第1章 熔断器.ppt
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1、第1章、熔断器,模块一 低压熔断器的结构 模块二 电弧的燃烧与熄灭 模块三 低压熔断器典型产品及选用 模块四 高压熔断器的结构 模块五 实践与训练,熔断器,熔断器,模块一 低压熔断器的结构,熔断器功能:最常用的短路保护电器。 常用的低压熔断器有:插入式、螺旋式、无填料封闭管式、填料封闭管式等几种。,模块一 低压熔断器的结构,一、低压熔断器的特点,二、低压熔断器的用途,六、低压熔断器的技术指标,三、低压熔断器的分类,四、低压熔断器的型号,五、低压熔断器的符号,七、熔断器基本结构,模块一 低压熔断器的结构,一、低压熔断器的特点:,优点:分断能力高、 可靠性高、安装面积小、 维护方便、价格低廉,缺点
2、:保护方式少、 恢复供电时间长。,特 点,模块一 低压熔断器的结构,二、低压熔断器的用途:,用 途,低压配电短路保护,电缆线路过载保护,模块一 低压熔断器的结构,三、低压熔断器的分类:,模块一 低压熔断器的结构,四、低压熔断器的型号:,R ,设计序号,熔断器,熔体额定电流(A),C插入式; L 螺旋式; M无填料封闭管式; T填料封闭管式; S快速式。,熔断器额定电流 (A),模块一 低压熔断器的结构,RTO型熔断器,RM10型熔断器,RL熔断器,RS0型熔断器,模块一 低压熔断器的结构,RL1-100 的意义,?,模块一 低压熔断器的结构,五、低压熔断器的符号:,FU,串联在被保护的电路中。
3、 螺管式熔断器的接线:底座接进线,螺纹部分接出线,模块一 低压熔断器的结构,六、低压熔断器的技术指标:,1.额定电压; 2.额定电流; 3.保护特性; 4.限流系数; 5.额定分断能力。,模块一 低压熔断器的结构,1.额定电压 熔断器所在电路中的最高电压不应超过熔断器的额定电压。 2.额定电流 熔断器在长期工作制下,各个部件的温升不超过极限允许温升所能够承受的电流值。,3.保护特性: 熔断器的保护特性又称安秒特性。,模块一 低压熔断器的结构,a、指流过熔体的电流与熔化时间的关系(熔化时间); b、是流过熔体的电流与熔断时间的关系(熔化时间+燃弧时间)。 这一关系与熔体材料和结构有关,其特征曲线
4、是反时限的。,熔断器的保护特性曲线,IR最小熔化电流或临界电流,模块一 低压熔断器的结构,4.额定分断能力:,指熔断器在规定的工作条件下,能可靠分断的预期短路电流值,也就是熔断器可以分断的最大电流值。 熔断器的工作过程为,当电路发生短路时,经过一段时间,短路电流被切断。若熔断器在短路电流达到其最大值前动作,则熔断器便会起到通常所说的 “限流”作用。因此,熔断器的限流作用越强,其分断能力就越大。,模块一 低压熔断器的结构,5.限流系数:,限流的熔断器实际分断电流 Ik 与预期短路电流最大值 Im 的比值称为限流系数 Ki 。,限流系数 Ki 越小,熔断器的限流能力越强,一般用额定分断能力时的限流
5、系数来评价熔断器的限流能力。,模块一 低压熔断器的结构,限流的熔断器实际分断电流 Ik 与预期短路电流最大值 Im 的比值称为限流系数 Ki 。,5.限流系数:,限流系数 Ki 越小,熔断器的限流能力越强,一般用额定分断能力时的限流系数来评价熔断器的限流能力。,模块一 低压熔断器的结构,(1)熔断体,(4)支 座(螺栓连接式熔断器除外),(2)填充材料,(3)绝缘管,支撑和导电连接,七、熔断器基本结构,模块一 低压熔断器的结构,(1)熔断体,a、熔断体的材料,b、熔断体的形状,a)低熔点材料:包括铅、锡、锌、铅锡合金、低熔点合金等,有利于过载保护,但分断能力差。,b)高熔点材料 高熔点材料多采
6、用银、铜、铝等,不利于过载保护,但分断能力强。,“冶金效应”,模块一 低压熔断器的结构,(1)熔断体,a、熔断体的材料,b、熔断体的形状,a)丝状;,金属丝或焊锡球,带锡桥的 片状熔体, 改善过载特性。,狭窄部分的段数与额定电压有关,额定电压越高,要求的段数越多,一般每个断口的电压可承受 200 250V。,薄金属片 变截面工艺 改善短路特性,b)片状。,模块一 低压熔断器的结构,(2)填充材料(有填料式RT系列),b、对填充材料的要求:熔点高、单位体积吸收电弧能量大、在灭弧过程中膨胀系数小、产生气体少、热容量大、热导率高、填料形状最好是卵圆形、颗粒大小适当。,a、常用填料: 石英沙(Sio2
7、)、 三氧化二铝(Al2o3)。,模块一 低压熔断器的结构,(3)绝缘管,b、对绝缘管的要求:机械强度高、耐热性好、耐弧性好、抗振。影响熔断器的绝缘性能、分断能力、使用安全。,a、常用材料: 钢纸纤维管、 三聚氰胺树脂、 滑石陶瓷、 氧化铝瓷, 强度依次增高。,模块一 低压熔断器的结构,第1章、熔断器,模块一 低压熔断器的结构 模块二 电弧的燃烧与熄灭 模块三 低压熔断器典型产品及选用 模块四 高压熔断器的结构 模块五 实践与训练,一、熔断器的工作原理: 当该电路发生过载或短路故障时,如果通过熔断器的电流达到或超过了某一定值,在熔体产生的焦耳热量便会使其温度升高到熔体金属的熔点,于是熔体自行熔
8、断,并以此切断故障电流,完成保护任务。,模块二 电弧的燃烧与熄灭,二、熔断器的工作过程: 1、没有产生电弧前的弧前过程 1)熔体升温:当电路中出现过载或短路电流时,使熔体温度升高到熔化温度,但熔体仍处于固体状态,并没有开始熔化。此时,电流越大,温度上升越快。 2)熔体熔化:熔体继续吸收热量,其中部分金属开始从固体状态转变为液体状态。由于熔体熔化需要吸收一部分热量,因此,在这个阶段内,熔体温度始终保持在熔点。,模块二 电弧的燃烧与熄灭,2、电弧产生后的弧后过程 1)电弧产生:熔化了的金属继续被加热直至汽化,即出现金属蒸气。此时,由于瞬间小的绝缘间隙的出现,电流突然中断,此时的电路电压会立即击穿此
9、间隙,产生电弧,从而使电路又一次接通,形成第二次加热阶段。 2)电弧熄灭:电弧形成后,若能量较小,随熔断间隙的扩大将自行熄灭;否则,电弧燃烧扩散到填料中,使熔体间隙进一步扩大,以致电弧不能继续燃烧,电弧熄灭。于是熔断器真正切断电流,起到保护电路的作用。,电 弧,模块二 电弧的燃烧与熄灭,三、电弧的燃烧,四、电弧的熄灭,模块二 电弧的燃烧与熄灭,在大气中开断电路时,如果电源电压超过1220V,被开断的电流超过0251A,在触头间隙中会产生一团温度极高、发出强光和能导电的近似于圆柱形的气体。,1.电 弧,模块二 电弧的燃烧与熄灭,1)焊接; 2)熔炼; 3)作为强光源等,2.电弧的应用,模块二 电
10、弧的燃烧与熄灭,1)烧损触头或使触头熔焊; 2)损坏绝缘,破坏电器的正常使用; 3)相间飞弧引起相间短路; 4)发生爆炸,形成火灾; 5)人员伤亡; 6)会产生高次谐波,干扰通信设施。,3.电弧的危害,模块二 电弧的燃烧与熄灭,在高热和强电场作用下,金属内部的自由电子从阴极表面逸出,奔向阳极;再则是这些自由电子在电场中飞奔时,要撞击中性气体分子,使之激励或游离,产生正负离子或电子,而后者在强电场作用下继续向阳极移动时,还要撞击其他中性分子。如此反复,在触头间隙中雪崩式地产生了大量的带电离子正负离子和电子,终于使气体导电形成了炽热的电子流即电弧。,4.电弧的产生,模块二 电弧的燃烧与熄灭,在高热
11、和强电场作用下,金属内部的自由电子从阴极表面逸出,奔向阳极;再则是这些自由电子在电场中飞奔时,要撞击中性气体分子,使之激励或游离,产生正负离子或电子,而后者在强电场作用下继续向阳极移动时,还要撞击其他中性分子。如此反复,在触头间隙中雪崩式地产生了大量的带电离子正负离子和电子,终于使气体导电形成了炽热的电子流即电弧。,4.电弧的产生,模块二 电弧的燃烧与熄灭,1)电弧中有大量的电子、离子,因而是导电的,电弧不熄灭,尽管触头已经分断,但是电路还在继续导通,直到电弧熄灭后,电路才会真正的分断。 2)电弧的温度很高,弧心温度高达10000度,表面温度也有4000度左右,这么高的温度会烧坏触头或设备。
12、3)电弧是一种不依赖外界电离条件,仅有外施电压作用即可维持的气体放电现象,也称为自持放电现象。,电弧的特点,模块二 电弧的燃烧与熄灭,近阳极区,近阴极区,5.电弧的分区,沿间隙距离l上位U的分布,弧 柱 区 相当于导体,模块二 电弧的燃烧与熄灭,电场强度高,电场强度高,沿间隙距离l上电场E的分布,近阳极区,近阴极区,弧柱区,模块二 电弧的燃烧与熄灭,二、电弧的熄灭,模块二 电弧的燃烧与熄灭,1.直流电弧的熄灭,1)直流电弧的特点:直流电流没有过零点。 2)熄灭直流电弧的基本方法:,a、增多近极压降;,分割成短弧,模块二 电弧的燃烧与熄灭,b、将电弧拉长,模块二 电弧的燃烧与熄灭,c、增大弧柱电
13、场强度Ez,增大电弧与流体介质间相对速度,增大气体介质压力,使电弧与耐弧绝缘材料密切接触,模块二 电弧的燃烧与熄灭,3)限制直流过电压的措施,电弧的瞬间熄灭,在感性电路中将产生过电压。,模块二 电弧的燃烧与熄灭,零休期间-从电弧电流在上半周熄灭时到下半周重新起弧时止的一段时间.,2.交流电弧的熄灭,模块二 电弧的燃烧与熄灭,1)交流电弧程的特点:,a、交流电弧零休期间为最有利的灭弧时机; b、“截流”采取熄弧措施,在交流电弧自然过零前强迫电弧骤然熄灭的现象,但是会出现过电压。,2.交流电弧的熄灭,模块二 电弧的燃烧与熄灭,2)影响交流电弧的参数:,电源电压:越大熄弧越困难; 电弧电流:越大熄弧
14、越困难; 功率因数角:越大熄弧越困难;,模块二 电弧的燃烧与熄灭,3.熄灭交流电弧的基本方法,1)拉长电弧 2)纵缝灭弧 3)金属栅片灭弧 4)固体产气灭弧 5)石英沙灭弧 6)流体介质灭弧 7)真空灭弧室灭弧,长弧,模块二 电弧的燃烧与熄灭,1)拉长电弧,模块二 电弧的燃烧与熄灭,2)纵缝灭弧,模块二 电弧的燃烧与熄灭,3)金属栅片灭弧,被切割成短弧,模块二 电弧的燃烧与熄灭,3)金属栅片灭弧,被切割成短弧,模块二 电弧的燃烧与熄灭,4)固体产气灭弧,隔弧板 (钢纸板),模块二 电弧的燃烧与熄灭,5)石英沙灭弧,填料式熔断器,利用石英沙冷却电弧,达到降低游离电子能量而熄灭电弧,模块二 电弧的
15、燃烧与熄灭,6)流体介质灭弧,a、油断路器,模块二 电弧的燃烧与熄灭,b、SF6断路器,1.静触头 2.绝缘喷嘴 3.动触头 4.气缸 5.压气活塞(固定) 6.电弧,模块二 电弧的燃烧与熄灭,c、压缩空气断路器,模块二 电弧的燃烧与熄灭,7)真空灭弧室灭弧,模块二 电弧的燃烧与熄灭,第1章、熔断器,模块一 低压熔断器的结构 模块二 电弧的燃烧与熄灭 模块三 低压熔断器典型产品及选用 模块四 高压熔断器的结构 模块五 实践与训练,模块三 典型产品及选用,一、RL系列螺旋式熔断器,1.结构: 主要由瓷帽、熔断体(熔芯)、瓷套、上、下接线桩及底座等组成。熔芯内除装有熔丝外,还填有灭弧的石英砂。,模
16、块三 典型产品及选用,2.RL系列螺旋式熔断器的特点:,1)一般用于工业控制电路,体积小、带有指示器; 2)熔体是细铜丝或铜薄片; 3)额定电流小,分断能力不高; 4)安装连接时应注意进出接线方式。,用电设备的连接线应接到金属螺旋壳的上接线端,电源线应接到底座的下接线端,以便更换熔管时金属螺旋壳上不会带电,保证用电安全。,模块三 典型产品及选用,3.常用RL系列螺旋式熔断器:,1)RL5系列适用于矿用电气设备控制回路中,主要做短路保护;,2)RL6(RL7)系列适用于交流50HZ的配电电路中,作过载和短路保护,可以取代RL1老系列;,3)RL8系列适用于交流50HZ的电路中,主要作电缆导线等低
17、压配电系统中线路的过载和短路保护。,模块三 典型产品及选用,RL6系列:额定电压为500V,额定电流2200A,额定分断能力50KA; RL7系列:额定电压为660V,额定电流2100A,额定分断能力25KA;,模块三 典型产品及选用,模块三 典型产品及选用,4.RL系列螺旋式熔断器的型号含义:,R L ,极数:3P-3极,单极省略,螺旋式熔断器,接线方式:Sa-导电排式,设计序号,熔体额定电流(A),熔断器(支持件)额定电流(A),模块三 典型产品及选用,二、 RS系列快速式熔断器,1.结构:,模块三 典型产品及选用,2.RS系列快速式熔断器,(1)RS系列快速式熔断器的特点:,1) 具有快
18、速熔断特性,一般用于保护半导体器件; 2)熔体材料采用银片冲制变截面工艺。,模块三 典型产品及选用,3.常用RS系列快速式熔断器:,(1) RS0系列主要用于硅整流器件及其成套装置的短路保护,额定电流30500A,额定分断能力3050KA; (2) RS3系列晶闸管及其成套装置的短路保护,额定电流10300A,额定分断能力2550KA。,模块三 典型产品及选用,4.RS系列快速式熔断器的型号含义:,R S ,熔断器额定电压(V),快速式熔断器,设计序号: 0-保护硅整流器件; 3-保护晶闸管。,熔体额定电流(A),模块三 典型产品及选用,5.NGT系列特点:,1)德国引进产品,结构与RS系列类
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