熔断器技术

熔断器的术语
一个自由衰减的短路电流的时间电流曲线
衰减的直流分量
Ip
RMS
Ip RMS
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Fuse_Technique 11 of 56 30-04-2006
= 不对称短路电流峰值 = 对称短路电流的均方根值
熔断器的术语
如果不限制这个峰值的话，它会对 如果不限制这个峰值的话， 系统造成许多机械性的损坏！ 系统造成许多机械性的损坏！
Total operating PrePre-arcing
100
熔断焦耳积分
• 一个熔断器从开始 熔断到结束的焦耳 积分总量
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在最大故障电 流时， 流时，熔管的 弧前焦耳积分 和熔断焦耳积 分值
10 1.0
2
4
8
10
16 20
熔断器的分类
现有熔断器有几种类型？ 现有熔断器有几种类型？
型号 gG gM aM gN gD aR gl gll 电动机线路保护 电动机线圈的断路保护 用于北美洲常规的导体保护 用于北美洲常规的熔断延时 用于保护半导体的熔断器 被 gG 型替代的老型号，用于保护导体 被 gG 型替代的老型号，用于保护导体 (特征 特征): 用途 (特征): 用于常规用途的熔断器，主要用于保护导体 阻断范围： 全范围 全范围 局部范围 (back-up) 全范围 全范围 局部范围 (back-up) 全范围 全范围
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Fuse_Technique 25 of 56 30-04-2006
熔断器的 熔断器的优点 * 电容柜应用对熔断器的要求
•承受冲击电流, 高达电容额定电流的100倍 •承受1.5倍的电流熔断器不动作
* 熔断器的选型
•熔断器额定电流为1.6—1.8倍的电容额定电流
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熔断器的原理
熔断器里“沙子” 熔断器里“沙子”的功能
实际上，并不是沙子，而是细小的石英粒。 实际上，并不是沙子，而是细小的石英粒。 它是任何具备高分断性能的熔断器中 至关重要的成分。 至关重要的成分。
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熔断器技术
熔断器原理 熔断器术语 熔断器分类 熔断器的优点 熔断器的应用场合 相关标准
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Fuse_Technique 22 of 56 30-04-2006
熔断器的 熔断器的优点
低成本的高分断能力 容易实现选择性 更适合于电动机保护 动作速度快, 动作速度快, 限流能力强 可靠性高, 可靠性高, 不受环境影响 强迫复位增强了其安全性 无飞弧, 无飞弧, 更安全
Fuse_Technique 24 of 56 30-04-2006
熔断器的 熔断器的优点 * 电容柜应用的特点
•冲击电流, 高达电容额定电流的100倍 •连续工作电流为电容额定电流的1.5倍(包含谐波) •低负载时工作电压高达1.2倍, 持续5分钟 •工作电压正常波动, 1.1倍, 持续8小时 •电容容量(及相应的工作电流)误差+15%
熔断器的 熔断器的优点
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In=KQn
熔断器的 熔断器的优点 * 容易实现选择性 容易实现选择性
是指彼此串联的熔断器组有选择运行的能力 只有靠近故障最近的熔断器 即,只有靠近故障最近的熔断器会熔断 只有靠近故障最近的熔断器会熔断 同一种熔断器, 如gG型, 对于 IN > 16 A， 对于上级熔断器而言 ， 用1:1. 6 比例选用， 就可保证直至极限分断电流水平的选择性 1:1. 1:1 。
熔断器的分类
“g” 型熔断器 g
在规定条件下，能分断使熔断体熔化电流至额定分断 能力之间的所有电流。 g的含义: 例如 : “g” 型熔断器: 常规用途熔断器 gG (gL) 分断过载及短路电流
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Fuse_Technique 18 of 56 30-04-2006
熔断器的分类
“a” 型熔断器(后备熔断器) a 型熔断器(后备熔断器)
在规定条件下，能分断时间电流曲线上的最小电流 (K2In)至额定分断能力之间的所有电流。 a的含义 : 例如 : “a” 型熔断器: 后备熔断器 aM, aR 分断短路电流
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熔断器的分类
熔断器分类 刀型触头熔断器—NT(NH) 刀型触头熔断器 NT(NH) 螺栓连接熔断器 圆筒形帽熔断器 偏置触刀熔断器
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熔断器的原理
短路电流抗流圈营造了一个高密度电流区域。 短路电流抗流圈营造了一个高密度电流区域。 当发生短路电流时， 当发生短路电流时，它升温到熔点的速度比它释放 热量的速度快，这样就迅速地阻断了短路电流。 热量的速度快，这样就迅速地阻断了短路电流。
预期峰值电流
限制短路电流值
• 由短路保护电器来保护的电 路或开关电器在该短路保护 电器动作时所能承受的预期 电流
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kA
截断电流值
T
熔断器的术语 短时耐受电流
•电路或在闭合位置上的开关电器 电路或在闭合位置上的开关电器 在指定的短时间内所能承载的电 流值
额定电压
• 所设计的熔断器最大工作电压 • 通常为 400V, 500V, 690V
额定电流
• 熔断器可以持续承载而不会蜕变的电流值。 熔断器可以持续承载而不会蜕变的电流值。
额定分断能力
• 开关电器或熔断器能分断的预期分断电流值 • 通常, 80kA-100KA 通常, 80kAABB ATLV
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熔断器的原理
当熔断器烧断时，沙子就会起灭弧作用。 当熔断器烧断时，沙子就会起灭弧作用。 它会吸收能量而成为“熔岩” 它会吸收能量而成为“熔岩” 然后使线路同负载绝缘。 然后使线路同负载绝缘。消除了电击的危险 !
图为一只已熔断的熔断器
• 是通过确保时间电流 特性在任何点都不会 重叠而完成
10
2
10
3
10
4
10
5
电流 (安培) ABB ATLV
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熔断器的 熔断器的优点
怎样实现选择性
at 65kA (A2sec)
上级
I2t
当下级熔断器的焦耳积分 的总量低于上级熔断器的 弧前焦耳积分时， 弧前焦耳积分时，就会实 现选择性。 现选择性。
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熔断器的 熔断器的优点 * 低成本的高分断能力
熔断器, 通常80-100KA MCCB的分断能力, 35KA 高分断能力的MCCB 意味着高成本 应用: 需要高分断能力的应用, 如靠近变压器或发电机 电容柜
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电流 (安培) 安培)
熔断器的 熔断器的优点
时间
1000 100 10 1 0.1 1
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熔断器的 熔断器的优点 时间 10000 1000 100 10 1 0.1 1
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(有选择性的情况 )
熔断器曲线
其它短路电流 保护装置 SCPD)的曲线 (SCPD)的曲线
10 100 1000 10000 100000
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熔断器的原理
Metcalf效应是由A. 发现的。 Metcalf效应是由A. W. Metcalf 发现的。 效应是由 通过在由银或铜制成的熔断器元件中引入锡点(Sn)， 通过在由银或铜制成的熔断器元件中引入锡点(Sn)， (Sn) 而使合金可在一个比银或铜本身熔点更低的温度熔化。 而使合金可在一个比银或铜本身熔点更低的温度熔化。 “ M” 点
请注意： 请注意：
“全范围” 意味着可分断任何足以使熔管熔断的过载电流。 全范围熔断器可用于单独的保护装置。 “局部范围” 或 “后备型” 熔断器仅用于阻断短路电流。 该型熔断器通常用于提高其他保护装置的分断能力(如，MCB，带过载保护的接触器)。
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焦耳积分在其电流持续阶段会引起热应力损坏 !
故障等级越高 • 排除故障的时间就变得越重要。 排除故障的时间就变得越重要。
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• 减小允通电流就变得越重要。 减小允通电流就变得越重要。
熔断器的术语
kA
1. 预期峰值电流
2. 预期故障电流
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熔断器技术
熔断器原理 熔断器术语 熔断器分类 熔断器的优点 熔断器的应用场合 相关标准
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熔断器的术语 HRC...
•高分断能力的缩写 高分断能力的缩写 •熔断器分断大故障电流的能力 熔断器分断大故障电流的能力
Fuses, Safe and Easy
熔断器技术
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熔断器技术
熔断器原理 熔断器术语 熔断器分类 熔断器的优点 熔断器的应用场合 相关标准
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Fuse_Technique 2 of 56 30-04-2006
因此，就算是将来系统拓展伴随而产生了不断升高的故障电流等级 ，我们也不用去考虑那笔昂贵的升级费用。
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熔断器的 熔断器的优点
怎样实现选择性
10,000 1,000 100 10 1.0 0.1 0.01 10
1
20A 16A 10A 8A 4A 2A
2t I
对故障时允通能量 焦耳积分) (焦耳积分)的一种 量度
3. 熔断器峰值电流
时间
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4. 焦耳积分
I2t
熔断器的术语 截断电流值(允通电流值) 截断电流值(允通电流值)
•开关电器或熔断器在分断动作中 开关电器或熔断器在分断动作中 达到的最大瞬间电流值
预期峰值电流
接通能力
• 开关电器能接通的预期接通 电流值
kA
截断电流值
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Fuse_Technique 15 of 56 30-04-2006
T
熔断器技术
熔断器原理 熔断器术语 熔断器分类 熔断器的优点 熔断器的应用场合 相关标准
ABB ATLV
Fuse_Technique 16 of 56 30-04-2006
没有重叠 意味着 完全的选择性
下级
图例
焦耳积分总量 100A 160A
额定电流
弧前焦耳积分
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Fuse_Technique 30 of 56 30-04-2006
熔断器的 熔断器的优点
有代表性的熔断器 I2t 图表
弧前焦耳积分
• 任何熔断器元件发 生拉弧前的焦耳积 分
10,000
1,000
熔断器的原理
熔断器结构
连接片 熔断器盖 保护套 垫圈
熔断器元件(熔体) 熔断器元件(熔体)
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Fuse_Technique 3 of 56 30-04-2006
沙子
内盖
熔断器的原理
熔断元件
短路电流抗流圈
合金(Sn)的Metcalf效应 合金(Sn)的Metcalf效应 (Sn)
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Fuse_Technique 20 of 56 30-04-2006
熔断器的分类 刀型触头熔断器NT(NH)- 规格及额定电 刀型触头熔断器 流
NT00C NT 00 NT 1 NT 2 NT 3 NT 4 4A 4A - 100A 4A - 160A 80A 80A - 250A 125A - 400 25A 315A - 630A 800A 250A 800A - 1250A