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熔断器的工作原理、常见种类及性能比较

阅读次数:928    2023-04-25 13:56:24

一、工作原理

利用金属导体作为熔体串联于电路中,当过载或短路电流通过熔体时,因其自身发热而熔断,从而分断电路的一种电器。熔断器结构简单,使用方便,广泛用于电力系统、各种电工设备和家用电器中作为保护器件。

二、常见种类

插入式熔断器:它常用于380V及以下电压等级的线路末端,作为配电支线或电气设备的短路保护用。

螺旋式熔断器:熔体上的上端盖有一熔断指示器,一旦熔体熔断,指示器马上弹出,可透过瓷帽上的玻璃孔观察到,它常用于机床电气控制设备中。螺旋式熔断器。分断电流较大,可用于电压等级500V及其以下、电流等级200A以下的电路中,作短路保护。

封闭式熔断器:封闭式熔断器分有填料熔断器和无填料熔断器两种,如图3和图4所示。有填料熔断器一般用方形瓷管,内装石英砂及熔体,分断能力强,用于电压等级500V以下、电流等级1KA以下的电路中。无填料密闭式熔断器将熔体装入密闭式圆筒中,分断能力稍小,用于500V以下,600A以下电力网或配电设备中。

快速熔断器:快速熔断器主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。由于半导体元件的过载能力很低。只能在极短时间内承受较大的过载电流,因此要求短路保护具有快速熔断的能力。快速熔断器的结构和有填料封闭式熔断器基本相同,但熔体材料和形状不同,它是以银片冲制的有V形深槽的变截面熔体。快速熔断器通常简称“快熔”,其特点是熔断速度快、额定电流大、分断能力强、限流特性稳定、体积较小。  

自复熔断器:采用金属钠作熔体,在常温下具有高电导率。当电路发生短路故障时,短路电流产生高温使钠迅速汽化,汽态钠呈现高阻态,从而限制了短路电流。当短路电流消失后,温度下降,金属钠恢复原来的良好导电性能。自复熔断器只能限制短路电流,不能真正分断电路。其优点是不必更换熔体,能重复使用。

三、熔断器和断路器的性能比较 

熔断器:

1、熔断器的主要优点和特点

①选择性好。上下级熔断器的熔断体额定电流只要符合国标和IEC标准规定的过电流选择比为1.6:1 的要求,即上级熔断体额定电流不小于下级的该值的1.6 倍,就视为上下级能有选择性切断故障电流;

②限流特性好,分断能力高;

③相对尺寸较小;

④价格较便宜。

2、熔断器的主要缺点和弱点

①故障熔断后必须更换熔断体;

②保护功能单一,只有一段过电流反时限特性,过载、短路和接地故障都用此防护;

③发生一相熔断时,对三相电动机将导致两相运转的不良后果,当然可用带发报警信号的熔断器予以弥补,一相熔断可断开三相;

④不能实现遥控,需要与电动刀开关、开关组合才有可能。

非选择型断路器:

1、主要优点和特点

①故障断开后,可以手操复位,不必更换元件,除非切断大短路电流后需要维修;

②有反时限特性的长延时脱扣器和瞬时电流脱扣器两段保护功能,分别作为过载和短路防护用,各司其职;

③带电操机构时可实现遥控。

2、主要缺点和弱点

①上下级非选择型断路器间难以实现选择性切断,故障电流较大时,很容易导致上下级断路器均瞬时断开;

②相对价格略高;

③部分断路器分断能力较小,如额定电流较小的断路器装设在靠近大容量变压器位置时,会使分断能力不够。现有高分断能力的产品可以满足,但价较高。

选择型断路器:

1、主要优点和特点

①具有非选择性断路器上述各项优点;

②具有多种保护功能,有长延时、瞬时、短延时和接地故障(包括零序电流和剩余电流保护)保护,分别实现过载、断路延时、大短路电流瞬时动作及接地故障防护,保护灵敏度极高,调节各种参数方便,容易满足配电线路各种防护要求。另外,可有级联保护功能,具有更良好的选择性动作性能;

③现今产品多具有智能特点,除保护功能外,还有电量测量、故障记录,以及通信借口,实现配电装置及系统集中监控管理。

2、主要问题

①价格很高,因此只宜在配电线路首端和特别重要场所的分干线使用;

②尺寸较大。

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