關(guān)于熔斷器的允許操作過(guò)電壓的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),是最大允許值。實(shí)際產(chǎn)品往往小于上述標(biāo)準(zhǔn)。武漢新能源汽車(chē)熔斷器真空接觸器滅弧特性及操作過(guò)電壓分析,真空接觸器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和滅弧特性。真空接觸器與真空斷路器非常相似,兩者就其結(jié)構(gòu)而言基本相同,合閘與分閘時(shí)間也大致相同真空接觸器與真空斷路器比較,滅弧室方面存在一些小的差別,其是斷路器滅弧室內(nèi)設(shè)屏蔽罩,接觸器則可以取消屏蔽罩;其二是斷路器觸頭為圓柱體,端面上徑向開(kāi)有斜槽,滅弧過(guò)程形成旋轉(zhuǎn)電弧,接觸器的觸頭雖然也是圓柱體,但端面上一般沒(méi)有徑向斜槽;其三是觸頭開(kāi)距不同,斷路器觸頭開(kāi)距稍大真空斷路器與真空接觸器分合閘時(shí)間雖然大致相同,但它們的觸頭間開(kāi)距不同,接觸器略小,所以接觸器的分合閘速度實(shí)際上低于斷路器。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器但就分閘的絕對(duì)速度來(lái)分析,實(shí)際上速率并不低。因此真空接觸器雖然在滅弧室的結(jié)構(gòu)上與斷路器比較有微小差異,但它們的滅弧原理是相同的,這一點(diǎn)對(duì)分析操作過(guò)電壓的特性十分重要。F-C回路的過(guò)電壓分析,試驗(yàn)在一系列6kV中、小容量電動(dòng)機(jī)群展開(kāi),證明切斷電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的過(guò)程中,發(fā)生重燃的幾率較高,而且觸頭打開(kāi)與電流自然過(guò)零的時(shí)間間隔小于1ms。
當(dāng)真空接觸器額定短路開(kāi)斷電流為4kA時(shí),綜合保護(hù)裝置的過(guò)流閉鎖電流為3.3kA。但是,武漢新能源汽車(chē)熔斷器為防止測(cè)量TA飽和、導(dǎo)致保護(hù)裝置大電流閉鎖出口失效,回路配置TA的變比不能太小,以保證閉鎖電流的整定值小于TA的飽和電流。當(dāng)保護(hù)裝置沒(méi)有大電流閉鎖功能時(shí),若高壓熔斷器熔斷電流小于高壓接觸器允許斷開(kāi)電流,則電流速斷保護(hù)不必退出,若高壓熔斷器熔斷電流大于高壓接觸器允許斷開(kāi)電流,則電流速斷保護(hù)需退出。過(guò)負(fù)荷保護(hù)。電動(dòng)機(jī)回路長(zhǎng)時(shí)間過(guò)負(fù)荷運(yùn)行會(huì)引起電動(dòng)機(jī)定子過(guò)熱,并引起電機(jī)絕緣老化,甚至電機(jī)燒毀或發(fā)生嚴(yán)重短路,過(guò)負(fù)荷保護(hù)是電動(dòng)機(jī)回路的主保護(hù)之一,反映電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷程度。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí),由于回路電流較小,一般考慮由真空接觸器動(dòng)作進(jìn)行保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間要與電動(dòng)機(jī)允許的過(guò)負(fù)荷時(shí)間配合,一般情況下取電動(dòng)機(jī)的最長(zhǎng)起動(dòng)時(shí)間。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器綜合保護(hù)裝置提供的過(guò)負(fù)荷保護(hù)均為反時(shí)限保護(hù),曲線隨發(fā)熱時(shí)間常數(shù)及冷、熱態(tài)運(yùn)行情況不同上下變化。在曲線選擇時(shí),除考慮電動(dòng)機(jī)的實(shí)際發(fā)熱常數(shù)和運(yùn)行工況外,尚應(yīng)考慮躲過(guò)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)及所選曲線與熔斷器特性曲線交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流值小于接觸器的額定開(kāi)斷電流兩種情況。
經(jīng)試算,如果截流值達(dá)10A時(shí),振蕩電壓幅值將達(dá)到7kV,約為兩倍以下相對(duì)地電壓。電弧重燃過(guò)電壓。高頻電弧重燃過(guò)電壓發(fā)生的幾率較高,過(guò)電壓幅值也很高。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器有相關(guān)試驗(yàn)表明,針對(duì)6kV系統(tǒng),捕捉并記錄到的過(guò)電壓高達(dá)18.2kV(有效值),如果回路等值電感、電容匹配,理論上講,更高的過(guò)電壓也可能發(fā)生,只不過(guò)彼時(shí)電動(dòng)機(jī)的絕緣已損壞,難以捕捉而已。分析高頻重燃過(guò)電壓。蘇熔電器可以分析出,負(fù)載側(cè)過(guò)電壓峰值由兩部分組成,第一項(xiàng)與負(fù)荷側(cè)等值電感中的電流有關(guān),代表了負(fù)載側(cè)的磁場(chǎng)能量,第二項(xiàng)相當(dāng)于第一次高頻重燃電弧過(guò)零熄滅后負(fù)載側(cè)等值電容上的電壓,代表了負(fù)載側(cè)的電場(chǎng)能量。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器第一次高頻重燃電弧過(guò)零熄滅后,接觸器觸頭之間的恢復(fù)電壓將提高,在觸頭間隙還沒(méi)有達(dá)到安全開(kāi)距的前提下,更容易發(fā)生第二次第三次重燃,即極間去游離過(guò)程還沒(méi)有建立足夠的介電強(qiáng)度,則更容易發(fā)生第二次第三次重燃。所以一定的滅弧時(shí)間即觸頭分離和下一次電流過(guò)零這一特定的時(shí)間間隔是必要的。
除熔斷器的保護(hù)曲線外,綜合保護(hù)裝置內(nèi)部可以對(duì)速斷保護(hù)設(shè)置速斷電流高值、低值和大電流閉鎖功能,以實(shí)現(xiàn)對(duì)一定區(qū)間范圍內(nèi)短路電流的動(dòng)作在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中,電動(dòng)機(jī)按照速斷保護(hù)高值動(dòng)作,以躲過(guò)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流,此時(shí)速斷保護(hù)低值被閉鎖以防止誤動(dòng)作;專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完成后按照速斷保護(hù)低值動(dòng)作,以提高保護(hù)靈敏度。當(dāng)電流速斷保護(hù)定值在真空接觸器的開(kāi)斷能力范圍內(nèi)時(shí),如能充分發(fā)揮接觸器的開(kāi)斷能力(潛力),利用真空接觸器對(duì)需要電流速斷保護(hù)開(kāi)斷的部分故障電流進(jìn)行開(kāi)斷,不僅可以減少高壓熔斷器的消耗,也可提高工藝系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性,使F-C回路可以更經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。為此,目前綜合保護(hù)裝置設(shè)置有大電流閉鎖功能,利用綜保裝置對(duì)回路電流精確的測(cè)量能力,當(dāng)回路故障電流大于綜保裝置過(guò)流閉鎖電流值時(shí),閉鎖跳閘出口,由高壓熔斷器提供保護(hù)。武漢新能源汽車(chē)熔斷器利用綜保裝置的大電流閉鎖功能,真空接觸器可以承擔(dān)一部分F-C回路的電流速斷保護(hù)功能,速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)間一般設(shè)置為0s,即當(dāng)回路故障電流大于速斷保護(hù)整定電流且小于過(guò)流閉鎖電流值時(shí),可以由真空接觸器瞬時(shí)動(dòng)作并開(kāi)斷。
F-C回路的控制,真空接觸器的操作機(jī)構(gòu)。F-C回路以真空接觸器作為操作設(shè)備,真空接觸器普遍采用彈簧操作機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)按保持方式又可分為機(jī)械保持和電保持兩種形式。除彈簧操作機(jī)構(gòu)外,真空接觸器也可以采用水磁型操作機(jī)構(gòu),并利用永磁鐵保持。機(jī)械保持型接觸器的控制。機(jī)械保持是指當(dāng)向接觸器發(fā)出合閘指令、合閘電磁鐵的銜鐵完全吸合后,通過(guò)機(jī)械鎖扣裝置的作用將接觸器保持在合閘狀態(tài)。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器由于機(jī)械鎖扣裝置的作用,即使斷開(kāi)電磁鐵的勵(lì)磁電源,接觸器仍能保持在合閘狀態(tài)。跳閘時(shí),通過(guò)另外設(shè)置的分閘線圈勵(lì)磁,使機(jī)械保持解除,接觸器釋放。真空接觸器的操作電磁鐵,在設(shè)計(jì)上為取得好的力學(xué)特性,多采用直流勵(lì)磁。接觸器的操作電源有交流和直流之分,當(dāng)操作電源為交流時(shí),為滿足直流電磁鐵的要求,需有整流裝置實(shí)現(xiàn)交流直流的轉(zhuǎn)換。電保持型接觸器的控制。電保持就是接觸器的合閘是由合閘電磁鐵產(chǎn)生的電磁力實(shí)現(xiàn)和保持,該保持電流小于合閘電流。跳閘時(shí),使合閘電磁鐵去磁,在分閘彈簧的作用下,武漢新能源汽車(chē)熔斷器接觸器主觸頭迅速分開(kāi)。
這種電壓的出現(xiàn)具有隨機(jī)性,因此預(yù)防的難度相對(duì)來(lái)說(shuō)也較大,如不采取措施加以限制或消除,有可能使電氣設(shè)備的絕緣擊穿而損壞或造成事故,因此必須引起足夠的重視操作過(guò)電壓的特性與開(kāi)關(guān)設(shè)備操作的形式有關(guān)。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器在F-C回路中,低壓熔斷器的開(kāi)斷不是過(guò)零開(kāi)斷,而是一種截流開(kāi)斷,即在電流峰值前的截?cái)嚯娏飨聫?qiáng)迫開(kāi)斷,這時(shí)儲(chǔ)存在磁場(chǎng)(電感)中的能量對(duì)電容放電形成比較高的操作過(guò)電壓。一般熔斷器的熔管越長(zhǎng),操作過(guò)電壓越高。高壓限流熔斷器在切斷故障的過(guò)程中在它的端子上將出現(xiàn)瞬態(tài)異常電壓,它可以是峰值弧電壓,也可能是在瞬態(tài)恢復(fù)電壓時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的電壓。對(duì)高壓限流熔斷器來(lái)說(shuō),武漢新能源汽車(chē)熔斷器電弧電壓越高,電流越小,越有利于切斷故障電流,但是電弧電壓不能無(wú)限制地提高,必須受到允許過(guò)電壓水平的限制。蘇熔真空接觸器在F-C回路當(dāng)中的功能主要是接通和斷開(kāi)高壓電動(dòng)機(jī)、低壓變壓器等用電負(fù)荷。真空接觸器雖然在滅弧室的結(jié)構(gòu)上與斷路器有微小差異,但它們的滅弧原理是相同的。
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