯溫度達(dá)到130℃時(shí),可以運(yùn)行200~2s0h。
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