熔断器可以说是电力系统中zui早出现的保护电器之yi。经过yi个多世纪的发展和改进，现在世界各国已大量生产和使用各种熔断器。电力用熔断器已广泛安装于保护电气设备和配电系统的各个部门。并且起到了限制事故扩大和确保用户安全供电的重要作用
高压限流熔断器又称作高分断能力熔断器，作为熔断器家族中的重要yi员，具有下列两个特点：1、开断短路电流能力大，故上述的“高分断能力”这个特殊的称呼也就是由此而得名的；2、具有显著的限流效应，在短路电流还未到达zui大值前，电流即被截断。
高压限流熔断器yi般为圆柱型，外面是陶瓷外壳，中间为陶瓷七星柱骨架，熔断器的熔体通常为数根并联呈螺旋状环绕在骨架上，具体结构如图 1.1 所示。熔体材料yi般为纯银，对于额定电流低的熔断器，熔体做成丝状；额定电流大的则做成带状，带状熔体开有等距离的槽口，其形状参看图 1.2，它们的间隔距离和槽口形状与熔断器的性能有密切关系。绕在陶瓷七星柱骨架上的熔体其两端点焊在端盖上，然后装入绝缘外壳内与内帽焊接。骨架与外壳间用石英砂填满整个空间，作为灭弧介质。外帽通过挤压与内帽紧密配合。外帽的外表面均应镀银或锡，以防止大气腐蚀。此外，熔断器yi般还装有撞击器用于指示是否动作，且动作后可触发其他保护装置工作
2. 高压限流熔断器的分类和命名
高压限流熔断器按被保护对象yi般分为下列 5 类
1）T 型——保护变压器用；
2）M 型——保护电动机用；
3）P 型——保护电压互感器用；
4）C 型——保护电容器用；
5）G 型——保护指定对象用。
高压限流熔断器yi般按下面的方式命名：
例如保护变压器用限流熔断器，额定电压为 12KV，额定电流 100A，zui大开断短路电流 50KA 命名如图 1.3 ：
3. 高压限流熔断器的开断过程分析
yi般的高压限流熔断器（非全范围限流熔断器）应能开断zui小开断电流（3-5 倍额定电流），至额定开断短路电流之间的任何故障电流。其开断是因为负荷电流的增加将会引起熔断器熔体温度的增加，无疑整个熔断器的温度也会随之而增加。当熔断器熔体的温度增加到 960℃（银的熔化温度）时，熔体的有些狭颈（即槽口）就会迅速熔化，这时就会瞬间产生电弧。电弧会被周围的石英砂冷却，待电流过零时电弧即告熄灭，断口间的电压也接近于零。
熔体yi般为多条并联且每条都有许多狭颈（许多槽口），这样当过载电流通过并联熔体时，如果有yi根熔体zui先熔化并产生电弧，并且往往只是单个狭颈（槽口）先熔断（但有时亦有可能几个槽口同时熔断)，这时剩下的其它并联熔体中的电流将增加到n/(n-1)( n 为并联熔体总数)；电流增大迅速导致并联熔体中第二根熔断，这时剩余熔体中的电流将增加到 n/(n-2) 倍；依次类推，未熔断熔体中的电流愈来愈大，熔体熔断的速度亦愈来愈快，到zui后yi根熔体熔断后，出现较高的过电压，就会重新击穿zui先几根熔体的其他槽口，使其所有槽口或极大部分槽口都熔化，此即熔断器熔断的全过程。总之，经过这样的循环，把高压熔断器的全部并联熔体和绝大多数槽口都熔断，从而实现电路的开断
由于石英砂有很强的绝缘性，在燃弧时石英砂熔化又能吸收大量热量，因此能迅速冷却电弧。所以限流熔断器能在电流尚未达到预期电流峰值的时候熄灭电弧，切断电流。高压限流熔断器也因此而得名。
4. 开断过电压产生机理
电力系统中的电容、电感均为储能元件，当操作或故障使其工作状态发生变化时，将有过渡过程产生。在过渡过程中，由于电源继续供给能量，而且储存在电感中的磁能会在某yi瞬间转变为静电场能量储存于系统的电容之中，所以可产生数倍于电源电压的操作过电压。它们是在几毫秒至几十毫秒之后会消失的暂态过电压。
电力系统中常见的操作过电压有：中性点绝缘电网中的间歇电弧接地过电压；开断电感性负载（空载变压器、电抗器、电动机等）过电压：开断电容性负载（空载线路、电容器组等）过电压；空载线路合闸（包括重合闸）过电压以及系统解列过电压等。
高压限流熔断器yi般用来保护变压器、电动机、电压互感器等感性负载，因此其动作时产生的过电压应当属于开断电感性负载的内部过电压。yi般断路器至少需要几十毫秒才能切断故障，而高压限流熔断器能在几个毫秒甚至更短的时间里开断电路，因此其开断时产生的过电压也比断路器操作过电压高。
图 1.4 画出了熔断器在保护变压器时动作的等值电路，其中 Ls为电源等值电感，Cs
为母线对地杂散电容，Lk为母线至变压器联线的电感，K 为熔断器，L 为变压器的激磁电感，C 为变压器等值对地电容与空载变压器侧全部联线及电气设备对地电容的并联值。
在高压限流熔断器开断之前，回路受工频电压作用，流过 C 的电流远小于流过 L 中的电流，所以可忽略 C 的存在，流过熔断器 K 的电流就是电感电流i 。在故障电流下熔断器迅速熔断而切断电路，相当于开关 K 断开。电流的切断过程显然与熔断器的灭弧能力有关，限流熔断器的限流作用可以在故障电流到达零点之前发生强制熄灭电弧（如果故障电流不大甚至可能在电流接近zui大值时突然开断）。
5. 国内外研究现状
目前，熔断器的研究是人们感兴趣的课题之yi，其内容主要包括：熔断器的弧前现象和温升问题；熔断器的电流分断和电弧现象；熔断器的应用技术和熔断器产品的发展；熔断器的试验技术和试验标准；熔断器的老化现象及可靠性问题研究等等。并且各个方面的研究工作均取得了不同程度的进展。
在各种不同型式的熔断器的弧前现象研究中，人们通过对真空和空气中细丝状熔断器熔体热损耗机理的测量，得出结论：真空熔断器的动作总功率要比小管子中无填料熔断器的小得多。对熔断器承受周期性负载的弧前现象进行的研究表明，空气中弯曲形状的熔体能提高其抗张能力。熔体散热和电流分布的均匀性对熔断器承受周期性负载的稳定性有很大裨益，熔体埋置于石英砂中，也能提高对周期性负载的稳定性。熔断器填料对弧前特性也有很大影响，研究表明采用氧化铝砂填料，熔断器的弧前温升要比氧化硅砂填料的低。有关熔断器弧前现象的研究工作，无论在理论计算和试验研究方面，均取得了很大的进展。目前，这方面的研究工作仍在不断地进行，尤其是在向更精确的计算和模拟方法的方向发展。
参考文献
[1] 王璞.国内外高压熔断器的应用和发展概况.高压电器，1996(6):4648
[2] 王季梅.高压限流熔断器.西安:西安交通大学出版社，1991. 1yi37
[3] 孟宪忠.低压全范围熔断器电弧现象及其熔化特性的研究.西安交大硕士学位论文，1986年
相关文章：
