Gyors sebességű biztosíték kiválasztása és alkalmazása
A gyors biztosíték kiválasztása és alkalmazása fontos láncszem a klór-alkáli iparban, és a gyors biztosíték konfigurálása a félvezető teljesítmény-egyenirányításban és az átalakítás elleni védelemben nagyon fontos. A berendezés véglegesítése után a gyors biztosíték kiválasztása közvetlenül befolyásolja az egyenáramú egyenirányító és átalakítási paramétereket, például az áramellátás minőségét és a villamosenergia-fogyasztás hatékonyságát.
Az elektromos félvezető eszközök kicsi hőkapacitással rendelkeznek, és hibás állapotban gyors biztosítékkal kell védeni őket. A gyors biztosíték hőjellemzői hasonlóak a félvezető készülékekhez, és jó védelmi eszköz. Ez a cikk a zárt típusú, gyors biztosítékról szól, nincs külső jelenség működésben.
1 Gyors biztosíték konfigurálása A gyors biztosíték konfigurációja a félvezető egyenirányító védelemben általában két kategóriára oszlik.
1.1 Az átalakító kar belső párhuzamos ága védettséggel van ellátva. Ezt a típust elsősorban nagy teljesítményű és nagy teljesítményű egyenirányítók védelmére használják. Ha valamilyen okból megsérül az átalakító kar elágazó eszköze (mindegyik elágazás a berendezés teljesítményén alapul, általában több gyors biztosíték és félvezető egyenirányító alkatrész párosul egymással párhuzamosan, és az 1. ábra csak egy pár gyors biztosítékot mutat be Egyenirányító és félvezető egyenirányító alkatrészek), miután a védelemmel sorba kapcsolt gyors biztosíték megszakadt, általában csak egy eszköz hibásodik meg, ami nem befolyásolja a teljes egyenirányító normál működését.
1.2 Osztott fázisú konfiguráció általános védelmi típusa Ezt a típust főleg közepes és kis teljesítményű egyenirányítók védelmére használják. Ha az átalakító karjában lévő eszköz valamilyen oknál fogva megsérül, miután a fázis gyors biztosíték-védelme megszakadt, az egyenirányító védelme automatikusan megszakítja az áramellátást és leállítja az egyenirányító áramellátását. Ezt a konfigurációt nem gyakran használják a klór-alkáli iparban,
2 A gyors biztosíték kiválasztását feszültség és áram módszernek is nevezik. A vezetékátalakító transzformátorának hálózati feszültségének alacsonyabbnak kell lennie, mint a gyors biztosíték névleges feszültsége. A teljesítmény-félvezető eszközt és a gyorsbiztosíték-sorozatú rövidzárlat-kísérletet ellenőrizzük, és a félvezető névleges áramát megszorozzuk az együtthatóval, mint a kiválasztott gyorsbiztosíték névleges áramával. Mivel a gyors biztosíték névleges árama az effektív érték, és a félvezető eszköz névleges árama az átlagos érték, a fent említett első konfigurációs séma esetében (1. ábra), az RS0, RS3 termékek első generációjánál sorozat (a gyors biztosíték fejlesztési története hazámban 4 szakaszra osztható. Az első generáció az RS0 és RS3 sorozat, amelyet az ország közösen tervezett. A paraméterek 480A, 750V vagy ennél kisebbek, a megszakító kapacitás pedig 50kA. Ez egy nagy mennyiségű, alacsony árú és rövid elektromos élettartamú elsődleges termék. A beépített kapacitás még mindig jelentős.
Az együttható úgy választható ki, hogy az egyenirányító cső 1,4, a tranzisztor 1,2 és a gyors tranzisztor 1 legyen. Például a ZP1000 1400A gyors biztosítékkal van ellátva. A fent említett második konfigurációs sémához (2. ábra) a gyorsbiztosíték kiválasztható az Iv szelepáram és az átalakító eszköz terhelési jellemzői szerint, majd a megfelelő megszakító képességű gyorsbiztosító a maximális érték szerint az egyenirányító által létrehozható hibaáram, például 50 kA vagy 100 kA, ahol 50 kA minősítéssel rendelkezik, és 100 kA első osztályú termék.
3 A gyors biztosíték alkalmazási jellemzői
3.1 Átmenő teljesítmény A gyors biztosíték névleges áramát az effektív érték fejezi ki, általában a normál áteresztő áram a névleges névleges áram 30% -70% -a. Ha a gyorsbiztosítékot használjuk, vagy az egyik végét félvezető eszköz melegíti, a másik végét pedig vízhűtéses gyűjtősín, vagy mindkét oldalát vízhűtéses gyűjtősín; vagy kényszerített léghűtést alkalmaznak a hőmérséklet-emelkedés szabályozására az aktuális áteresztő képesség fenntartása érdekében. Az egyenirányító gyorsbiztosíték-csatlakozásainak csatlakozási állapota közvetlenül befolyásolja a gyorsbiztosíték hőmérséklet-emelkedését és megbízható működését. Emiatt az érintkezési felületet síknak és tisztának kell tartani. Ha a lemez nélküli gyűjtősín érintkezési felületének el kell távolítania az oxidréteget, akkor a telepítés során meg kell adni a megadott nyomóerőt, és a legjobb, ha az érintkezési felületet rugalmasan deformálja. Párhuzamos gyors biztosítékokra van szükség az érintkező felület feszültségesésének egyesével történő kimutatásához.
3.2 A gyors biztosíték hőmérséklet-emelkedése és energiafogyasztása A gyors biztosíték energiafogyasztása W=ΔUIw; ΔU=f (Iw) ahol: Iw --- üzemi áram; ΔU --- a gyors biztosíték feszültségesése. A gyors biztosíték áramfogyasztása nagyban kapcsolódik hideg ellenállásához. Gyors biztosíték kiválasztása kisebb hideg ellenállással előnyös a hőmérséklet-emelkedés csökkentése érdekében, mert az áramátbocsátási kapacitást főként a hőmérséklet-emelkedés korlátozza. Amint azt korábban említettük, a gyors biztosítékcsatlakozás csatlakozási állapota szintén befolyásolja a gyors biztosíték hőmérséklet-emelkedését, és szükséges, hogy a gyors biztosíték-csatlakozás hőmérséklet-emelkedése ne befolyásolja a szomszédos készülékek működését. Kísérletekkel bebizonyosodott, hogy a gyors biztosíték hosszú ideig működhet, ha a hőmérséklet-emelkedés alacsonyabb, mint 80 ℃, és a stabil gyártási eljárással rendelkező termék még mindig hosszú ideig működhet, ha a hőmérséklet-emelkedés 100 ℃. A 120 ° C-os hőmérséklet-emelkedés a jelenlegi áteresztő képesség kritikus pontja, ha a hőmérséklet-emelkedés eléri a 140 ° C-ot, akkor a gyors biztosíték sokáig nem működhet.
Jelenleg a vegyipar általában vízhűtéses gyűjtősíneket és léghűtéses módszereket alkalmaz a gyors biztosíték hőmérséklet-emelkedésének csökkentésére. A vízhűtéses gyűjtősínek különösen hatékonyak olyan alacsony feszültségű gyors biztosítékoknál, mint például a 400-600 V. A gyors biztosíték kapcsa és a vízhűtéses gyűjtősín csatlakozó vége közötti hőmérséklet-különbség általában 1,0 ～ 2,0 ℃. Sok nagy teljesítményű gyors működésű biztosítékot vízhűtési körülményekre terveztek, ezért a felhasználóknak a használatuk előtt konzultálniuk kell a gyártóval. A léghűtés szintén hatékony módszer a hőmérséklet-emelkedés csökkentésére. A szélsebesség áthaladó kapacitási görbéje szerint határozza meg a szélsebesség hatását a gyors biztosíték hőmérséklet-emelkedésére. Amikor a szél sebessége körülbelül 5 m / s, az áramlási kapacitás általában 25% -kal növelhető. Nem lesz nyilvánvaló hatás. A gyártó biztosította gyorsbiztosíték feszültségesési görbéje és a névleges áramfelvétel mellett a gyorsbiztosíték két kapcsa közötti feszültségesés mérésével gyorsan kiszámolható az elágazás tényleges árama. Ezenkívül ugyanazon áramáram mellett a hőmérséklet-emelkedés összefügg azzal is, hogy a gyors biztosíték egyszeres vagy kettős párhuzamot alkalmaz-e. Fejlett ipari biztosíték, a DISSMANN biztosíték az első választás.
Az országban gyártott nagy teljesítményű egyenirányítók többsége kettős párhuzamos gyorsbiztosítékot használ sorozatosan félvezető eszközökkel, például 700A × 2, 1400A × 2, 2500A × 2. A gyorsbiztosíték termináljának dupla párhuzamos szerkezete a lehető legvékonyabb lehet az ellenállás csökkentése érdekében. Az egyik típusú kettős párhuzamos gyorsbiztosíték csavarokkal és összekötő lemezekkel van összekötve, a másik pedig egy olyan szerkezet, amelyben összekötő lemezek (kapcsok) és két olvadék (kapcsok) vannak hegesztve. Ez a típusú szerkezet fejlettebb. A nagyfeszültségű gyors biztosíték nagy belső ellenállással rendelkezik, különösen a 800 V feletti termékeknél. Mivel a héj porcelánhüvelyének bizonyos hosszúsága és nagy felülete van, és az olvadék által keletkező hő a töltőanyagon és a héjon keresztül vezet és elvezet, a nagyfeszültség gyors. A biztosíték léghűtő hatása nyilvánvalóbb.
3.3 A megszakító képesség kiválasztása A gyors biztosíték héjerőssége nagymértékben meghatározza a legnagyobb hibaáram megszakító képességét. Másodszor, a gyorsbiztosíték belsejében levő fém biztosíték alakja, a töltőanyag képessége a fémgőz és hő elnyelésére, valamint a biztosíték elektromotoros ereje egyaránt befolyásolja a megtörési képességet. Az egyenirányító tervezésénél a&fázis-fázis közötti rövidzárlati áramát; a&egyenirányító transzformátort. ki kell számítani, és ennek az áramnak megfelelően ki kell választani egy gyors biztosítékot, megfelelő megszakító képességgel. Az elégtelen szakító kapacitású gyors biztosíték tovább robban, amíg fel nem robban, és súlyos esetekben váltakozó és egyenáramú rövidzárlatot okoz, így a névleges szakító képesség biztonsági index.
Ezenkívül a termékgyártás diszperziója is az egyik olyan tényező, amely befolyásolja a törési képességet. A könnyen figyelmen kívül hagyható probléma rövidzárlati hiba esetén a vezeték teljesítménytényezője, mert a gyors biztosíték megszakadásakor keletkező ívenergia nagy kapcsolatban van az áramkör induktivitásával. Amikor a vonali teljesítménytényező cosφ< 0,2,="" akkor="" a="" törésképességnek="" különösen="" magas="" követelményei="" vannak.="" az="" energia,="" amikor="" a="" gyors="" biztosíték="" megszakad,="" wo="Wa" +="" wr="" +="" w1="" ahol:="" wa="" ---="" ívenergia;="" wr="" ---="" az="" ellenállás="" energiát="" emészt="" fel;="" w1="" ----="" vonali="" induktivitás="" felszabadító="" energia.="" amikor="" a="" megszakítási="" kapacitás="" megfelel="" a&"egyenirányító="" gg"="" követelményeinek,="" azt="" is="" fontos="" megjegyezni,="" hogy="" az="" ívfeszültség="" csúcsértéke="" a="" megszakítás="" pillanatában="" (gg-nek="" hívják;="" átmeneti="" helyreállítási="" feszültség&";="" a="" szabványban="" )="" nem="" lehet="" túl="" magas,="" és="" a="" gyors="" biztosíték="" gyártása="" során="" korlátozni="" kell,="" hogy="" alacsonyabb="" legyen,="" mint="" a="" félvezető.="" a="" maximális="" érték,="" amelyet="" az="" eszköz="" kibír,="" különben="" a="" félvezető="" eszköz="" megsérül.="" ezért="" nem="" feltétlenül="" a="" legrövidebb="" ideig="" tartó="" biztosíték="" a="" legalkalmasabb.="" ha="" a="" gyors="" biztosítékot="" egyenáramú="" áramkörben="" használják,="" mivel="" az="" egyenáramú="" törés="" során="" nincs="" feszültség="" nulla="" keresztezési="" pont,="" ez="" súlyos="" feltétel="" a="" gyors="" biztosíték="" megbízható="" megszakításához,="" tehát="" általában,="" ha="" a="" gyors="" biztosítékot="" az="" egyenáramú="" áramkör="" a="" gyors="" biztosíték="" névleges="" feszültségének="" csak="" 60%="" -a="" használható,="" és="" a="" legjobb,="" ha="" egyenáramú="" gyors="" biztosítékot="">
3.4 I2t kiválasztása A biztosíték t olvadási ideje összefügg az I olvadó áram méretével, és törvénye fordítottan arányos az áram négyzetével. A 3. ábra a t∞1 / I2 kapcsolati görbéjét mutatja, amelyet a biztosíték második amperes jelleggörbéjének nevezünk.
Gyors biztosíték, 750 V sorozatú specifikáció, kisfeszültségű biztosíték
Mivel mindenféle elektromos berendezés (ideértve az elektromos hálózatot is) rendelkezik bizonyos túlterhelési kapacitással, amikor a túlterhelés kicsi, akkor hosszú ideig működni lehet, és ha egy bizonyos túlterhelés többszörösét túllépik, akkor a biztosítéknak belül kell fújnia egy bizonyos idő. A túlterhelés és a rövidzárlat védelmét szolgáló biztosíték kiválasztásakor meg kell értenie az elektromos berendezések túlterhelési jellemzőit, hogy ez a jellemző megfelelően a&# 39 második amperes jellemzőjének védettségi tartományán belül legyen. A 3. ábrán látható, hogy az Io olvadóáram beolvadási ideje elméletileg végtelen, amelyet minimális olvadási áramnak vagy kritikus áramnak nevezünk, vagyis az olvadékon átáramló áram kisebb, mint a kritikus érték, és nem lesz összeolvadt. Ezért a kiválasztott olvadék Ie névleges áramának kisebbnek kell lennie, mint Io; általában az Io és az Ie aránya 1,5: 2,0, amelyet olvadási együtthatónak nevezünk. Ez az együttható tükrözi a biztosíték különböző védelmi jellemzőit túlterhelés esetén. Ha a biztosíték védi a kis túlterhelési áramot, az olvadási együtthatónak alacsonyabbnak kell lennie; A rövid távú túláram elkerülése érdekében, amikor a motor olvadni kezd, az olvadási együtthatónak magasabbnak kell lennie. Miután a gyors biztosítékáram átengedési kapacitása megfelel a rendszer rövidzárlati áram követelményeinek, rövidzárlati hiba esetén el tudja különíteni a hibaáramot, de ha megvédi a sorba kapcsolt félvezető eszközöket, elemeznie kell a kettő I2t értékét. Csak akkor védhető a félvezető eszköz, ha a gyors biztosíték I2t értéke kisebb, mint a félvezető eszköz I2t értéke. Az I2t értéke rövidzárlat esetén két szakaszra oszlik, vagyis az I2t előtti ívre és a beolvadó I2t-re. Az olvadt fém szilárdból folyadékká válásának ideje az ív előtti idő, körülbelül 1,0 - 2,0 ms, ami adiabatikus folyamatnak tekinthető. A gyors biztosíték által ebben az időszakban generált áram időintegrálja bizonyos értéknek tekinthető, amelyet a tervezés határoz meg. Az ív előtti I2t értéke különböző anyagoknál eltérő, és minden anyag esetében állandó. Amikor az olvadt fém gőzzé válik, az ív meggyullad, és az áram az ívezési folyamat során az áramhatárról nullára csökken. Az I2t ebben a szakaszban az egyesítő I2t, amely egy változó. Ez a folyamat elsősorban attól függ, hogy a töltőanyag korrodálódott-e az energia felvételére.
A gyors biztosíték megtervezésekor a félvezető eszközök folyamatosan növekvő névleges áramának kielégítése érdekében sok intézkedést kell megtenni ahelyett, hogy egyszerűen aritmetikai módszerekkel választanánk ki a gyors biztosítékot. A kísérletek bebizonyították, hogy amikor a névleges áram megduplázódik, a gyors biztosíték I2t értéke az eredetinek négyszerese, míg a félvezető eszköz I2t értékének növekedése sokkal kisebb. Nehezebb csökkenteni a gyors biztosíték I2t-értékét, csak különféle intézkedéseket kell tenni, például ésszerű biztosíték-elosztást, az olvadék hosszának lerövidítését, az ívrács csökkentését és az ívoltás ívoltó képességének javítását. anyag. Az I2t értéke a kiválasztott gyors biztosíték egyik fontos mutatója.
3.5 Szigetelési ellenállás A biztosítékok gyors megszakadása utáni szigetelési ellenállás indexét a tapasztalatok bizonyítják, hogy nagyon fontosak. Az 1990-es években számos termékhez káliumsót és nátrium-sót adtak, és a nátriumsó javíthatja az ívrács szakító képességét. A gyengén gyártott gyors biztosítékok szigetelési ellenállása törés után többnyire alacsonyabb, mint 0,3 MΩ, sőt szivárgás is. Különleges körülmények között a hiba bizonyos idő elteltével megszűnik és újból helyreáll, ami még nagyobb hibákat okoz. Egy jó minőségű gyors biztosítéknak (káliumsóval és nátriumsóval) törés után 0,5MΩ vagy nagyobb szigetelési ellenállást kell kialakítania. A gyors biztosíték 10 perc törés után elérheti az 1-30MΩ-nál nagyobb szigetelési ellenállást, ami jó megbízhatóságúnak tekinthető. Ezenkívül a gyors biztosíték használatakor figyelembe kell venni annak élettartamát és megbízhatóságát is; a szigetelés ellenállási indexe törés után (GG gt; 0,5MΩ); a lehető legkisebb tranziens helyreállítási feszültség; nem használnak láthatatlan hibájú termékeket.