噴射式熔斷器
高壓噴射式熔斷器,簡(jiǎn)稱噴射式熔斷器。是當(dāng)線路短路或過(guò)載時(shí),熔體被熔化形成電弧,彈力作用下電弧被拉長(zhǎng),電弧高溫使周圍產(chǎn)氣介質(zhì)分解成氣體,載熔體管內(nèi)壓力迅速升高,隨熔化的金屬形成縱向氣流的游離氣體噴射出管外,使電弧熄滅的一種熔斷器。
中文名 噴射式熔斷器
外文名 Jet type fuse
全 稱 高壓噴射式熔斷器
排氣方式 雙端排氣、單端排氣和逐級(jí)排氣
滅弧介質(zhì) 工程復(fù)合管、硼酸和固體材料等
安裝方式 戶外柱上架空式和戶內(nèi)柜用插入式
簡(jiǎn)介
射式熔斷器按排氣方式可分為雙端排氣、單端排氣和逐級(jí)排氣;按滅弧介質(zhì)目前有工程復(fù)合管、硼酸和固體材料等類型;按動(dòng)作結(jié)構(gòu)主要有彈出式、敞開(kāi)隔離式和跌落式;按安裝方式有戶外柱上架空式和戶內(nèi)柜用插入式(含橫插式和縱插式)。常見(jiàn)結(jié)構(gòu)原理是:
1、彈出式熔斷器結(jié)構(gòu)原理是單柱絕緣子兩端固定有扭力彈簧叉,將包有滅弧劑的熔斷件拉緊,故障發(fā)生時(shí)熔體熔化起弧后兩端彈簧迅速拉長(zhǎng)電弧,同時(shí)弧溫使消弧管內(nèi)藥劑分解產(chǎn)生氣壓爆開(kāi)電弧,并自然熄滅的一種熔斷器,特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本極低,用作工作時(shí)線路保護(hù),小容量變壓器保護(hù),開(kāi)斷電流較小,安一秒特性不穩(wěn)。
2.雙端排氣式熔斷器結(jié)構(gòu)原理是載熔件內(nèi)設(shè)有可彈出的熔斷件,開(kāi)斷故障電流時(shí)熔體熔化后的電弧靠熔管產(chǎn)生的去游離氣體熄弧,同時(shí)向熔管雙端排氣結(jié)構(gòu)的熔斷器。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、成本低、使用壽命短,開(kāi)斷小電流(20%以下容量)能量不足。
3、單端排氣式熔斷器結(jié)構(gòu)原理是載熔件一端裝設(shè)有固定帽,開(kāi)斷故障或過(guò)載電流時(shí)。熔管內(nèi)熄弧介質(zhì)所產(chǎn)生的游離氣體只能限制在另一端排氣結(jié)構(gòu)的熔斷器。特點(diǎn)是開(kāi)斷中小故障電流很穩(wěn)定,較大短路電流時(shí)有一定難度,易產(chǎn)生熱阻效應(yīng),對(duì)熔管材料、管徑、管長(zhǎng)要選擇得當(dāng)。造價(jià)比雙端排氣結(jié)構(gòu)稍高。
4、逐級(jí)排氣式熔斷器結(jié)構(gòu)原理是載熔件一端加裝有釋壓帽,開(kāi)斷小倍數(shù)電流時(shí)由熔管內(nèi)小徑消弧熔腔積蓄氣壓滅弧,并向規(guī)定一端排氣,開(kāi)斷中等或大短路電流時(shí)熔管內(nèi)大小各腔介質(zhì)同時(shí)產(chǎn)生去游離氣體熄弧,并沖開(kāi)釋壓裝置,形成雙端排氣的一種熔斷器。特點(diǎn)是能兼顧大小故障電流的開(kāi)斷,制造成本與同類單端排氣結(jié)構(gòu)接近。
噴射式熔斷器結(jié)構(gòu)
噴射式熔斷器的特點(diǎn)是:其上觸頭設(shè)計(jì)成嵌入式,熔管有上下噴射口,采用鈕扣式熔絲。
將熔絲尾端從熔管上端穿入,使鈕扣套入上噴射口,在鈕扣上方加上釋壓片,用釋壓螺帽擰緊,將彈簧翻板扳向下噴射口,拉緊熔絲尾部繞到熔管的螺栓上,并擰緊螺栓,只有熔絲被拉緊,熔管才能牢牢嵌入上觸頭。該型熔斷器的熔管采用逐級(jí)排氣式結(jié)構(gòu),當(dāng)開(kāi)斷小故障電流時(shí),由于熔管上端釋壓裝置是封閉的,形成向下的單向排氣,使熔管內(nèi)保持足夠大的壓力,有利于熄滅小故障電流產(chǎn)生的電弧,而且減少了燃弧時(shí)間和滅弧材料的消耗。當(dāng)開(kāi)斷大故障電流時(shí),熔管上端的釋壓片被沖開(kāi),形成雙向排氣,以降低熔管的壓力,防止開(kāi)斷大故障電流時(shí),熔管爆開(kāi)而損壞。
國(guó)外產(chǎn)品技術(shù)水平
國(guó)外噴射式熔斷器用于額定電壓在3~138kV電力系統(tǒng)中,其額定電流為5~400A,作為線路、變壓器、電容器等電氣設(shè)備的過(guò)載和短路保護(hù),僅日本7.8~15kV系統(tǒng)年耗量約120~140萬(wàn)支。美國(guó)用量更為普遍,以美國(guó)農(nóng)電為例,它服務(wù)于70%國(guó)土面積,一般采用戶外無(wú)人值班電站,線路、電容器組主要裝設(shè)熔斷器,由于用戶分散性大,每家每戶主變?nèi)萘慷疾淮?。保護(hù)一次側(cè)采用熔斷器,二次側(cè)裝設(shè)熔斷器和分段器來(lái)保護(hù)和監(jiān)控,可見(jiàn)熔斷器用量之大。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo),獨(dú)聯(lián)體國(guó)家噴射式熔斷器平均故障率只有0.033臺(tái)/年,由此可見(jiàn)噴射式熔斷器具有成本低,用量大,安裝方便,可靠等諸多優(yōu)點(diǎn),特別在英語(yǔ)系國(guó)家是種不可小視的產(chǎn)品。
產(chǎn)品的共同特點(diǎn):
(1)載熔件同時(shí)可供固定帽、釋壓帽和安全針式帽來(lái)確定排氣方式。
(2)熔斷器可兼?zhèn)涓綦x開(kāi)關(guān)、組合避雷器(分體式和一體式)和組合負(fù)荷開(kāi)關(guān)(板式和管式的產(chǎn)氣結(jié)構(gòu))功能。
(3)觸頭導(dǎo)電體均為鑄銅件鍍銀層,噴口關(guān)鍵材料和彈簧均采用不銹鋼,其它金屬件均為滲鋅或熱鍍鋅處理。
(4)絕緣件均為實(shí)心高強(qiáng)瓷,支持件的固定有內(nèi)澆式和U型抱箍式。
(5)熔斷件均采用NEMA標(biāo)準(zhǔn),可供K、T、H等多種速率,結(jié)構(gòu)有扭扣式和專用式。普遍以主熔體繞張力絲結(jié)構(gòu),消耗管填充石英砂或硼酸介質(zhì)輔助滅弧,釋壓片用銅合金和不銹鋼片為多。
(6)12kA以下開(kāi)斷值以工程或環(huán)氧復(fù)合管滅弧為主,12kA以上開(kāi)斷值采用固態(tài)材料滅弧為主。
國(guó)內(nèi)產(chǎn)品技術(shù)水平
國(guó)內(nèi)噴射式熔斷器發(fā)展有近50年歷史,早期以仿蘇產(chǎn)品為主,70年代中期自研改進(jìn)了不少產(chǎn)品,因產(chǎn)品材料和設(shè)計(jì)水平所限,制造水平提高不大,80年代后期隨引進(jìn)與技術(shù)交流增多,噴射式制造水平有了長(zhǎng)足發(fā)展。目前12kV級(jí)復(fù)合管滅弧熔斷器基本具備世界水平,40.5kV復(fù)合管滅弧熔斷器正接近國(guó)外水平,電容單臺(tái)保護(hù)用熔斷器與國(guó)外基本同步,40.5kV以上、開(kāi)斷電流12.5kA以上的非復(fù)合管滅弧方式的熔斷器國(guó)內(nèi)仍處于空白。
目前較有影響的噴射式熔斷器是北三開(kāi)等單位出口的RWl0型系列,西高所、太一開(kāi)、湛高等研制的RWll型系列,電科院、重開(kāi)研制的PRWGl型,常德開(kāi)關(guān)廠、長(zhǎng)沙高壓開(kāi)關(guān)廠的PRWG2型系列。國(guó)內(nèi)使用電壓在3~12kV,年用量約60~80萬(wàn)支,制造廠約有200多家,其中生產(chǎn)達(dá)標(biāo)產(chǎn)品的企業(yè)約有30~50家。據(jù)97年統(tǒng)計(jì),年用量80%是被RW3、RW7等雙端排氣不符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品所占,新系列產(chǎn)品只占不足20%份額,銷量最好的兩種RW10、RW11系列只占約17%的銷量,由此可見(jiàn)新品發(fā)展不容樂(lè)觀。 [2]
與國(guó)外同類產(chǎn)品比較
(1)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品滅弧方式顯得單調(diào),未開(kāi)展其它產(chǎn)氣介質(zhì)的研究,滅弧材料跟不上世界水準(zhǔn)。40.5kV滅弧管和消弧管,69kV、126kV一次性保護(hù)載熔件應(yīng)用都落后于國(guó)外。制約了大容量高電壓等級(jí)產(chǎn)品的發(fā)展。
(2)許多用戶對(duì)噴射式熔斷器的選型處于70年代水準(zhǔn)。觀點(diǎn)太落后,致使制造設(shè)計(jì)回潮型產(chǎn)品,用廉價(jià)材料犧牲其使用壽命和性能來(lái)贏得市場(chǎng),而國(guó)外產(chǎn)品則重在耐腐性、環(huán)保性、長(zhǎng)壽命上做文章。
(3)熔斷件的安裝、使用、售后服務(wù)跟不上,甚至用戶不會(huì)安裝熔斷件,熔斷件的包裝、保管、搬運(yùn)常引起熔體的氧化受損和變形,影響保護(hù)特性。國(guó)外有專門的培訓(xùn)和售后服務(wù),每根熔斷件都采用專用包裝盒封裝,可確保正確使用和保護(hù)特性誤差±10%水平。
發(fā)展趨勢(shì)
高壓噴射式熔斷器在以上幾方面可能有所發(fā)展:
1、按1EC282-2新版要求,提高性能按照不同使用場(chǎng)合進(jìn)行不同要求的試驗(yàn),特別是開(kāi)斷電流次數(shù)提高到18次,應(yīng)發(fā)展高效能產(chǎn)氣材料和合理結(jié)構(gòu),并開(kāi)展多斷口熔體技術(shù)的應(yīng)用研究。
2、提高熔斷件制造水平,特別是熔體材料的穩(wěn)定性,發(fā)展無(wú)銀低熔點(diǎn)熔體材料技術(shù),
如:錫、鉑、銅、鋁及合金材料,雙金屬熔體技術(shù)。
3、發(fā)展200~400A電流,12kV~40.5kV級(jí)再裝載熔件的噴射式熔斷器,開(kāi)展69~126kV級(jí)一次性載熔件應(yīng)用研究。
4、發(fā)展戶內(nèi)噴射式熔斷器產(chǎn)品,如:防噪聲、防火、防爆性及其混合式熔斷器。
5、擴(kuò)展噴射式熔斷器的服務(wù)功能性。如高效切負(fù)荷裝置的熔斷器,與避雷器組合式、重合閘式、三相連動(dòng)式等組合功能的熔斷器。