熔化過程帶有爆炸性,熔化的金屬和蒸汽立即深深地滲入到還處于冷態(tài)的石英砂中去,電弧很快熄滅,這一點正好和前述最大弧能條件相呼應(yīng)。專業(yè)封閉式熔斷器當(dāng)預(yù)期電流達(dá)到最大弧能的條件時,熔體元件在熔化前伴隨著各種熱傳導(dǎo),使周圍填料溫度已經(jīng)提高。熔體元件可能在某一處或幾處最薄弱的位置首先熔斷,形成高溫電弧,但周圍填料溫度較高,狹縫滅弧進(jìn)行較慢,直到熔化的長度達(dá)到滅弧的必須的空隙要求,才最終熄弧。操作過電壓的特點。高壓限流熔斷器在切斷故障的過程中,在它的端子上將出現(xiàn)瞬態(tài)異常電壓。它可以是峰值弧電壓,也可能是在瞬態(tài)恢復(fù)電壓時間內(nèi)出現(xiàn)的電壓。假定燃弧開始時,電流方向為正,要迫使電流下降,其變化率元必須為負(fù)。出現(xiàn)這種情況,必須是U1大于(e-iR。)。在燃弧開始時,這一條件尚不能滿足,電流將繼續(xù)上升一些,然后,電流才開始下降。為了盡快使電弧熄滅,天津封閉式熔斷器兩端電壓必須很大。F-C回路的過電壓分析,增加熔體元件的槽口數(shù)有助于增加電弧電壓U,因為這將形成幾個電弧相串聯(lián),但需要注意這種措施也應(yīng)受到一定限制,應(yīng)避免熔斷器兩端產(chǎn)生太高的過電壓。
操作過電壓對旋轉(zhuǎn)電機絕緣安全造成的危害比對靜止設(shè)備的嚴(yán)重,高壓廠用電系統(tǒng)中電動機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產(chǎn)生破壞性的超強暫態(tài)電場,它不僅加劇了電機內(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,必將造成電機絕緣擊穿的事故。專業(yè)封閉式熔斷器低壓干式變壓器的安全運行和使用壽命,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。因此對變壓器的運行溫度的監(jiān)測及其報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)和強迫空氣冷卻(AF)。天津封閉式熔斷器自然空氣冷卻時,變壓器可在額定容量下長期連續(xù)運行;強迫空氣冷卻時,變壓器輸出容量可提高50%。
基于這一原因,加之不同電壓等級的高壓限流熔斷器采取的措施可能不一致,如果將高電壓等級的熔斷器應(yīng)用在低電壓等級的電氣系統(tǒng)中,就可能在熔斷器熔斷時產(chǎn)生超過低電壓等級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。為弧前時間,Tb為燃弧時間,動作時間為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,在電源電動勢e的作用下,電流的變化情況。專業(yè)封閉式熔斷器在電源電動勢的正半波中,預(yù)期電流將不斷增加,直到電動勢c=0時,預(yù)期電流才達(dá)到最大值。而出現(xiàn)電弧時,電弧電壓U不等于零,并且電弧電壓必須大于電動勢即U>e,才能迫使電流i改變預(yù)期的上升趨勢而迅速下降為零。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,也就是電感中所儲磁能不斷釋放出來的過程。因此,天津封閉式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。
氧化鋅過電壓限制器的選擇,目前絕大多數(shù)的廠家普遍采用氧化鋅過電壓限制器作為F-C回路的過電壓保護(hù)設(shè)備。專業(yè)封閉式熔斷器氧化鋅過電壓限制器由氧化鋅閥片疊加組成,具有十分優(yōu)異的非線性伏一安特性。正常電壓作用下,泄漏電流只有幾十微安,實際上相當(dāng)于一個對地絕緣的絕緣子,但在異常電壓發(fā)生時,它的電阻又非常小,過電壓行波過后,不存在工頻續(xù)流,是當(dāng)前使用較多的限制過電壓設(shè)備。高壓廠用電系統(tǒng)的中性點接地方式,不論是中性點不接地還是經(jīng)高阻抗接地的接地方式,都屬于中性點非有效接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)過電壓限制器的選擇難度較大,限制器的運行條件比較苛刻。由于非有效接地系統(tǒng)允許系統(tǒng)帶單相接地故障持續(xù)運行2h,因此非故障相的持續(xù)運行電壓將升高√3倍,天津封閉式熔斷器過電壓限制器的工頻電壓耐受能力應(yīng)按此條件選擇顯然,工頻電壓耐受能力要求越高,則過電壓限制器的額定電壓的選擇也相應(yīng)越高,相反它的保護(hù)效果越差。氧化鋅過電壓限制器雖然可以限制操作過電壓,保護(hù)電動機及低壓變壓器的主絕緣。
3~10kV電網(wǎng)的中性點接地方式包括傳統(tǒng)的不接地或經(jīng)消弧線圈接地,以及電阻接地等多種接地方式。要確定電網(wǎng)的接地方式,必須綜合考慮供電安全可靠性和連續(xù)性、配電網(wǎng)和線路結(jié)構(gòu)、過電壓保護(hù)和絕緣配合、繼電保護(hù)構(gòu)成和跳閘方式、設(shè)備安全和人身安等諸多因素。專業(yè)封閉式熔斷器下面簡要介紹幾種常用的接地方式及其對過電壓的影響。3~10kV電網(wǎng)的中性點接地方式可以簡單的歸納為單相故障時不(延時)跳閘和(立即)跳閘兩種類型。單相接地不跳閘的中性點接地方式包括不接地、經(jīng)消弧線圈接地和高電阻接地。過去國內(nèi)3~10kV電網(wǎng)大多采用這些接地方式,但隨著我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)電纜線路逐漸代替架空線和火力發(fā)電廠機組容量增大引起的電纜長度大幅增加,我國的3~10kV電網(wǎng)的中性點采用不接地或消弧線圈接地方式的做法已經(jīng)不能滿足電力工業(yè)建設(shè)發(fā)展和城市電網(wǎng)擴(kuò)充改造的需要。實踐證明,單相接地故障不立即跳閘的接地方式,天津封閉式熔斷器有利于提高供電連續(xù)性特別適合于故障幾率高、絕緣可自行恢復(fù)的以架空線路為主的配電網(wǎng),如農(nóng)村和中小城市供電網(wǎng)。
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