利用振荡回路进行限流熔断器试验的可行性分析

介绍了用振荡回路作限流熔断器分断能力试验的可行性，分析了限流熔断器在分断短路电流过程中的物理现象。推荐了一种作限流熔断器试验的振荡回路，并例举了限流熔断器在振荡回路上作短路电流分断试验的结果。     

熔断器分断试验的数学模拟

一、引言限流式熔断器是在它的最大分断电流(I_1)和在接近最大电弧能量的电流(I_2)下进行试验的。本文涉及了在这些条件下限流式熔断器分断情况的模拟。模拟的前提是在允许的电流密度范围中,假设并联的熔体元件所承受的回路电流和分断能力均相等。图1给出了模拟试验条件下的等值回路。开关K在t=0时闭合,形成短路。短路电流由式(1)决定:     

一种符合IEC标准的电压互感器保护用真空式限流熔断器

目前,国际上还没有能够完全保护电压互感器的熔断器,以及相应的IEC标准。笔者研究了一种新型的真空混合式全范围限流熔断器来保护电压互感器,为制定出相应的IEC标准提供技术支持,并指导该类产品的设计、制造、试验和运行。该产品是由真空熔断器和限流熔断器串联组成,采用环氧树脂工艺浇铸而成。根据熔断器的基本工作原理,利用真空熔断器具有特别陡的时间-电流特性,来开断小过载电流;利用限流熔断器来开断大过载电流和短路电流。试验结果验证该熔断器能够保证在额定电压因数波动范围为1～1.2时能够长期正常工作,额定电压因数为1.9时可以在30s内可靠动作,并且顺利开断了31.5kA的短路电流,实现了对电压互感器的妥贴保护。该产品具有结构新颖、性能安全可靠、性价比高等优点。     

高压限流熔断器熔断过程及过电压研究

为较准确地计算熔断器开断产生的各种情况的过电压,分析了高压限流熔断器的内部结构,并用有限元法建立了高压限流熔断器模型。用有限元计算软件ANSYS求解该模型的结果表明该法能准确地描述熔断器熔断过程,并较为精确预测弧前时间。把该模型计算的结果应用到基于EMTP程序的熔断器开断过电压仿真计算中,其仿真过电压波形与实际熔断器短路试验电压波形较为接近,且能够准确计算出大短路电流条件下的开断过电压峰值,验证了熔断器模型的正确性。     

电弧触发式电磁斥力高速开断混合型直流限流装置设计与试验

针对目前商用化最为普遍的电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器存在的两个问题,从更改机理的角度出发,提出一种电弧触发式电磁斥力混合型限流熔断器方法。电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器采用电子测控作为短路检测的手段,可能存在因电磁干扰带来的误动。新方案采用电弧触发检测作为短路检测的手段,从机理上避免了电磁干扰可能带来的影响。电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器采用爆炸辅助开断作为快速形成断口的手段,炸药的存在带来了安全性较低,高温下易分解的问题。新方案采用电磁斥力辅助开断作为快速形成断口的手段,从机理上避免了使用炸药带来的问题。针对灭弧熔断器,建立了含熔体烧蚀、截面扩展的数值计算模型,经对比,仿真结果与试验结果的一致性较好。研制了电弧触发式电磁斥力高速开断混合型限流熔断器原理样机,进行了2.7A/?s初始短路电流上升率条件下的整机分断试验,短路电流被限制在2.55k A,整个分断过程耗时1.7ms,成功分断的试验结果证明了设计方案的有效性。     

大容量高压真空式全范围限流熔断器

介绍了高压全范围限流熔断器在国外发展的情况，阐述了我国正在研究开发的一种创新的大容量高压真空式全范围限流熔断器。该真空式熔断器主要是利用了真空熔断器具有十分稳定的开断小过负荷电流的特点和石英砂填料熔断器具有显开断短路电流的限流作用，使其互相配合而成的新型全范围熔断器。它具有许多特点，如对于任何预期电流，在熔体熔化起弧后的第1次电流过零或第2次电流过零时就能灭弧，且无过电压，功率损耗小等。     

城网建设与高压开关

5.熔断器的结构与选择 限流熔断器依靠填充在熔体周围的石英砂对电弧的吸热和游离气体向石英砂缝隙扩散的作用进行熄弧。限流熔断器用直流熄弧的方法开断电流,即在强力冷却的熄弧过程中,建立起高于工作电压的电弧电压,因而它具有限流作用。这种限流熔断器的优点是,当大的预期短路电流出现前,在电流最初上升阶段就被开断,此时尚未达到预期电流的峰值。这样,后面的电气设备就免受高的电动负荷与热负荷的冲击,而且可不按熔断前出现的全短路电流设计,这会带来巨大的技术经济效益。     

基于电磁斥力型开断器的限流熔断器设计与实验

快速限流熔断器是目前商用化最广泛的限流保护技术之一,然而现有快速限流熔断器中的开断器大都采用炸药爆炸产生的冲击力进行驱动使其分断,炸药在实际应用中存在易分解、不耐高温、安全性低、价格昂贵等缺陷。本文针对炸药型开断器存在的问题,在已研制出的限流熔断器基础上对其开断器进行了改进设计,提出了一种基于电磁斥力型开断器的新型限流熔断器方案,其特点是采用了电磁斥力技术代替炸药来实现开断器的快速分断。开展了额定320V/3kA直流限流熔断器样机的设计及分析,进行了电磁斥力型开断器的分断测速实验和温升实验。实验表明电磁斥力型开断器可以达到与原炸药型开断器相近的工作性能,最后通过限流熔断器样机分断预期25kA短路电流实验证明了新方案的可行性及有效性。     

油浸式变压器保护用高压限流全范围熔断器

介绍一种专用于美式箱式组合变压器中，作为其过载和短路保护的高压限流全范围熔断器，阐述了熔断器的结构、特性，及油密封性。同时还介绍了这种熔断器的开断试验、绝缘性能试验、温升试验和时间电流特性试验，以及试验结果的分析。     

高压大电流限流熔断器合成试验回路的实验研究

介绍了高压、大电流限流熔断器的合成试验回路及其工作原理和等价性的分析,并给出了额定电流120A、额定电压13.8kV、预期开断电流100kA(周期分量有效值)的实验结果,验证了合成实验回路的等价性与可行性。     

冲击发电机系统的过电压防护研究

为了设计冲击发电机系统的金属氧化物避雷器MOA保护系统,计算了开断时间极快,产生过电压较断路器操作过电压高的限流熔断器过电压;采用有限元方法分析限流熔断器熔体的熔化、汽化过程,得到熔体的热电耦合模型,该模型可求出熔断器开断过程的电阻-时间特性;在EMTP/ATP中建立熔断器开断试验系统模型,并分析接入不同类型MOA时,发电机端、熔断器端的过电压幅值;建立MOA的有限元模型,研究MOA的热特性和使用寿命。在冲击发电机系统中进行的不同型号限流熔断器开断试验验证了计算结果,该MOA保护方案能有效的保护发电机。     

基于卡拉汉数值仿真的限流熔断器暂态计算

高压限流熔断器因其限制短路电流能力强、保护性能好而在电力系统中正得到广泛应用,但是熔断器保护动作引起的过电压往往容易对系统设备造成不利影响。为此,基于卡拉汉数值算法着重研究限流熔断器动作过程中的过电压及电流暂态。首先建立了高断力限流熔断器保护动作过程的非线性电阻模型;接着运用半隐格式的卡拉汉数值算法代替EMTP/ATP软件,计算得到了限流熔断器试验回路的熔断器过电压和开断电流波形,数值建模和仿真计算中还综合考虑了其过电压保护MOA避雷器的影响;最后得到了与热效应相关的熔化I2t和合闸相角关系曲线,这对于试验考核熔断器的性能具有指导意义。数值计算与现场实测的比较结果证明,卡拉汉数值算法具有较高的精确性和可靠性,编程实现简便,程序灵活适用,模拟结果准确,可以避免大量现场重复的试验工作,该研究结果对限流熔断器试验可提供实际的参考依据。     

高压混合型限流熔断器用电弧触发器的弧前特性

采用电弧触发器的高压混合型限流熔断器相对于普通限流熔断器具有功率损耗低、限流能力强的优点;相对于采用电子控制的混合型限流熔断器而言,因为无需外部电源、传感器及电子控制单元,提高了可靠性,减小了体积。为促进其应用,针对其关键部件——电弧触发器开展研究,设计了额定电流500 A的电弧触发器,建立其热电耦合模型,基于该模型分析了不同电流上升率及焊接状况下触发器的弧前特性。研制了电弧触发器实验样机并完成了系列起弧实验,实验结果验证了设计和分析的正确性。     

Current-Limiting Fuse Applications in Cement Plants

The characteristics of current-limiting fuses are examined for their application in electrical distribution systems in cement plants. The characteristics covered in this paper include: current-limiting effects, fuse classes, and fuse ratings as established by NEMA and UL, Inc. The current-limiting capability of today's modern fuses is examined in its application to system component protection. The withstand rating of various components of an electrical distribution system is examined to determine acceptable values of thermal energies and magnetic forces occurring during short-circuit conditions.     

直流混合型限流开关分析与设计

为研究一种适用于船舶直流电力系统短路保护的限流装置,提出基于斥力开关及快速熔断器的直流混合型限流开关方案.斥力开关在短路发生后迅速分断,电流转移到与开关并联的快速熔断器支路,由快速熔断器完成短路电流的分断和能量的吸收.研制了额定640 V/600 A的原理样机,进行了预期电流峰值为100 kA,时间常数为7 ms的限流...     

Analytical Method for Coordination of Surge Arresters with Current-Limiting Fuses

Many industrial power systems have lightning exposure, requiring surge (lightning) arresters; dry-type transformers, requiring low protective levels; and high available fault currents, making the use of current-limiting fuses desirable. On occasion, current-limiting fuse arc voltages have resulted in destruction of low characteristic arresters. A traditional guideline has been to select arrester types and ratings that will not spark over on current limiting fuse maximum arc voltage?an approach that may not be entirely viable for industrial systems. A step-by-step analytical approach to the selection of surge arresters for use with current-limiting fuses is presented. The method presumes arrester sparkover and is based on determination of system energy, fuse arc voltage and arrester back voltage characteristics, and arrester energy capability.     

Selection and Coordination Criteria for Current-Limiting Fuses

Generally, the application of current-limiting fuses involves many parameters not normally associated with other types of fusing. Each parameter in itself is important enough to drastically affect the performance of the fuse package. A summary guideline and explanation of these parameters is given, allowing a more knowledgeable selection of current-limiting fuses.     

单台电容器内部故障保护的合理选择

电容器内部故障保护的合理选择是提高电容器装置运行可靠性的重要手段。目前,常常出现因单台电容器内部故障保护选择配置不合理而使电容器组故障扩大的情况,不利于电容器组的安全运行。文中介绍了小电流开断方式和大电流开断方式下的外熔断器的选用原则,内熔丝的保护原理及内熔丝电容器并联元件数的选择原则,还举出了内熔丝和外熔断器电容器的配置实例。