熔断器隔离开关负荷开关ppt课件.ppt

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1、熔断器、隔离开关、负荷开关一、熔断器1.概述熔断器是利用过载或短路电流将熔体熔断后，再依靠灭弧介质熄灭电弧以开断电路的电器。熔断器承担着保护电气设备和电网的重要任务，并且限制了不可避免的事故发生和确保了用户供电。按照保护对象的不同，分为三种：电力熔断器，电压互感器保护用熔断器，电容器保护用熔断器。熔断器一般由熔管、熔体、灭弧填充物、指示器、静触座等构成。熔断器分限流式和不限流式两种。限流式熔断器的灭弧能力强，可以在短路电流上升到最大值之前灭弧。(1)熔断器发展史简介1879年，最早的熔断器如下图所示，是由两根铁丝连接到一个金属球上，金属球用铅锡合金或其它低熔点导电材料制成，当有足够大的电流在足

2、够长的时间内通过熔断器时，金属球会熔化而坠落，使得电路分断。为了用于高压线路的开断，英国人制造了造价很高的油浸式熔断器。美国也在较高电压下推广应用油浸式熔断器。高压喷射跌落式熔断器，开断能力在数百～几千安培，已经有一百多年的历史。有单端、双端和逐级排气三种。灭弧原理是利用熔体自身熔断，形成电弧，然后在电弧高温作用下，将灭弧管内的产气材料气化产生大量气体，再依靠此气体在电流过零时将电弧吹灭。高压限流式熔断器，主要用于3～35kV系统。它的基本结构都是由瓷管或环氧玻璃纤维管、绕于柱式骨架上的熔丝、灭弧介质和指示触发器等组成。并在两端密封。它的触发器目前有三种：弹簧式、炸药式、鼓膜式。灭弧原理是靠石

3、英砂的强烈冷却作用，使得短路电流在达到最大值之前就被切断。因此，它的开断能力较大，开断时间也特别短。真空熔断器，体积小，额定电流数百安培，开断电流可达30kA以上。不同熔断器组合组成全范围熔断器。(1)由限流式和喷射式组成的高压全范围熔断器。限流式熔断器因石英砂具有限流作用，开断大故障电流能力很强，而开断低过载电流比较困难，喷射式熔断器对低过载电流的开断能力较强，而大电流故障的开断较为困难。将两者优点结合起来就可以组成全范围熔断器。(2)由限流式和真空式组成的全范围熔断器。真空熔断器的特点是对大电流(50kA以上)不能起限流作用，而对小电流易于开断。因此它与限流式组合起来可以达到全范围保护的目

4、的。(3)熔体由两种不同熔点的金属串联构成的全范围熔断器。这种熔断器的熔体是由在带状银熔体中间串入一种熔点较低的金属(如金硅合金)构成，其外面套有产气的辅助灭弧管。(4)采用冶金效应达到全范围保护的限流熔断器。它是在一般限流式熔断器的带状银熔体的表面敷置低熔点金属小球(如锡珠)以构成冶金效应点，这样可利用冶金效应使熔体在较小电流时熔断以开断低过载电流，而利用一般限流式熔断器在大电流的限流作用开断大的短路电流。(2)技术参数①时间－电流特性：分为弧前时间－电流特性和熔断时间－电流特性。下图所示为熔断器的时间－电流特性曲线：1——弧前时间－电流特性2——熔断时间－电流特性②额定电压：熔断器长期工作

5、时和开断后能承受的电压；额定电流：允许长期通过的电流。③额定开断能力：指在规定使用条件（线路电压、功率因素或时间常数）下，熔断器所能开断的预期电流（交流为有效值）。④截断电流特性：指在规定的使用条件下，表示截断电流与预期电流的关系特性，截断电流是任何非对称情况下所能达到的最大值。⑤I2t：表示被熔断器所保护的电路中1Ω电阻所释放的焦耳能。2.高压交流熔断器的基础知识（1）熔体狭颈的形状对时间-电流特性的影响（2）熔体材料和熔体厚度的应用范围在高压限流熔断器中，通常采用纯银作为熔体材料。熔体厚度的选择要从各方面来考虑，如熔体的结构强度、正常工作下的散热状况和开断短路电流时的突然发热等，但主要考虑

6、正常工作下的散热。经常用2片熔体并联来替代相同电流密度的熔体，这样，正常工作下的温升有显著降低。（3）冶金效应的应用为了缩短熔断器在过载电流时的熔化时间，常在熔体上设置软锡焊点。当熔断器一旦发生过载现象，则在熔体的软锡点上发生扩散过程，即软锡焊点处的锡会渗透到纯银熔体材料中，这种现象称为金属的扩散作用，也称冶金效应。利用软锡焊点可以降低纯金属的熔化温度。举例来说，纯银的熔点为960度，而加入软锡后，软锡焊点处的熔点可降低到220度左右，可以大大缩短过载电流的熔化时间。（4）外壳外壳是用来安放熔体和石英砂(灭弧介质)的容器。它应具有良好的电气绝缘性能和能承受熔断器开断短路电流过程中产生的冲击压力

7、(最高可达100MPa)。同时能承受短路电流产生的暂时的高温，可能达到300度。目前一些高压熔断器制造厂采用高强度陶瓷或高氧化铝陶瓷作为熔断器的外壳，根据发展趋势，部分厂家已开始采用耐高温的高强度玻璃纤维管做外壳。熔断器的外壳两端连接向外导电的铜导体，根据国际标准规定有两种型式：圆筒形状(插入式)和平板形状(母线式)。外壳的一端还装有指示器或撞击器，指示器用来判断熔断器是否熔断，撞击器除用来指示熔