[限流斷路器、負(fù)荷開關(guān)與限流熔斷器配合]:1、限流型斷路器的原理大家都知道限流型斷路器的分?jǐn)嗄芰芨撸梢赃_(dá)到150-200KA，但這里給出的數(shù)據(jù)往往是預(yù)期短路電流值，并不是實(shí)際通過(guò)限流型斷路器短路電流值，因此在采用限流型斷路器保護(hù)的配電系統(tǒng)...

1、限流型斷路器的原理    大家都知道限流型斷路器的分?jǐn)嗄芰芨撸梢赃_(dá)到150-200KA，但這里給出的數(shù)據(jù)往往是預(yù)期短路電流值，并不是實(shí)際通過(guò)限流型斷路器短路電流值，因此在采用限流型斷路器保護(hù)的配電系統(tǒng)校驗(yàn)動(dòng)熱穩(wěn)定時(shí)，要注意所選擇的短路電流參數(shù)。有些廠家聲稱他們的低壓斷路器全部是限流型斷路器，大家在了解限流型斷路器的限流原理后，就可以分辨真?zhèn)巍５蛪簲嗦菲鞯南蘖鲉?wèn)題是為了分?jǐn)嗟妥杩勾笕萘孔儔浩骷安粩喟l(fā)展的配電網(wǎng)絡(luò)所引起的很大的故障短路電流而提出的，它要求斷路器的分?jǐn)鄷r(shí)間短得足以使短路電流在達(dá)到其預(yù)期峰值前分?jǐn)唷?0年代末，法國(guó)首先研究限流分?jǐn)鄦?wèn)題，并研制出了限流空氣斷路器，使空氣斷路器的短路分?jǐn)嗄芰_(dá)到100kA。幾十年來(lái)，有許多種成熟的、效果好的限流技術(shù)在低壓斷路器中得到廣泛的使用，如去離子?xùn)艤缁?、限流電阻、自?fù)式限流元件、磁吹、電動(dòng)斥力、VJC以及固體絕緣屏幕限流技術(shù)等。目前，在先進(jìn)的塑殼式斷路器的設(shè)計(jì)中，充分利用了空氣電磁原理和限流原理，使其分?jǐn)嗄芰_(dá)200kA。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、新料技術(shù)以及電力電子技術(shù)的引入，使得限流技術(shù)有了更新的發(fā)展，如超導(dǎo)限流器、以GTO為基礎(chǔ)的限流器、可控阻抗變換器及故障檢測(cè)技術(shù)等，這些限流分?jǐn)嘈录夹g(shù)的研究會(huì)大大提高斷路器的分?jǐn)嗄芰拖蘖髂芰Α?   傳統(tǒng)低壓斷路器限流分?jǐn)嗟脑硎钱?dāng)故障發(fā)生時(shí)，觸頭快速打開產(chǎn)生電弧，相當(dāng)于在線路中串人一個(gè)迅速增長(zhǎng)的電弧電阻，從而限制短路電流。這個(gè)迅速增長(zhǎng)的電弧電阻，通常稱為"動(dòng)態(tài)電弧電阻"。與一般的斷路器的滅弧室不同，低壓限流斷路器的滅弧室采用多個(gè)滅弧柵片。在開斷過(guò)程中，首先動(dòng)觸頭和靜觸頭分開產(chǎn)生電弧，在電磁場(chǎng)和熱場(chǎng)，流場(chǎng)的作用下運(yùn)動(dòng)至滅弧柵片。當(dāng)電弧進(jìn)入柵片后，由于被分成的多個(gè)短弧的近極壓降，使電弧電壓迅速上升，從而達(dá)到限流的目的。為了有較高的電弧電壓，限流斷路器滅孤室的柵片數(shù)比一般的斷路器要多，并且排列得更緊密。電弧電壓上升得越快，限流效果就越好，最終，電弧電壓超過(guò)電源電壓的值，使得電源電壓無(wú)法維持電弧，從而完成熄弧限流分?jǐn)唷Ｒ闺娀‰妷貉杆偕?，傳統(tǒng)的有兩種方法：(1)磁吹線圈。這種情況下，電弧將會(huì)被迅速拉長(zhǎng)，它不僅增加了電弧的長(zhǎng)度，而且也增加電弧的熱傳導(dǎo)面積。(2)使用引弧道來(lái)迅速升高電弧電壓。當(dāng)觸頭  打開時(shí)，沿著引弧道上的電磁力將拉長(zhǎng)電弧，當(dāng)  電弧被驅(qū)動(dòng)到滅弧室，就會(huì)進(jìn)一步分割、冷卻，這種方法的前提要求；①電弧必須能被強(qiáng)迫脫離觸頭(在觸頭間的間隙大于約1mm時(shí)，它才會(huì)發(fā)生)；②電弧必須非常快地脫離觸頭區(qū)，這樣就減少了觸頭材料的損耗，同時(shí)，觸頭間隙恢復(fù)；③電弧必須以非常快的速度沿著引弧道運(yùn)動(dòng)(約l00m/s)，然后進(jìn)入去離子?xùn)牌蕴岣咦罱K的電弧電壓值。    在限流斷路器的設(shè)計(jì)中，有以下4個(gè)基本的原則：    a．觸頭迅速打開    b．迅速提高電弧電壓    c．使最終的電弧電壓值高    d．快速的介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)    常用的限流技術(shù)分三類：    1)人工零點(diǎn)法。利用電弧去產(chǎn)生人工零點(diǎn)，使得弧隙中的電流為零，從而使電弧熄滅。    2)提高電弧靜態(tài)伏一安特性法。通常采用去離子?xùn)欧?、絕緣柵法、窄縫法及VJC法等。去離子?xùn)欧ň褪抢媒饘贃牌央娀》指畛扇舾蓚€(gè)互相串聯(lián)的短弧，利用短弧的壓降來(lái)提高電弧電壓而使電弧熄滅；絕緣柵法：即柵片是絕緣的，其作用是導(dǎo)出電弧的熱量，以提高電弧的弧柱壓，同時(shí)，柵片將電弧分割成若干段的短弧，每一柵片就是短弧的電極，同時(shí)產(chǎn)生許多個(gè)陽(yáng)極壓降和陰極壓降，對(duì)直流電弧而言，利用近極處的電弧電壓降加弧柱的電壓降一起滅弧；窄縫法，通常采用多重窄縫，這樣，可以減少電弧進(jìn)入上部窄縫的阻力，因而在驅(qū)動(dòng)電弧運(yùn)動(dòng)的電磁力給定時(shí)，可以采用比單窄縫滅弧室更小的縫隙，一方面可將電弧直徑壓縮，使電弧同縫隙壁緊密接觸：另一方面，也使電弧面積增加，長(zhǎng)度增長(zhǎng)，這些都進(jìn)一步加強(qiáng)了冷卻和去游離的作用，使電弧熄滅；VJC法主要是在電極的四周覆蓋一定厚度的絕緣  物或高電阻金屬材料，從而對(duì)電弧弧柱進(jìn)行控制，以達(dá)到升高電弧電壓的目的。固體絕緣屏幕法是利用一固體絕緣屏幕快速插入到分?jǐn)喙收想娏鞯挠|頭中，使觸頭間燃燒的電弧被屏幕隔開而迅速熄滅。以上這些方法通常綜合使用，如VJC及多窄縫法，以取得更好的限流分?jǐn)嗟男Ч?   3)提高觸頭分?jǐn)嗨俣确?。通常利用巨大的斷開彈簧或其他加速裝置將觸頭拉開，或利用儲(chǔ)能的電容器對(duì)斥力線圈放電在鋁盤中感應(yīng)出渦流來(lái)產(chǎn)生巨大電動(dòng)斥力，將動(dòng)觸頭打開，與此同時(shí)，盡量加快脫扣器的動(dòng)作及機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，以達(dá)到高速分?jǐn)嗟哪康?，這樣，分離時(shí)所需時(shí)間越小，則限流作用就越大。在六十年代，電力電子器件就被引入到電器中?，F(xiàn)在，已有無(wú)觸頭的晶閘管斷路器、觸頭-晶閘管并聯(lián)的混合式斷路器在某些國(guó)家得到開發(fā)、并有一定程度的應(yīng)用，但由于電力電子器件存在導(dǎo)通壓降大造成的能耗高、分?jǐn)嚯娖鞑荒苄纬砷g隙絕緣距離、過(guò)載能力差、工作參數(shù)缺乏相應(yīng)的各個(gè)電壓等級(jí)以及費(fèi)用高，這些使其構(gòu)成的無(wú)觸點(diǎn)電器不能大量應(yīng)用。當(dāng)然，無(wú)觸點(diǎn)電器本身具有操作率高、開關(guān)速度快、控制功率小、噪低、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，適合某些特殊的工作場(chǎng)合使用。在限流中，主要采用帶觸頭的混合式，如觸頭一晶閘管并聯(lián)的混合式斷路器，具有觸頭正常導(dǎo)通時(shí)壓降能耗小的特點(diǎn)，再利用電力電子器件的開斷時(shí)間短的特點(diǎn)，進(jìn)一步縮短電流的開斷時(shí)間，隊(duì)而實(shí)現(xiàn)限流分?jǐn)?。在斷路器設(shè)計(jì)中，使用電力電子器件，主要要考慮器件的電流和電壓的參數(shù)。早期使用晶閘管，但它不能自關(guān)斷，需要換流關(guān)斷，造成電器的體積增大。目前，通常考慮自關(guān)斷的器件，如IGBT(絕緣柵雙極晶體管)，GTO(可關(guān)斷晶體管)等。2高壓限流型熔斷器與低分?jǐn)嗄芰﹄娖髦g的選擇性配合  在這種使用情況下，限流型熔斷器在大故障電流下動(dòng)作，低分?jǐn)嗄芰﹄娖髦g只能分?jǐn)嗨试S分?jǐn)嗟男‰娏?，因此需要根?jù)兩者不同的時(shí)間-電流曲線配合實(shí)現(xiàn)。1)以曲線相交點(diǎn)為分界，限流型熔斷器承擔(dān)大故障電流分?jǐn)?，其他器承?dān)正常電流和小故障電流開斷。2)如果其他電器不隨熔斷器撞擊器聯(lián)鎖脫扣，則相交點(diǎn)必須大于高壓限流型熔斷器的最小動(dòng)作電流。3)曲線相交點(diǎn)電流必須小于其他電器的開斷能力。4)當(dāng)用高壓限流型熔斷器開斷電路時(shí)，其他電器必須具有足夠通過(guò)短路電流和關(guān)合短路電流的能力(校驗(yàn)該電器的熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定對(duì)應(yīng)采用其開斷電流、關(guān)合電流)，這些能力應(yīng)與高壓限流型熔斷器截止電流和12t值相適應(yīng)。5)如果其他電器隨熔斷器撞擊器聯(lián)鎖脫扣，例如負(fù)荷開關(guān)，則要求負(fù)荷開關(guān)允許的轉(zhuǎn)移電流值大于熔斷器的最大轉(zhuǎn)移電流值。