主要用于高壓輸電線路、電壓變壓器、電壓互感器等電器設備的過載和短路保護。

其結構一般包括熔絲管、接觸導電部分、支持絕緣子和底座等部分,熔絲管中填充用于滅弧的石英砂細粒。熔件是利用熔點較低的金屬材料制成的金屬絲或金屬片,串聯在被保護電路中,當電路或電路中的設備過載或發生故障時,熔件發熱而熔化,從而切斷電路,達到保護電路或設備的目的。

在3~66kV的電站和變電所常用的高壓熔斷器有兩大類:一類是戶內高壓限流熔斷器,額定電壓等級分3、6、10、20、35、66kV,常用的型號有RN 1、RN 3、RN 5、XRNM 1、XRN T 1、XRN T 2、XRN T3 型,主要用于保護電力線路、電力變壓器和電力電容器等設備的過載和短路;RN2和RN 4型額定電流均為0.5~10A ,為保護電壓互感器的專用熔斷器。另一類是戶外高壓噴射式熔斷器,此類熔斷器在熔體熔斷產生電弧時,電弧燒損反白紙產氣吹拉長電弧,弧感抗改變相位, 正好電流過零時產生零休,才能開斷電路,限流作用不明顯。常用的為跌落式熔斷器,型號有RW 3、RW 4、RW 7、RW 9、RW 10、RW 11、RW 12、RW 13和PRW系列型等,其作用除與RN 1 型相同外,在一定條件下還可以分斷和關合空載架空線路、空載變壓器和小負荷電流。戶外瓷套式限流熔斷器RW 10- 35/0.5~50-2000MVA 型中RW10-35/0.5~1-2000MVA為保護35kV電壓互感器專用的戶外產品。所以根據熔斷器的型式和不同的保護對象來選擇。

按工作電壓選擇

1、一般條件

U e≥Uwe

式中:

U e——熔斷器額定電壓

Uwe——安裝處電網額定電壓

即熔斷器的額定電壓(kV ) 應不小于熔斷器安裝處電網額定電壓(kV )。

2、對于限流型熔斷器

以石英砂作為熔斷器填充物的限流型熔斷器只能按Ue=Uwe的條件選擇,這種情況下此類熔斷器熔斷產生的最大過電壓倍數限制在規定的2.5 倍相電壓之內,此值并未超過同一電壓等級電器的絕緣水平。如果熔斷器使用在工作電壓低于其額定電壓的電網中, 過電壓倍數造成威脅可能增大3.5~4。

電流及保護特性選擇

1、一般條件

e≥Ije≥Ig·zd

式中:

e——熔斷器熔管的額定電流,A

je——熔斷器熔體的額定電流,A

g·zd——回路最大持續工作電流,A

此條件為選擇熔斷器額定電流的總體要求,其中熔體額定電流的選擇最為重要, 它的選擇與其熔斷特性有關,應能滿足保護的可靠性、選擇性和靈敏度要求。

2、具體情況

①保護配電設備(即35kV 及以下電力變壓器) :

Ije= K Ie

式中

Ie——變壓器回路額定工作電流,A

K——可靠系數,不考慮電機自起動時,取1.1~1.3; 考慮電機自起動時,取1.5~ 2.0按此條件選擇可確保變壓器在通過最大持續工作電流,通過變壓器勵磁涌流, 電動機自起動或保護范圍以外短路產生的沖擊電流時熔件不熔斷,而且能保證前后級保護動作的選擇性以及本段范圍內短路能以最短時間切除故障。

②保護電力電容器:

Ije= K Ic·e

式中:

c·e——電容器回路的額定電流,A

K ——可靠系數, 對于噴射式熔斷器,取1.35~1.5; 對于限流型熔斷器,當一臺電容器時, 系數取1.5~2.0; 當一組電容器時,系數取1.3~1.8

③保護電力線路:

按一般條件選擇:

Ie≥Ije≥g·zd

按開斷電流選擇

1、一般條件

ke≥dt (Ske≥Sdt)

式中:

ke (或Ske) ——熔斷器的額定開斷電流, kA (或額定開斷容量MVA )

dt——短路全電流, kA (安裝地點)

對于限流型熔斷器取dt≥″(次暫態電流幅值) ;對于非限流型熔斷器取dt≥ch (穩態短路電流最大有效值)。

2、對于跌落式熔斷器

跌落式熔斷器的開斷能力應分別按上、下限值來驗算,在驗算上限值時要應用系統的最大運行方式;驗算下限值時, 應用最小運行方式。

短路電流的穩定性

對于限流型熔斷器可不進行動、熱穩定的校驗;而對于非限流型熔斷器, 要求進行動、熱穩定的校驗工作。

熱穩定校驗:I²chTre≧Qt

動穩定校驗:Idei≧ch (3)

式中:

ich (3)——短路電流峰值

I ch——穩態短路電流有效值

電壓互感器的熔斷器

需要按額定電壓和開斷能力以及額定電流選擇。

校核熔斷器的靈敏度

Idm>4Ie既電網最小短路電流大于4~7倍的熔短器的熔體額定電流。

一般用到的戶外式高壓熔斷器主要是指跌落式高壓熔斷器,保護輸電線路和配電變壓器。

跌落式高壓熔斷器由固定的支架和活動的熔斷管組成,熔斷管(熔體管)由樹脂層卷紙板制成,中間襯以石棉。焙絲兩端各壓接一段連接用的編織銅絞線,它穿過熔斷管,用螺絲固定上下兩端的動觸頭上,可動的上觸頭被熔絲拉緊固定,并被上靜觸頭上的"鴨嘴"中的凸撐卡住,熔斷器處于"通路"位置,熔絲熔斷時。熔管內產生電弧.熔管內壁在電弧作用下產生大量氣體,氣體高速向外噴出,產生強烈的去游離作用,在電流過零時將電弧熄滅。同時,熔絲熔斷以后,熔斷管上的上觸頭松脫,由于熔管的自重而從上靜觸頭的"鴨嘴"中滑脫,迅速跌落。