交流電路故障時要達到限流分斷的目的,可以採用限流熔斷器或自複式熔斷器和斷路器的組合,也可採用電動斥力式限流斷路器。

電動斥力式限流斷路器的限流原理和直流快速斷路器的原理基本相同。從圖1中可以看出,在第一波峯內分斷交流電路的情況和直流快速斷路器分斷直流電路的情況極為相似,差別在於交流短路電流上升的陡度比直流大得多,如果兩者的整定電流lA相同,交流到達IA的時間tA比直流的短,對限流作用是有利的。但是由於交流短路電流上升陡度極大,要起限流作用則要求固有動作時間t0縮短到最小限度,一般應不大於3ms,全部斷開時間為10~20ms限流係數

,其中,

為短路電流第一波峯的幅值,又稱預期短路電流峯值;

為實際分斷電流最大值,又稱允通電流。

圖1 分斷交流電路

限流斷路器在分斷不同短路電流時的限流係數是不同的。一般用分斷極限短路電流時的限流係數來評價限流斷路器的限流能力。限流斷路器的限流係數也應在0.6以下。圖2所示為限流斷路器的限流特性和限流係數。

圖2 限流斷路器的限流特性和限流係數

短路電流第一波峯幅值

和功率因數有關,當用變壓器供電時,其

對短路穩定電流的幅值。之比(稱為幅值係數B)和功率因數的關係如圖3所示。

圖3 變壓器短路時,幅值係數與功率因素的關係

在短路計算和試驗中是常用短路穩定電流IkA來表示的,如已知IkA和功率因數則可利用圖3的曲線求得第一波峯幅值

。圖2中的預期短路電流特性是在

時算出的。

限流斷路器快速動作是利用短路電流所產生的電動力作為推動觸頭快速動作的力。電動力有兩種:一種是觸頭之間所產生的電動斥Fc另一種是平行導體間所產生的斥力Fd。如觸頭壓力為FF,則當

時,觸頭即被電動力所斥開。觸頭斥開後,電弧即出現,利用電弧電阻的迅速增加,限制短路電流上升。這時,如果限流斷路器觸頭繼續斥開,直至最終斷開位置,就實現了限流分斷電路的目的。但是如果觸頭斥開後不能繼續運動到斷開位置,當短路電流減少過零,

小於Fk觸頭將再次閉合,這樣就會發生熔焊。為此,限流斷路器必須設計一套觸頭斥開裝置,或盡量縮短自由脫扣機構的動作時間,以保證觸頭一且斥開就不會再次閉合而繼續運動到斷開位置。

電動斥力方式限流斷路器在分斷短路電流時,觸頭在自由脫扣機構動作以前被電動力斥開,這樣就省去了自由脫扣機構的脫扣時間,使限流斷路器全部斷開時間大為減少。和直流快速斷路器一樣,為了縮短滅弧時間,提高限流作用,限流斷路器亦需有強力的滅弧室。

下一篇我們再來講講真空斷路器的動作原理。


推薦閱讀:
相關文章