經(jīng)驗(yàn)之談快速熔斷器的應(yīng)用

1、快速熔斷器的特性與應(yīng)用快速熔斷器的特性與應(yīng)用1引言電力半導(dǎo)體器件熱容量小，在故障狀態(tài)下必須要有快速保護(hù)。而快速熔斷器（以下簡(jiǎn)稱快熔）具有與半導(dǎo)體器件類似的熱特性，是一種最好的保護(hù)器件。本文涉及的是封閉式有填料限流式快熔，在運(yùn)行中沒(méi)有外部現(xiàn)象。我國(guó)快熔的發(fā)展歷史可分為四個(gè)階段，第一代是六十年代全國(guó)聯(lián)合設(shè)計(jì)的RSO、RS3系列，參數(shù)為480A、750V及以下，分?jǐn)嗄芰?0kA，是一種體積較大、價(jià)格低廉、電壽命短的初級(jí)產(chǎn)品目前尚有相當(dāng)裝機(jī)量。

2、第二代是八十年代參考日本富士電機(jī)七十年代典型產(chǎn)品CS8F－1400－C而開(kāi)發(fā)的RSF系列。當(dāng)年該產(chǎn)品典型規(guī)格如1600A、1400A，滿足了與ZP1000硅整流管的匹配和分?jǐn)?00kA故障電流的要求，成為大型變流裝置的主要保護(hù)元件。該產(chǎn)品主要采用了園孔狀熔體技術(shù)。第三代是九十年代初引進(jìn)歐洲著名公司產(chǎn)品及相應(yīng)續(xù)延技術(shù)研制的快熔。其特點(diǎn)是采用在石英砂填料中添加鈉鹽的技術(shù)，使每電弧柵分?jǐn)嚯妷簭腁C150V提高到AC200V。但其缺點(diǎn)是分?jǐn)嗪蟮?/p>

3、絕緣電阻在多數(shù)情況下不易形成，甚至造成斷電后仍然有漏電現(xiàn)象，這是一種初級(jí)的加鹽產(chǎn)品。第四代是九十年代末為了克服分?jǐn)嗪舐╇姟⒅厝紗?wèn)題以及配合大功率電力半導(dǎo)器件的發(fā)展，要求更進(jìn)一步提高分?jǐn)嗄芰?，降低I2t等性能，經(jīng)過(guò)對(duì)基礎(chǔ)材料、基本制造技術(shù)的研究，在填料中增加了特制鉀鹽、鈉鹽等滅弧材料，使快熔總體水平有了大幅度提高，達(dá)到了每電弧柵分?jǐn)郃C250～300V分?jǐn)嗪竽苄纬?.5～500MΩ的絕緣電阻，制造優(yōu)良的快熔在分?jǐn)嗪?0min.內(nèi)能形成1～

4、30MΩ的絕緣電阻，可以配4″硅整流管。其主要技術(shù)指標(biāo)與當(dāng)代先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的產(chǎn)品同步，許多規(guī)格可以和法國(guó)、丹麥、德國(guó)、美國(guó)等產(chǎn)品互換，如RSM系列、BRS系列等。2快熔保護(hù)的配置快熔在半導(dǎo)體電力變流器保護(hù)中的配置，一般分為二類。（1）變流臂內(nèi)部并聯(lián)支路配置保護(hù)式，主要用于大功率和超大功率變流器的保護(hù)。當(dāng)變流臂中某一支路的器件因某種原因損壞，導(dǎo)致與之串聯(lián)的快熔保護(hù)分?jǐn)嗪螅话闱闆r下僅一個(gè)器件出故障，并不影響整個(gè)變流器的正常運(yùn)行，如圖1－2所

5、示。定電壓。經(jīng)電力半導(dǎo)體器件與快熔串聯(lián)短路試驗(yàn)驗(yàn)證，按半導(dǎo)體器件額定電流乘以一個(gè)系數(shù)，作為所選用快熔的額定電流。因快熔的額定電流是有效值，而半導(dǎo)器件額定電流是平均值，針對(duì)2（1）所述的保護(hù)方式，對(duì)第一代產(chǎn)品RSO、RS3系列而言，該系數(shù)可按整流管為1.4、晶體管為1.2、快速晶體管為1來(lái)??；如ZP1000配1400A快熔，針對(duì)2（2）所述的保護(hù)方式，則可依據(jù)閥電流IV以及變流裝置的負(fù)載特性選擇快熔。然后按變流器可能產(chǎn)生的最大故障電流，選

6、擇快熔的分?jǐn)嗄芰Γ?0kA或100kA（50kA為合格品，100kA為一級(jí)品）。3.2精選快熔的許多指標(biāo)是在IEC國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下確定的與變流器的使用條件有一定差距，所以要比較精確地計(jì)算和選用快熔是比較復(fù)雜的需分解快熔的各項(xiàng)重要性能才可以做出正確的選擇?，F(xiàn)將快熔性能分解如下：（1）電流通過(guò)能力的選擇快熔的額定電流是以有效值表示的。根據(jù)IEC60269－4、GB13539.4－92標(biāo)準(zhǔn)是在電流密度1～1.6Amm2的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)架上

7、確定的當(dāng)它用于變流器中時(shí)不可能有如此寬松的條件故必須降容使用。一般正常通過(guò)電流為標(biāo)稱額定電流的30％～70％。快熔使用時(shí)或其一端被半導(dǎo)體器件加熱另一端被水冷母排冷卻；或雙面都被水冷母排冷卻；或進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷；或自然冷卻控制溫升使之保持電流通過(guò)能力。若要計(jì)算熱平衡則需求出母排電功耗，快熔電工耗，各連接處電工耗，還要考慮散熱條件等。變流器中快熔的接頭處是一個(gè)容易被忽視的部位，接頭處的連接狀況，影響著快熔的溫升和安全運(yùn)行，為此必須保持接觸面的平

8、整和清潔。無(wú)鍍層的母排接觸面要去除氧化層；安裝時(shí)給予一致的壓緊力；最好使接觸面產(chǎn)生彈性變形。并聯(lián)的快熔要求逐個(gè)檢測(cè)接觸面壓降。（2）快熔的溫升與功耗快熔的功耗W為：W=ΔUIw（1）ΔU=f(Iw)（2）式中，Iw－工作電流ΔU－快熔的壓降快熔的功耗與其冷態(tài)電阻有很大關(guān)系，選用冷態(tài)電阻低的快熔有利于降低溫升，因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò)能力主要受溫升限制。如前所述，快熔接頭處的連接狀況，也影響快熔的溫升，要求快熔接頭處的溫升不應(yīng)影響相鄰器件的工作。試驗(yàn)