熔断器保护工作原理及工作过程

《企业供电系统与运行》

任务二：熔断器的介绍

主要用于线路及电力变压器等电气设备的短路及过载保护。

广泛使用在60kV及以下电压等级的小容量电气装置中常用来保护电压互感器。在3～60kV系统中，还常与负荷开关、重合器及断路器等其他开关电器配合使用，用来保护电力线路、变压器以及电容器组。它常和刀开关电器在一个壳体内组合成负荷开关或熔断器式刀开关。熔断器的用途、使用范围第一节概述优点：结构简单、体积小、重量轻、价格低廉、维护方便、使用灵活等。缺点：保护性能不稳定特点第一节概述

熔断器的金属熔体是一个易于熔断的导体。当电路发生过负荷或短路故障时，通过熔体电流增大，过负荷电流或短路电流对熔体加热，熔体由于自身温度超过熔点，在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔化，将电路切断，从而使线路中的电气设备得到了保护。熔断器的工作原理第一节概述（1）熔体:正常工作时起导通电路的作用，在故障情况下熔体将首先熔化，从而切断电路实现对其他设备的保护。熔体以两个字母表示，如“gG”、“gM”、“aM”等。（2）熔断体:用于安装和拆御熔体，常采用触点的形式。（3）底座:用于实现各导电部分的绝缘和固定。

（4）熔管:用于放置熔体，限制熔体电弧的燃烧范围，并可灭弧。（5）充填物:一般采用固体石英砂，用于冷却和熄灭电弧。（6）熔断指示器:用于反映熔体的状态，即完好或已熔断。

熔断器的结构第一节概述分为以下四个阶段：

（1）熔断器的熔体因过载或短路而加热到熔化温度；

（2）熔体的熔化和气化；

（3）触点之间的间隙击穿和产生电弧；

（4）电弧熄灭、电路被断开。熔断器的工作过程第一节概述

熔体可分为高熔点熔体和低熔点熔体。低熔点材料（如铅、锌、锡等）；高熔点材料（如铜、银等）。

熔体按分断电流的范围分为：全范围分断能力的“g”熔体和部分范围分断能力的“a”熔体。

熔体按使用类别分为：一般用途的“G”类熔体和电动机保护用“M”类熔体。熔体以两个字母表示，如“gG”、“gM”、“aM”等熔断体的分类第一节概述

低熔点材料（铅、锡、锌）的优点是熔点低（327°C、250°C），但电阻率较大，在一定电阻时，需要较大的截面积，使体积增大，熔断时会产生大量金属蒸气，不利于灭弧，其分断能力也受到限制，只适宜作小电流熔断器。

高熔点材料（银、铜、铝）的的优点是电阻率较低，在一定电阻时，所需截面积较小，在熔化时金属蒸气较少，有利于灭弧，其分断能力可提高，一般用于大电流熔断器。但熔点高（960°C、1083°C），对小过载会失去保护。为此，常应用“冶金效应”，即将铜丝中焊上一个小锡球，当熔体温度上升到小锡球熔化温度时，促进熔丝熔断，这样可使较低的过载也能得到保护。（称“冶金效应”）熔体与冶金效应第一节概述例：采用“冶金效应”对某35kV系统的电压互感器用熔断器的改进

在镍铬丝上焊以铅锡合金的小球

熔点价格总电阻灵敏度改进前1200℃较高315Ω较差改进后350℃低317Ω高结论明显降低降低符合标准效果显著这样，我们就能充分利用镍铬丝的优点，又能利用铅锡合金的优点克服其缺点，降低熔体的熔化温度，使熔断器更加灵敏和完善。

熔断器熔体的熔断时间与与电流的大小关系，称为熔断器的安秒特性，也称为熔断器的保护特性。熔断器的保护特性

熔断器的保护特性为反时限的保护特性曲线，其规律是熔断时间与电流的平方成反比，各类熔断器的保护特性曲线均不相同，与熔断器的结构型式有关。

I∞称为最小熔化电流或称临界电流。熔体的额定电流IRN应小于I∞，I∞与IRN的比值称作熔化系数，通常取1.5～2。该系数反映熔断器在过载时的不同保护特性。第一节概述1、选择性：

在配电干线和支线中都用熔断器作为保护电器，支线发生过负荷或短路，要求支线熔断器熔断，干线熔断器不熔断。

2、过电流选择比：国家规定的选择比为1.6：1或2：1

即若b选100A，a选160A

或b选100A，a选200A及以上熔断体的过电流选择比ab1b2第一节概述

（1）额定电压。熔断器长期能够承受的正常工作电压，即安装处电网的额定电压。

（2）额定电流。熔断器壳体部分和载流部分允许通过的长期最大工作电流。

（3）熔体的额定电流。熔体允许长期通过而不会熔断的最大电流。

（4）极限断路电流。熔断器所能断开的最大短路电流。

熔断器的技术参数还包括：额定开断能力、电流种类、额定频率、分断范围、使用类别和外壳防护等级等。

熔断器的技术参数应区分为熔断器（底座）的技术参数和熔体的技术参数。同一规格的熔断器底座可以装设不同规格的熔体，熔体的额定电流可以和熔断器的额定电流不同，但熔体的额定电流不得大于熔断器的额定电流。额定电流的表示形式为：熔断器底座的额定电流／熔体的额定电流。熔断器的主要技术参数第一节概述A–改进型熔体额定电流AC-插入式L-螺旋式M-密闭管式S-快速式T-有填料管式Z-自复式设计序号其他标志额定电流AR型号FU第二节低压熔断器瓷插式熔断器：又名插入式熔断器，由瓷盖、瓷底座、静触点、动触点和熔体组成。它是一种最常见的结构简单的熔断器，熔体更换方便、价格低廉。一般用于交流50Hz，额定电压380V，额定电流200A以下的线路中，作为电气设备的短路保护及一定程度上的过载保护之用。瓷插式熔断器

（非专职人员使用）第二节低压熔断器视频80秒螺旋式熔断器由瓷帽、熔管、瓷套以及瓷座等组成。熔管是一个瓷管，内装熔体和石英砂，熔体的两端焊在熔管两端的导电金属盖上，其上端盖中间有一熔断指示器，当熔体熔断时指示器弹出，通过瓷帽上的玻璃窗口可以看见。螺旋式熔断器

（非专职人员使用）第二节低压熔断器P141RT0型低压有填料封闭管式熔断器#“限流”熔断器#保护性能好\断流能力大，应用广泛*熔体熔断后整个熔断体报废，不够经济。第二节低压熔断器RT16（NT）、RT18型熔断器

一种高分断能力熔断器，其结构与RT0型相似。熔管为高强度陶瓷管，内装优质石英砂，熔体采用优质材料制成。主要特点为体积小，重量轻、功耗小、分断能力高、限流特性好。

RT16RT18RT18圆筒帽形熔断器具有体积小、密封好、分断能力高、指示灵敏、动作可靠、安装方便等优点。RMl0型低压密闭管式熔断器#变截面锌熔片：长弧分短#纤维熔管：电弧灼烧而分解，产生高压气体，加强离子的复合，改善灭弧性能*灭弧断流能力较差，属非限流熔断器*结构简单、价廉、更换熔片方便RT有填料封闭管式刀型触头熔断器

（专职人员使用）RT14型有填料封闭管式圆筒帽形熔断器

（专职人员使用）半导体器件保护用熔断器P142自复式熔断器P143型号：高压熔断器额定电压kVRN户内W户外设计序号补充型号额定电流

A断流容量M.VA其它标志

X限流式

熔断器T变压器用P互感器用

第三节高压熔断器RN型熔断器1-熔管；2－静触头座；3－支持绝缘子；4－底座；5－接线座；6－瓷质熔管；7－黄铜端盖；8－顶盖；9－陶瓷芯；10－熔体；11－小锡球；12－石英砂；

13－细钢丝；14－熔断指示器

第三节高压熔断器RW10-35型限流式熔断器RXW－35系列流熔断器外型图1－熔断体；2－瓷套；3－紧固件；4－支持绝缘子；5－接线帽

第三节高压熔断器RW4-10跌落式熔断器

第三节高压熔断器高压熔断器◆

RW4型户外高压跌开式熔断器◆正常运行时，借熔丝张力拉紧使电路接通◆线路上发生短路时，短路电流使熔丝熔断，形成电弧．消弧管由于电弧烧灼而分解出大量气体，使管内压力剧增，并沿管道形成强烈的气流纵向吹弧，使电弧熄灭◆熔丝熔断后，失去张力，回转跌开