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熔断器是一种用易熔元件断开电路的过电流保护器件,当过电流通过易熔元件时,就将其加热并熔断。根据这个定义,可以认为,熔断器响应电流,并对系统过电流提供保护。

所有熔断器应能通过连续额定电流;额定电流为100A及以下的熔断器,当熔体连续通过200%~240%额定有效电流时,在5min内熔断;额定电流为100A以上的熔断器,当熔体持续通过220%~264%额定有效电流时,在10min内熔断。

(1)限流电力熔断器当线路中可能达到的短路电流超过下一级设备过电流能力或普通熔断器或标准断路器等的断流容量时,可采用限流熔断器。

交流限流熔断器是一种在其额定断流范围内和限流范围内能安全断开所有有效电流值的熔断器。在额定电压下,将清除故障时间限制在等于或小于第一周全电流或对称电流的波谷期内。并限制最高允许通过电流低于用相同于熔断器的阻抗的导体代替熔断器时可能产生的峰值电流。可以用限流熔断器限制允许通过电流及发热量到一定限度,以保护设备避免受到过大的磁应力或过高发热量的危害。

在电动机启动器、带熔断器的断路器以及电动机和馈电线路的带熔断器的开关中,都广泛使用这种熔断器来保护母线和电缆。

限流熔断器的设计,使得在第一半周波预期的峰值电流达到之前,熔断熔体,在线路中形成一高电弧电阻。限流熔断器首先是与启动电动机的接触器配合使用,将短路电流限制在接触器允许值范围内,从而使其成为能用于600V以上系统的大断流容量启动装置。现在已广泛用于大容量建筑物或电力系统需要限制短路电流以保护设备的地方。典型应用是用来保护电压互感器及保护大容量系统中的小型负荷。限流电力熔断器的时间一电流特性曲线近似于垂直线,这使得它很难同负载侧的过电流继电器配合。

当熔断时,限流熔断器的电流强制作用在系统中产生瞬态过电压。为了适当地加以控制,可能要采用相应的防止浪涌的保护设备。加在浪涌避雷器上的负载相当大,在选择设备时,必须仔细考虑。

(2)非限流熔断器(H级)这种熔断器能断开过电流达10kA,但不能像限流熔断器那样,限制流过的电流。因此,只能应用在最大有效故障电流不超过10kA的电路中,而且被保护设备应完全能承受这种故障条件可能达到的故障电流峰值,除非这种熔断器作为综合设备的一部分,并经过型式试验,证明可以用于较高的故障电流水平。

(3)双元件熔断器或延时熔断器双元件熔断器有两种不同熔断特性的响应电流的熔体串联在一个熔管内。熔断器只能用一次,它和普通熔断器一样,快速动作元件用来作短路电流的保护。延时元件允许短时间过负荷,过负荷延续时才熔断。这种熔断器最重要的用途是用作电动机和变压器保护。这种熔断器在电动机启动或变压器励磁涌流时不致断开,而又能避免电动机及分支线路受持续过负荷的危害。

(4)消弧型熔断器这种熔断器通常用在配电系统的熔断开关或隔离开关中。为了断开故障电流,在消弧管内装有易熔元件和消除电离的纤维衬套。在熔断器管内迅速产生的高压气体,从熔断器的一端或两端排出,成功地遮断电弧。封闭式、开启式以及敞开熔体式的灭弧型熔断器均可作熔断开关使用,封闭式熔断开关,其接线端子、熔体夹及熔断器座全部装在绝缘封闭外壳内。开启式熔断开关的这些部分全部是敞露的,无整体的熔断器座,消弧管是熔断开关的一部分。

熔断式熔断开关和隔离开关可用于户外,作为配电系统的保护,以及用于馈电电路的线路故障和过负荷保护、变压器一次侧故障保护和电容器组的故障保护。

在断路过程中,由于气体迅速释放,因此,消弧式熔断器动作时声音相当大。当消弧式熔断器像隔离开关那样装在封闭外壳内时,必须特别注意排出可能释放的电离气体,这些气体可能在各带电部件之间引起闪络。

虽然没有断流容量额定值,但该产品作过10kA交流短路电流试验。这三种型式为:无延时而各种规格可互换的爱迪生基座,有延时而各种规格可互换的爱迪生基座以及有三个不可互换的,规格为:0~15A,16~20A及21~30A的S型基座。对延时旋塞式熔断器要求在200%额定值时,至少有12s的延时。

管式熔断器的熔体有可更换和不可更换两种。不可更换式熔断器是由工厂一体化装配的,而且在熔断之后必须全部更换。可更换式熔断器能拆开更换熔体。可更换式熔体通常比不可更换式熔体有较长的延时。并且有些类型在中等程度的过电流时,其延时是相当长的。

国家标准对各级熔断器规定额定电流、额定电压、额定频率、额定断流容量、最高允许通过电流及放出的最大热能0.24I2t。在某一过负荷值(如达到额定值的135%~200%)时的最大断开时间、用于延时的条件及在规定过负荷百分值时的最小断开时间。根据这些参数和各种过电流试验数据由制造厂绘制成时间一电流曲线。

通常,这些曲线是以可能达到的电流有效值(仅大于0.01s)为基准,并表示出平均熔断时间。不过,有些制造厂的曲线中还表示出最小熔化时间,最大清除故障时间或“有效”时间。在使用这些曲线时要注意,要和相应的特性一一对照。熔断器必须按电压、载流容量和额定断流容量来选择。当熔断器必须同其它熔断器或断路器配合使用时,电流一时间特性曲线,最高允许通过电流曲线和I2t曲线可能很有用

负荷特性将确定熔断器所需要的延时特性。如果熔断器在电路中串接使用,主要核实短路时的配合,即在故障时,下一级熔断器的I2t清除值,应比上一级熔断器的I2t清除值短。

熔断器制造厂颁发有列出熔断器选择性动作的比值表。假若使用的各种熔断器是同一制造厂的产品,利用这些表就可以进行配合,而勿需仔细分析。当上一级断路器与下一级熔断器配合时,熔断器通过的热能(0.24I2t清除时间,一定要小于释放断路器脱扣锁定机构所要求的时间。这是许多类型断路器所不容易实现的,在电流大于断路器瞬时脱扣装置的吸合值或时间少于0.01s的范围内,会发生不正常的动作。

虽然正确选择保护断路器、启动器或电缆线路的熔断器,一般在故障条件下可防止设备损坏,但是某些电器的结构,实际上允许双金属片、触头及其它部件有损坏。除非组合设备已当作一个整体装置进行特定的试验,及规定其额定值外,在开关或其它可熔断装置中应用已给定断流容量的熔断器时,不要把此断流容量作为该设备的额定值。例如:一个开关,当在某一故障电流条件下,可能不能承受限流熔断器的允许通过能量。当组合设备没有标明额定值时,则应该以熔断器或装置中额定值最小的作为该设备的额定值

熔断器的额定电压值应当按等于或高于使用熔断器的系统额定电压来选择。当将某一额定电压的高压限流熔断器用于较低的额定电压线路上时,必须考虑当遮断大故障电流时由于熔断器的零电流强制作用引起的过电压的大小与影响。实践表明

任何标明额定电压值的低压熔断器总能满意地在较低的供电电压上运行。

熔断器的额定电流值应按断开故障电流或过负荷电流来选择,而不是按涌入电流来选择。必须考虑环境温度与外壳型式对熔断器性能的影响。必须要求熔断器制造厂供给对异常环境温度的校正系数。