雖然短路時(shí)間超過 5×?xí)r,電纜已經(jīng)可以考慮對(duì)外的散熱過程,但允許溫度下降的影響對(duì)電纜的熱穩(wěn)定性能具有決定作用。 影響電纜熱穩(wěn)定性的因素,電纜的熱穩(wěn)定性主要受熱阻、熱容、溫升時(shí)間常數(shù)、外部條件的影響。定制MSD用熔斷器熱阻分為電纜熱阻和外部媒介熱阻,熱阻是與材質(zhì)及結(jié)構(gòu)有關(guān)的固有特征,熱阻越大,其散熱性越差。熱容與材料的熱容系數(shù)有關(guān),與材料的體積成正比,熱容越大,溫升所需的熱量越多。電纜和外部媒質(zhì)均有其溫升時(shí)間常數(shù),表征的是溫度上升或下降至63.2%最終溫度所需要的時(shí)間。電纜所處的外部條件,例如環(huán)境溫度,通風(fēng)狀況,敷設(shè)方式等也都會(huì)對(duì)電纜的載流量和熱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。 湖南MSD用熔斷器F-C 回路電纜熱穩(wěn)定截面選擇條件的確定,高壓熔斷器與真空接觸器對(duì)回路形成聯(lián)合保護(hù)時(shí),以圖 3-6 所示的電動(dòng)機(jī)回路熔斷器選擇及配合曲線為例,當(dāng)短路電流大于熔斷器與真空接觸器保護(hù)交接點(diǎn)電流時(shí),由熔斷器提供保護(hù);小于交接點(diǎn)電流時(shí),由真空接觸器按照綜合保護(hù)裝置保護(hù)曲線動(dòng)作提供保護(hù)。
擴(kuò)散是弧柱內(nèi)自由電子、正離子逸出弧柱以外,到周圍冷介質(zhì)中去的過程。擴(kuò)散是由于帶電質(zhì)點(diǎn)的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),以及空間電荷的分布不均勻,使電弧中的高溫離子由密集的空間向密度小,溫度低的方向擴(kuò)散。定制MSD用熔斷器電弧和周圍介質(zhì)的溫度差以及離子濃度差越大擴(kuò)散作用也越強(qiáng)。擴(kuò)散出來的離子,因冷卻而相互結(jié)合,成為中性質(zhì)點(diǎn)顯然,如果游離過程大于去游離過程,電弧將繼續(xù)燃燒,并越燒越旺,如果去游離過程大于游離過程,電弧便越來越小,最后電弧將熄滅。由此分析,熄滅電弧的基本方法是設(shè)法冷卻電弧,設(shè)法加強(qiáng)復(fù)合和擴(kuò)散形成的去游離過程。高壓限流熔斷器熄滅電弧的基本原理,就是當(dāng)熔體元件熔化而出現(xiàn)電弧后,迫使電弧深入到周圍填料石英砂構(gòu)成的縫隙中去,根據(jù)狹縫滅弧原理,電弧與石英砂緊密接觸,使電弧急劇冷卻,從而迫使電流急劇下降到零。當(dāng)預(yù)期電流非常大,熔體元件熔化、蒸發(fā)、出現(xiàn)間隙及電弧時(shí),這一過程在非常短的時(shí)間之內(nèi)就已經(jīng)完成,熔體元件在來不及向周圍填料石英砂傳熱的情況下,就已經(jīng)熔斷并形成電弧。
單相接地短路保護(hù)。變壓器回路的單相接地短路保護(hù)系針對(duì)變壓器低壓側(cè)單相接地短路的保護(hù),該保護(hù)應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)之一:裝在變壓器低壓側(cè)中性線上的零序過電流保護(hù);利用高壓側(cè)的過電流保護(hù)兼做低壓側(cè)單相接地短路保護(hù)。定制MSD用熔斷器瓦斯保護(hù)。用來反映油浸式變壓器的內(nèi)部故障和漏油造成的油面降低,同時(shí)也能反映繞組的開焊故障。即使是匝數(shù)很少的短路故障,瓦斯保護(hù)同樣能可靠保護(hù)。溫度保護(hù)。對(duì)于干式變壓器,可設(shè)置溫度保護(hù),高溫告警,超溫跳閘。為變壓器供電的F-C回路保護(hù)整定計(jì)算,以1600kVA低壓廠用變壓器為例,變壓器額定電壓比為6/0.4kV,阻抗電壓U4=6%,額定電流為154A,變壓器低壓側(cè)電動(dòng)機(jī)成組自起動(dòng)電流為469A,考慮勵(lì)磁涌流影響后,根據(jù)本文所述變壓器回路熔斷器的選擇方法。速斷保護(hù)。當(dāng)回路發(fā)生短路故障時(shí),由于短路電流較大,電流速斷保護(hù)動(dòng)作。電流速斷保護(hù)由熔斷器提供,湖南MSD用熔斷器其動(dòng)作特性即為回路所選擇的高壓限流熔斷器的時(shí)間一電流特性曲線。與電動(dòng)機(jī)保護(hù)類似,變壓器的電流速斷保護(hù)也可以利用綜合保護(hù)裝置的大電流閉鎖功能。
但是它不能降低操作過電壓行波的陡度,所以一般情況下不能保護(hù)電動(dòng)機(jī)繞組的匝間絕緣。氧化鋅過電壓限制器的參數(shù)選擇。過電壓限制器額定電壓Uk的選擇。額定電壓U表征限制器兩端子之間允許的最大工頻電壓,限制器在該電壓下能夠可靠地工作。持續(xù)運(yùn)行電壓Uc的選擇。定制MSD用熔斷器在沒有間隙的情況下,氧化鋅閥片在正常工況下,將長期處于相對(duì)地電壓的作用之下,并有泄漏電流流過。對(duì)于氧化鋅閥片而言,該電壓稱之為持續(xù)運(yùn)行電壓U。持續(xù)運(yùn)行電壓作用之下的泄漏電流稱為持續(xù)運(yùn)行電流1,該電流必須嚴(yán)格控制,才能確保過電壓限制器有足夠長的工作壽命,所以持續(xù)運(yùn)行電壓必須小于額定電壓非有效接地系統(tǒng)允許帶單相接地故障繼續(xù)運(yùn)行2h,考慮到此時(shí)非故障相電壓的升高,有關(guān)部門規(guī)定,6kV廠用電中性點(diǎn)非有效接地方式系統(tǒng)氧化鋅過電壓限制器持續(xù)運(yùn)行電壓由原標(biāo)準(zhǔn)4kV提高到7.6kV。湖南MSD用熔斷器對(duì)于中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)氧化鋅過電壓限制器持續(xù)運(yùn)行電壓要大于系統(tǒng)額定電壓。工頻參考電壓U及工頻參考電流Im的選擇。工頻參考電壓即起始動(dòng)作電壓,由該電壓開始,電流將隨電壓的升高而大幅度增加。
限制過電壓的保護(hù)措施及過電壓保護(hù)裝置的選擇,限制過電壓的保護(hù)措施。如前所述,F(xiàn)-C回路的過電壓包括真空接觸器在開斷感性電流時(shí)產(chǎn)生的過電壓、真空接觸器觸頭分開瞬間可能產(chǎn)生的高頻電弧重燃過電壓、高壓限流熔斷器產(chǎn)生的會(huì)危害高壓電動(dòng)機(jī)絕緣的熔斷電弧電壓。定制MSD用熔斷器對(duì)這些過電壓應(yīng)采取措施限制其幅值和陡度,以免造成設(shè)備損壞在設(shè)備選擇上,熔斷器在滅弧過程中伴隨著電弧電壓而出現(xiàn)操作過電壓,此過電壓的幅值與開斷電流和熔體結(jié)構(gòu)有關(guān),而與工作電壓關(guān)系不是很大,制造廠家規(guī)定此電壓不超過兩倍相對(duì)地電壓,低于電動(dòng)機(jī)和變壓器的絕緣強(qiáng)度,可以不加限制措施,但需在訂貨時(shí)向廠家明確此要求。如制造廠無法滿足該要求時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際操作過電壓情況在過電壓保護(hù)和絕緣設(shè)計(jì)時(shí)按相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)采取限制過電壓的措施,保護(hù)設(shè)備絕緣。另外,熔斷器不宜降壓使用。F-C回路過電壓保護(hù)裝置通常布置在F-C回路柜內(nèi),湖南MSD用熔斷器如果過電壓保裝置不能滿足保護(hù)設(shè)備絕緣的需要,則需要調(diào)整過電壓保護(hù)裝置的布置位置,將過電壓保護(hù)裝置置于電動(dòng)機(jī)端以提高保護(hù)效果。
當(dāng)采用F-C 回路供電時(shí),F(xiàn)-C回路的保護(hù)功能是由高壓限流熔斷器和真空接觸器兩種電器元件組合實(shí)現(xiàn)的,由熔斷器切除較大的短路電流,由綜合保護(hù)裝置動(dòng)作真空接觸器切除較小的短路電流和過載電流,這就決定了F-C 回路饋線電纜熱穩(wěn)定截面選擇方式的特殊性,既不同于用斷路器保護(hù)的饋線電纜熱穩(wěn)定截面的選擇方式,也不同于單純用熔斷器保護(hù)的饋線電纜的熱穩(wěn)定截面的選擇方式。定制MSD用熔斷器電纜熱穩(wěn)定條件,電纜的介質(zhì)損耗一般隨溫度上升面增加,電纜的選擇,除在正常工況下保證電纜的芯線溫度在允許范圍內(nèi),即根據(jù)額定電流選擇電纜截面外,還應(yīng)保證電纜在短路,過載、過電壓條件下其溫度不超過規(guī)定值。只要電纜在各種工況下的溫度不超過上述溫度值,電纜即具有有限的熱穩(wěn)定性。3~10kV電力電纜一般采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜,對(duì)于交聯(lián)聚乙烯電纜,聚乙烯被交聯(lián),它的電氣性能沒有什么變化,但耐熱性能機(jī)械強(qiáng)度都有了明顯提高。湖南MSD用熔斷器交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在短路時(shí)間小于5s的情況下,其允許的溫度較高,達(dá)到250℃,若短路時(shí)間超過55,其允許的溫度將下降很多、根據(jù)相關(guān)研究,電纜線芯溫度達(dá)到130℃時(shí),可以運(yùn)行200~2s0h。
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