电力机车半导体保护熔断器与普通工业用快速熔断器的区别-直流熔断器.PDFVIP

安开尔泰电力电子制造有限公司 电力机车半导体保护熔断器与普通工业用快速熔断器的区别 曾敏 赵晖 安开尔泰电力电子制造有限公司 摘要：国内电力机车快速熔断器的设计原则。短路保护作用和应用指南。 叙词：快速熔断器 喷弧 爆炸 熔断器 低压电器 西安开尔泰电力电子制造有限公司研究电力机车专用熔断器，研究的目的是解决电力机 车变流装置保护用熔断器爆炸、喷弧、爆裂、快熔不保护而造成机破、机故的问题。 1.目前电力机车变流装置保护用熔断器主要表现以下问题： 1.1 爆炸: 此种情况多发生于 KP、ZP 管击穿短路或瞬时过载、牵引电机环火、过电压等 情况。爆炸不仅使运用机车发生机破，而 造成变流装置破损。 1.2 喷弧：此种情况多发生于过电压、过载以及主电路中存在小短路电流致使快速熔断器 喷弧。 1.3 爆裂：发生情况与上述相伴生，当快速熔断器内部产生拉弧，其介质不足以灭弧时， 在极短的时间内产生极大的内部压力造成爆裂。 1.4 短路时不分断：此种情况多发生在ZP、KP 管击穿时快速熔断器不能快速分断起不到 有效保护，造成机车发生窜车现象。 2.电力机车专用快速熔断器所解决的关键技术问题： 2.1 熔体设计应能分断最小短路电流同时应保证运行可靠，当 KP、ZP 管击穿时快熔应能分 断最大短路电流 （极限分断能力）和最小短路电流，关键是分断最小短路电流。快熔额定电 流值过大，遇有最小短路电流时不分断或长时间不分断，快熔内部产生极大的热量造成快熔 爆炸；快熔电流值过小及易造成熔断。；两种情况均易造成机破或变流装置破损，快熔参数 2 与主电路短路I T 的合理匹配是电力机车专用快熔解决的主要问题。 2.2 灭弧介质的配方应有较强的灭弧性能，KP 管击穿快熔分断时，电感性主电路1.5～2.5 倍过电压引起的电弧重燃现象也是爆炸、喷弧的主要原因，在快熔熔体设计和介质灭弧方面 应予充分考虑。 2.3 熔体设计时应避开4 倍额定电流以下的牵引电机环火和过载的冲击，在满足分断小短路 电流分断时应能承受过载电流和牵引电流环火的冲击，此时主断跳以延长快熔的运用寿命。 Copyright 安开尔泰电力电子制造有限公司 版权所有 不得转载 安开尔泰电力电子制造有限公司 3.解决问题的主要措施。 3.1 设计创新 根据工业电网电器用变流器与铁路牵引 电网电力机车变流装置保护特性确定机车用熔断 器的设计原则，见下表： 普通工业用快熔特性。 机车用快熔特性。 1 变流器、用电器 （电炉、电解槽等）与 随着区间机车与车辆数的变化以及 变电所距离恒定，网阻抗不变，所产生 机车与 电臂距离的变化运行，网 的短路电流恒定。 系统阻抗随之变化，所产生的短路 电流值变化很大，一般在10倍左右。 2 用电器为低电压大电流当KP、ZP 管击 机车电器较之化工电解为高电压低 穿时变压器阀侧产生的短路电流为熔 电流，当KP、ZP 管击穿时变压器阀 断器额定电流30 倍以上。 侧产生的短路电流为熔断器额定电 流6～10倍。 3 电阻性负载，短路分断时过电压为额定 电感负载，分断时过电压为 1.5～2 电压的1.2～1.5倍。 倍，有时甚至达2.5 倍。 4 工作网压、电流波形稳定基本为正弦 网压、电流不稳定，波形畸变严重。 波。 5 工况在一定的时间内恒定工作电压电 工况随时变化，快熔热胀冷缩频繁， 流不变，快熔受热胀冷缩的机率小，快 熔体机械张拉次数多，快熔寿命短。 熔熔体机械张拉次数少，快熔寿命长。 6 过电压及三次谐波分量低，在快熔分断 过电压及三次谐波分量高，在快熔 时要求其热态绝缘电阻为0.5M 即可。 分断时要求其热态绝缘电阻大