快速熔断器_快速熔断器工作原理_快速熔断器参数(3)

式中，to－故障电流开始时刻,tm－熔体变为液态时

刻,C－熔体材料系数。

低倍数故障电流的I2t值则因部分能量通过外壳传导至外界，此时间段的弧前I2t值将随着时间而增加，I2t上升率取决于熔体结构。变流器电路中应避免快熔低倍数过载。根据IEC60269－4和GB13539.4－92标准,大于额定电流In至30s分断的故障电流(约3～4In)不在快熔的保护区，这一区间的故障电流的保护应用其他方式解决。

2)熔断I2t当熔体金属变为蒸气时电弧始燃,在燃弧过程中电流由限流值Im降至0,此阶段I2t即为熔断I2t,以A2s值表示。这一过程主要依靠填料被腐蚀而吸收能量。熔断I2t是一个变量,是在时刻tm至tt的时间段产生的。制造商给出I2t有的是110％额定电压下的值，有的是90％额定电压下的值。快速熔断器I2t的检测既应满足闭合电相角0～20°,又应满足电弧始燃时达到预期故障电流的0.60～0.75倍。快速熔断器此时间段有最缓慢的di/dt和最大的电弧能量,所提供的I2t是最大值。

在电路中快熔的额定电压总是高于使用电压。因弧能的变化，熔断I2t也相应变化，用电压系数k修正，可以得出实际熔断I2t=k熔断I2t。则∑I2t=弧前I2t＋k熔断I2t。

在设计快熔时为满足半导体器件不断提高的额定电流，要采取许多措施，而不能简单地用算术方法来选择快熔。试验证明，当额定电流增加一倍时，快熔的I2t是原来的4倍，而半导体器件I2t值的增加要小得多。要快熔降低I2t有难度，只有多方面采取措施，如缩短熔体长度，降低内电阻；减少电弧栅，降低熔体气化电流值；提高灭弧材料的熄燃能力，在石英砂中加入钠盐、钾盐；适合粒度的纯净填料，以快速吸附金属蒸气；合理的熔片分布等等。

I2t是精选快熔的重要指标。

（5）寿命与可靠性。

快熔的寿命取决于设计、材料、制造工艺。设计改进：熔片由第一代的直片改进至现在的波浪形等

图6

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有膨涨弯曲片；采用高纯度的石英砂；外壳由高频瓷改为导热良好的度的氧化铝瓷，玻璃纤维套管等。但无论如何改进，在长期电流波动荷载和电动力作用下，快熔经冷热周期性变化引起熔体金属老化，最后导致快熔故障运行，直至损坏。所以当快熔内电阻增加超过10％时，快熔应予更换。

熔体精度：熔体是由多个熔片并联组成的，是快熔的关键件。熔体狭径是多单元串联、并联的电路，狭径的均流是靠狭径的尺寸精度、材质精度来保证的，从而使熔体得以长期运行。加工精度不高的快熔由于熔片之间均流度差，运行时将发生狭径逐个熔断的情况，最终引起整个熔体非故障热熔化。从出厂产品的电阻分散性可作出初步判断，熔体电阻值的误差在±10％以内属于八十年代水平，误差达到±1％就有可能长期运行。

（6）隐形故障下的运行

快熔有许多连接件，焊接工艺尤其重要。焊接的好坏是由设备，工艺来保障的，用常规方法不易检测。一批内部虚焊的快熔可以在变流臂为多个半导体器件并联的电路中不断地改变支路间的均流状况，导致部分半导体器件长时间过载而引起损坏，此现象如果发生在大型电化用变流器上则是一个隐形故障，严重时可导致整个设备不能正常运行。

（7）分断后绝缘电阻的指标在新国标中没有要求，实际证明这是很重要的。九十年代大量的产品中加入了钾盐，钠盐以提高电弧栅的分断能力。而制造较差的快熔分断后绝缘电阻大多低于0.3MΩ，甚至有漏电现象，特殊情况下切断故障后经一段时间又重燃，这将引起更大故障。质量好的快熔（加钾盐、钠盐）分断后形成0.5MΩ以上的绝缘电阻。大多数快熔在分断10min.后能达到大于1～30MΩ的绝缘电阻。

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