高压真空接触器和高压限流熔断器简介

 随着国民经济的不断发展，电厂以及工矿等企业对于电力设备的要求越来越高，对其技术性能、运行稳定性、安装维修以及消防等方面都提出了更高的要求。因而对于电力设备尤其是开关设备的改进势在必行。近几年来经济高速发展使电荒不期而至，2003 年我国部分地区出现了不同程度的电力短缺，2004 年缺电省份已扩大到 24 个。为缓解和扭转电力短缺的紧张局势，全国各地都加大了电力工程建设项目的投资力度。随着近年来电厂规模的不断扩大，用电荒的问题在某种程度上得到了很大的解决，以及高压开关的不断改进，继电保护设备的不断完善，电网的安全性得到了很大的提高。

我国绝大部分电厂以及工矿企业所使用的高电压范围主要集中在3.6KV-12KV之间，主要负载有电动机负载、变压器负载以及电容器负载，其中电动机负载功率为 1250KW左右，变压器容量为 1600k VA 左右，电容器容量为 1200kvar 左右。而目前在这些配电系统中大部分开关设备都是高压断路器。高压真空接触器与高压限流熔断器组合电器（简称 F-C 回路）的诞生恰恰解决了真空断路器在开断以上负载时产生过电压高等yi系列问题，在这yi特定功率范围内 F-C 回路表现出的优越性远远超过了高压断路器。F-C回路在保护上的互相配合，扬长避短使得其在这yi特定的领域中拥有真空断路器无法比拟的优点。

高压真空接触器与熔断器组合回路简称 F-C（Fuse-Contactor）回路，其主要构成部分是高压真空接触器、高压限流熔断器、电气控制回路以及金属框架。主要功能是开断电流，高压真空接触器负责开断正常电流以及过载电流，而短路电流则有高压限流熔断器负责开断。它将高压真空接触器使用寿命长、能够频繁操作以及高压限流熔断器开断短路电流大、开断时间短等优点集于yi身，充分发挥了yi个组合电器中控制电器以及保护电器的优点。

 

1 高压真空接触器简介

高压真空接触器是yi种自动化的控制电器，主要适用于高压直-交流设备的开断操作，例如高压电动机、变压器、电容器组、电阻器以及电炉等。高压真空接触器具有体积小、结构简单、寿命长、维修方便以及价格低等优点。而且高压真空接触器在闭合操作后，无须吸合电流就可以保持在合闸位置。

如图 1-1 所示，高压真空接触器主要由电磁系统、触点系统以及灭弧系统组成。其中电磁系统作为控制部分，依靠其带动触点的关合；触点系统作为接触器的执行部分，有主触点和辅助触点之分，主触点负责关合主回路，控制主回路电流；而辅助触点则在控制回路中用来满足各种控制方式的要求；灭弧系统则用来保证触点在断开时产生的电弧能够被可靠地熄灭，从而减少电弧对触点的伤害

高压真空接触器单du作为开关时通常由绝缘框架、金属底座、传动拐臂、电磁系统、辅助开关和真空开关管等部件组成。当接触器电磁线圈不通电时，由于弹簧的反作用力和衔铁芯的自重，使得主触点保持在断开位置。当电磁线圈通过控制电压时，电磁力克服弹簧的反作用力，带动主触点闭合，接通电路。由于高压真空接触器本身不能作为短路保护装置，因此就需要在线路中设置熔断器这类的保护装置，也就是 F-C 回路zui基础的模型。

 

2 高压限流熔断器简介

 

高压限流熔断器的结构如图 1-2 所示。

高压限流熔断器的主要分类：

T 型——变压器保护；

M 型——电动机保护；

C 型——电容器保护；

P 型——电压互感器保护

高压限流熔断器的保护工作原理：在电路设置yi个zui薄弱的导电元器件，称为熔体。通常情况高压限流熔断器的熔体都是银，因为银的熔点低、导热性好，不易氧化。当发生短路电流或过载电流时发生融化。由于金属蒸汽的导电性固体和液体金属低电导率非常低，使得熔体的阻力急剧增大，电路中的电流突然减少，熔体两端产生很高的电压，导致间隙击穿，发生电弧，在电弧作用下产生大量气体，使电弧熄灭或弧灭弧介质中固体和周围的密切联系，强行冷却熄灭。yi般高压限流熔断器灭弧材料是石英砂，而本文中采用的高压限流熔断器则使用的是真空灭弧室。高压限流熔断器在其正常工作阶段，通过熔体的电流小于其额定电流，熔体可以长期可靠地运行，而不会发生误动作。

 

 

3. F-C 回路简介

F-C 回路主要分为两种保持类型：机械保持型和电保持性。

       工作原理：

当接到合闸指令后，交流 110V 或 220V 电源经桥式整流后加到合闸线圈两端，合闸线圈通电，衔铁动作，使与其固定的方轴旋转，固定在方轴上的拐臂向上推动绝缘子带动灭弧室动导杆向上运动，接触器合闸。对于机械保持型，合闸保持由机械锁扣机构来实现；对于电保持型，接触器触头闭合后，在机构动作带动下切换开关常闭转换触点打开，将保持线圈串入合闸线圈回路，来实现合闸保持。相反，接到分闸指令后，分闸线圈通电，机械锁扣机构解扣，或保持线圈断电，由分闸弹簧作用，衔铁释放，方轴通过拐臂和绝缘子带动灭弧室动导杆向下运动，接触器分闸。

 

4. F-C 回路相对真空断路器的优越性

在我国大部分电厂以及工矿企业配电系统中，其开关设备大部分使用真空断路器和高压限流熔断器，然而真空断路器在负载线路中常常会出现以下几个问题：如当开断短路电流达到yi定次数时需更换断路器，这无疑增加了系统的成本；选定好的短路容量无法改变；在开断感性负载时容易引起过电压，从而导致开断失败等缺点。恰恰 F-C 回路在 1250KW 以下负载系统中表现出的优越性，彻底解决了这些问题。由于配电系统中出现短路电流的情况较少，而在厂用电系统中电缆截面都必须按照偶尔出现的短路电流进行选择，因此在选择 F-C 回路时，电缆的zui小热稳定截面可以适当减小，这样又大大降低了系统中电缆的造价

 

 

参考文献

[1].冯建兴，真空接触器yi熔断器组合电器的应用[.丁〕。制造经验，2007, (6) :  62-65

[2].王季梅，高压真空接触器综述分析「.T]。真空电器技术，1994, (3) :  7-9

[3].S. Santoso, E. J. Powers. Power quality assessment via wavelet transformanalysis[J].工EEE Trans. on Power Delivery, 1996, 2，258-262

相关文章：

[1] 熔断器开断试验系统及其仿真电路模型

 

[2] 高压限流熔断器简介