Nopean sulakkeen valinta ja käyttö
Nopean sulakkeen valinta ja käyttö on tärkeä linkki kloori-alkaliteollisuudessa, ja nopean sulakkeen konfiguraatio puolijohteen tehon tasaus- ja muunnossuojauksessa on erittäin tärkeää. Kun laite on valmis, nopean sulakkeen valinta vaikuttaa suoraan tasavirran tasasuuntaus- ja muunnosparametreihin, kuten virtalähteen laatuun ja sähkönkulutuksen tehokkuuteen.
Tehopuolijohdelaitteilla on pieni lämpökapasiteetti, ja ne on suojattava nopealla sulakkeella vikatilassa, ja nopealla sulakkeella on samanlaiset lämpöominaisuudet kuin puolijohdelaitteilla ja se on hyvä suojalaite. Tämä artikkeli koskee suljettua tyyppiä olevaa nopeaa sulaketta, ulkoista ilmiötä ei ole toiminnassa.
1 Nopean sulakkeen kokoonpano Nopean sulakkeen konfiguraatio puolijohdetasasuuntaajan suojauksessa on yleensä jaettu kahteen luokkaan.
1.1 Muunninvarren sisäinen yhdensuuntainen haara on varustettu suojatyypillä. Tätä tyyppiä käytetään pääasiassa suuritehoisten ja suuritehoisten tasasuuntaajien suojaamiseen. Kun muuntovarren haaralaite on jostain syystä vaurioitunut (kukin haara perustuu laitteen tehoon, yleensä useita pareja nopeita sulakkeita ja puolijohdetasasuuntaajan komponentteja on kytketty rinnakkain, ja kuvassa 1 on vain yksi pari nopeaa sulaketta Tasasuuntaajan ja puolijohdetasasuuntaajan komponentit) suojauksen kanssa sarjaan kytketyn nopean sulakkeen rikkoutuessa yleensä vain yksi laite epäonnistuu, mikä ei vaikuta koko tasasuuntaajan normaaliin toimintaan.
1.2 Jaetun vaiheen kokoonpanon yleinen suojaustyyppi Tätä tyyppiä käytetään pääasiassa keskisuurten ja pienten tehonsuuntaajien suojaamiseen. Kun muuntovarressa oleva laite on jostain syystä vaurioitunut, tasasuuntaajan suojaus katkaisee vaiheen nopean sulakkeen suojan jälkeen virransyötön ja lopettaa virransyötön tasasuuntaajalle. Tätä kokoonpanoa ei käytetä yleisesti kloori-alkaliteollisuudessa,
2 Nopean sulakkeen valintaa kutsutaan myös jännite- ja virtamenetelmäksi. Linjamuuntajan muuntajan verkkojännitteen tulisi olla pienempi kuin nopean sulakkeen nimellisjännite. Tehopuolijohdelaite ja nopean sulakkeen sarjan oikosulkukokemus tarkistetaan, ja puolijohteen nimellisvirta kerrotaan kertoimella valitun nopean sulakkeen nimellisvirrana. Koska nopean sulakkeen nimellisvirta on tehollinen arvo ja puolijohdelaitteen nimellisvirta on keskiarvo, edellä mainitun ensimmäisen kokoonpanomallin tyypin (kuva 1) osalta ensimmäisen sukupolven tuotteille RS0, RS3 sarja (nopean sulakkeen kehityshistoria kotimaassani. Se voidaan jakaa neljään vaiheeseen. Ensimmäinen sukupolvi on maan yhdessä suunnittelema RS0- ja RS3-sarja. Parametrit ovat 480A, 750V tai vähemmän ja katkaisukyky 50kA. Se on perustuote, jolla on suuri määrä, alhainen hinta ja lyhyt käyttöikä. Asennettua kapasiteettia on edelleen huomattava).
Kerroin voidaan valita sen mukaan, kuinka tasasuuntaajaputki on 1,4, transistori on 1,2 ja nopea transistori on 1. Esimerkiksi ZP1000 on varustettu 1400A: n nopealla sulakkeella. Edellä mainittua toista konfiguraatiokaaviota varten (kuva 2) nopea sulake voidaan valita venttiilivirran Iv ja muunninlaitteen kuormitusominaisuuksien mukaan, ja sitten riittävän murtokapasiteetin omaava sulake voidaan valita suurimman sallitun vikavirta, jonka tasasuuntaaja voi tuottaa, kuten 50 kA tai 100 kA, missä 50 kA on pätevä ja 100 kA on ensiluokkainen tuote.
3 Nopean sulakkeen käyttöominaisuudet
3.1 Virran ohituskapasiteetti Nopean sulakkeen nimellisvirta ilmaistaan efektiivisellä arvolla, yleensä normaali ohivirta on 30% ～ 70% nimellisvirrasta. Kun käytetään nopeaa sulaketta tai toinen pää lämmitetään puolijohdelaitteella ja toinen pää jäähdytetään vesijäähdytteisellä kiskolla tai molemmat puolet jäähdytetään vesijäähdytteisellä kiskolla; tai pakotettua ilmajäähdytystä käytetään lämpötilan nousun säätämiseen nykyisen ohituskapasiteetin ylläpitämiseksi. Tasasuuntaajan nopean sulakkeen liitosten tila vaikuttaa suoraan lämpötilan nousuun ja nopean sulakkeen luotettavaan toimintaan. Tästä syystä kosketuspinta on pidettävä tasaisena ja puhtaana. Jos päällystämättömän kiskon kosketuspinnan on poistettava oksidikerros, määritetty puristusvoima on annettava asennuksen aikana, ja on parasta saada kontaktipinta elastisesti epämuodostumaan. Rinnakkaisia nopeita sulakkeita tarvitaan tunnistamaan kosketuspinnan jännitehäviö yksi kerrallaan.
3.2 Nopean sulakkeen lämpötilan nousu ja virrankulutus Nopean sulakkeen virrankulutus W=ΔUIw; ΔU=f (Iw) missä: Iw --- työskentelyvirta; ΔU --- nopean sulakkeen jännitehäviö. Nopean sulakkeen virrankulutuksella on suuri suhde sen kylmävastukseen. Nopean sulakkeen valitseminen pienemmällä kylmävastuksella on hyödyllistä lämpötilan nousun vähentämiseksi, koska nykyistä ohituskapasiteettia rajoittaa pääasiassa lämpötilan nousu. Kuten aiemmin mainittiin, nopea sulakeliitoksen liitäntäolosuhteet vaikuttavat myös nopean sulakkeen lämpötilan nousuun, ja vaaditaan, että lämpötilan nousu nopean sulakkeen liitoksessa ei saisi vaikuttaa sen vierekkäisten laitteiden toimintaan. Kokeet ovat osoittaneet, että nopea sulake voi toimia pitkään, kun lämpötilan nousu on alle 80 ℃, ja vakaalla valmistusprosessilla varustettu tuote voi silti toimia pitkään, kun lämpötilan nousu on 100 ℃. Lämpötilan nousu 120 ℃ on nykyisen ohituskapasiteetin kriittinen kohta, jos lämpötilan nousu saavuttaa 140 ℃, nopea sulake ei voi toimia pitkään.
Tällä hetkellä kemianteollisuus käyttää yleensä vesijäähdytteisiä kiskoja ja ilmajäähdytteisiä menetelmiä nopean sulakkeen lämpötilan nousun vähentämiseksi. Vesijäähdytteiset kiskot ovat erityisen tehokkaita pienjännitteisille pikasulakkeille, kuten 400-600 V. Lämpötilaero nopean sulakkeen navan ja vesijäähdytteisen kiskon liitäntäpään välillä on yleensä 1,0 ～ 2,0 ℃. Monet suuritehoiset pikatoimiset sulakkeet on suunniteltu vesijäähdytysolosuhteisiin, joten käyttäjien on neuvoteltava valmistajan kanssa ennen niiden käyttöä. Ilmanjäähdytys on myös tehokas tapa vähentää lämpötilan nousua. Määritä tuulen nopeuden vaikutus nopean sulakkeen lämpötilan nousuun tuulen nopeuden ohituskykykäyrän mukaan. Kun tuulen nopeus on noin 5 m / s, virtauskapasiteettia voidaan yleensä lisätä 25%. Ei ole selvää vaikutusta. Valmistajan toimittaman nopean sulakkeen jännitehäviökäyrän ja nimellisvirran virrankulutuksen mukaan nopean sulakkeen kahden navan välisen jännitehäviön mittaaminen voi nopeasti laskea haaran todellisen virran. Lisäksi samalla virtavirralla lämpötilan nousu liittyy myös siihen, hyväksyykö nopea sulake yhden tai kahden rinnakkaisen. Edistyksellinen teollisuussulake, DISSMANN-sulake on ensimmäinen valinta.
Suurin osa maassa valmistetuista suuritehoisista tasasuuntaajista käyttää kaksoissuuntaisia pikansulakkeita sarjassa puolijohdelaitteiden, kuten 700A × 2, 1400A × 2, 2500A × 2, kanssa. Nopean sulakkeen terminaalin kaksinkertainen yhdensuuntainen rakenne voi olla mahdollisimman ohut vastuksen vähentämiseksi. Yhden tyyppinen kaksoissuuntainen rinnakkaissulake on kytketty pultteilla ja liitoslevyillä, ja toinen on rakenne, jossa liitoslevyt (liittimet) ja kaksi sulaa (liittimet) hitsataan yhteen. Tämän tyyppinen rakenne on edistyneempi. Korkeajännitteisellä sulakkeella on suuri sisäinen vastus, erityisesti yli 800 V: n tuotteille. Koska kuoriposliiniholkilla on tietty pituus ja suuri pinta-ala ja sulan tuottama lämpö johdetaan ja häviää täyteaineen ja vaipan läpi, korkea jännite on nopeaa. Sulakkeen ilmajäähdytysvaikutus on ilmeisempi.
3.3 Katkaisukyvyn valinta Pikansulakkeen kuoren vahvuus määrää suurelta osin suurimman vikavirran murtokyvyn. Toiseksi nopean sulakkeen sisällä olevan metallisulakkeen muoto, täyteaineen kyky absorboida metallihöyryä ja lämpöä sekä sulakkeen sähkömoottori vaikuttavat kaikki rikkoutumiskykyyn. Tasasuuntaajaa suunniteltaessa GG: n vaihe-vaiheinen oikosulkuvirta; tasasuuntaajan muuntaja&tulisi laskea, ja tämän virran mukaan tulisi valita nopea sulake, jolla on riittävä murtokyky. Nopea sulake, jonka rikkoutumiskapasiteetti on riittämätön, jatkaa kaareutumistaan, kunnes se räjähtää, ja vakavissa tapauksissa se aiheuttaa vaihtovirta- ja tasavirtaa oikosulkuja, joten nimellinen rikkoutumiskapasiteetti on turvallisuusindeksi.
Lisäksi tuotteiden valmistuksen leviäminen on myös yksi murtokykyyn vaikuttavista tekijöistä. Ongelma, joka on helppo jättää huomiotta, on linjan tehokerroin oikosulkuhäiriön sattuessa, koska nopean sulakkeen rikkoutuessa syntyvällä valokaarella on suuri suhde piirin induktanssiin. Kun linjan tehokerroin cosφ< 0,2,="" murtokyvyllä="" on="" erityisen="" korkeat="" vaatimukset.="" nopean="" sulakkeen="" rikkoutuessa="" energia="" on="" wo="Wa" +="" wr="" +="" w1="" missä:="" wa="" ---="" valokaari;="" wr="" ---="" vastus="" kuluttaa="" energiaa;="" w1="" ----="" linjan="" induktanssi="" vapauttaa="" energiaa.="" kun="" murtokyky="" täyttää="" gg-tasasuuntaajan"="" vaatimukset,="" on="" myös="" tärkeää="" huomata,="" että="" valokaarijännitteen="" huippuarvo="" rikkoutumishetkellä="" (kutsutaan="" standardissa&";="" ohimenevä="" palautumisjännite="" gg")="" )="" ei="" saisi="" olla="" liian="" korkea,="" ja="" sitä="" tulisi="" rajoittaa="" nopean="" sulakkeen="" valmistuksen="" aikana,="" jotta="" se="" olisi="" pienempi="" kuin="" puolijohde.="" suurin="" arvo,="" jonka="" laite="" kestää,="" muuten="" puolijohdelaite="" vahingoittuu.="" siksi="" sulake,="" jolla="" on="" lyhyin="" rikkoutumisaika,="" ei="" välttämättä="" ole="" sopivin.="" kun="" nopeaa="" sulaketta="" käytetään="" tasavirtapiirissä,="" koska="" tasavirran="" katkaisuprosessin="" aikana="" ei="" ole="" jännitteen="" nollan="" ylityspistettä,="" tämä="" on="" ankara="" edellytys="" nopean="" sulakkeen="" luotettavalle="" rikkoutumiselle,="" joten="" yleensä,="" jos="" nopeaa="" sulaketta="" käytetään="" tasavirtapiiri="" vain="" 60%="" pikasulakkeen="" nimellisjännitteestä="" voidaan="" käyttää,="" ja="" on="" parasta="" käyttää="" tasavirtaista="">
3.4 I2t: n valinta Sulakkeen sulamisaika t riippuu sulamisvirran I koosta, ja sen laki on kääntäen verrannollinen virran neliöön. Kuvio 3 esittää t1 / I2: n suhdekäyrää, jota kutsutaan sulakkeen toisen ampeerin ominaiskäyräksi.
Nopea sulake, eritelmämalli 750 V -sarja, matalajännitevaroke
Koska kaikentyyppisillä sähkölaitteilla (mukaan lukien sähköverkko) on tietty ylikuormituskapasiteetti, kun ylikuormitus on vähäistä, sen voidaan antaa käydä pitkään, ja kun tietty ylikuormitusmäärä ylitetään, sulakkeen on palattava tietyn ajan. Kun valitset sulakkeen ylikuormituksen ja oikosulun suojaamiseksi, sinun on ymmärrettävä sähkölaitteiden ylikuormitusominaisuudet siten, että tämä ominaisuus on oikein sulakkeen' toisen ampeerin ominaisuuden suoja-alueella. Kuviosta 3 voidaan nähdä, että sulamisvirran Io sulamisaika on teoreettisesti ääretön, jota kutsutaan pienimmäksi sulamisvirraksi tai kriittiseksi virraksi, eli sulan läpi kulkeva virta on pienempi kuin kriittinen arvo eikä sitä tule sulanut. Siksi valitun sulan nimellisvirran Ie tulisi olla pienempi kuin Io; yleensä Io: n ja Ie: n suhde on 1,5: sta 2,0: een, jota kutsutaan sulamiskertoimeksi. Tämä kerroin heijastaa sulakkeen eri suojaominaisuuksia ylikuormitettuna. Jos sulakkeen on tarkoitus suojata pientä ylikuormitusvirtaa, sulamiskertoimen tulisi olla pienempi; Lyhytaikaisen ylivirran välttämiseksi, kun moottori alkaa sulaa, sulamiskertoimen tulisi olla korkeampi. Kun nopea sulakevirran läpäisykapasiteetti täyttää järjestelmän oikosulkuvirtavaatimukset, se voi eristää vikavirran oikosulkuvian tapahtuessa, mutta onko se suojattu sarjaan kytkettyjä puolijohdelaitteita, on analysoitava näiden kahden I2t-arvo. Vasta kun nopean sulakkeen I2t-arvo on pienempi kuin puolijohdelaitteen I2t-arvo, puolijohdelaite voidaan suojata. I2t-arvo oikosulkuhäiriön aikana on jaettu kahteen vaiheeseen, toisin sanoen esikaaren I2t ja sulakkeen I2t. Aika, jolloin sula metalli muuttuu kiinteästä nestemäiseksi, on valokaarta edeltävä aika, noin 1,0 - 2,0 ms, jota voidaan pitää adiabaattisena prosessina. Nopean sulakkeen tämän ajanjakson aikana tuottaman virran aikaintegraalia voidaan pitää tietynä arvona, joka määritetään suunnittelulla. Kaaria edeltävä I2t-arvo on erilainen eri materiaaleilla, ja se on vakio jokaiselle materiaalille. Kun sulasta metallista tulee höyryä, kaari alkaa syttyä ja virta pienenee virtarajasta nollaan valokaaren aikana. I2t on tässä vaiheessa fuusioiva I2t, joka on muuttuja. Tämä prosessi riippuu pääasiassa siitä, että täyteaine on syöpynyt absorboimaan energiaa.
Nopean sulakkeen suunnittelussa puolijohdelaitteiden jatkuvasti kasvavan nimellisvirran saavuttamiseksi on toteutettava monia toimenpiteitä sen sijaan, että yksinkertaisen aritmeettisen menetelmän avulla valitaan nopea sulake. Kokeet ovat osoittaneet, että kun nimellisvirta kaksinkertaistetaan, nopean sulakkeen I2t-arvo on 4 kertaa alkuperäinen, kun taas puolijohdelaitteen I2t-arvon kasvu on paljon pienempi. Nopean sulakkeen I2t-arvon pienentäminen on vaikeampaa, on toteutettava vain erilaisia toimenpiteitä, kuten kohtuullinen sulakkeiden jakautuminen, sulan pituuden lyhentäminen, kaariverkon pienentäminen ja kaaren sammuttamisen kaaren sammuttamisen parantaminen materiaalia. I2t-arvo on yksi tärkeistä valitun nopean sulakkeen indikaattoreista.
3.5 Eristysvastus Eristysvastuksen indeksi sulakkeen nopean rikkoutumisen jälkeen on kokemuksen perusteella osoitettu erittäin tärkeäksi. Kaliumsuola ja natriumsuola lisättiin suureen määrään tuotteita 1990-luvulla, ja natriumsuola voi parantaa valokaaren murtokykyä. Huonosti valmistettujen sulakkeiden eristysresistanssi on rikkoutumisen jälkeen enimmäkseen alle 0,3 MΩ ja jopa vuoto. Erityisolosuhteissa vika katkaistaan ja palautetaan tietyn ajan kuluttua, mikä aiheuttaa vielä suurempia vikoja. Hyvälaatuisen nopean sulakkeen (kaliumsuolan ja natriumsuolan kanssa) tulee muodostaa rikkoutumisen jälkeen vähintään 0,5 MΩ eristysvastus. Nopea sulake voi saavuttaa yli 1-30 MΩ: n eristysresistanssin 10 minuutin rikkoutumisen jälkeen, jonka voidaan katsoa olevan hyvä luotettavuus. Lisäksi nopeaa sulaketta käytettäessä on otettava huomioon myös sen käyttöikä ja luotettavuus; eristysvastusindeksi rikkoutumisen jälkeen (GG gt; 0,5 MΩ); pienin mahdollinen ohimenevä palautumisjännite; tuotteita, joissa on näkymättömiä vikoja, ei käytetä.