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为什么需要熔断器

发布时间:2020-05-09 浏览:27次 责任编辑:中贝能源官网

        各种各样的原因可能都会造成电路中出现故障电流。按照电流的大小和特点,故障电流分为过载电流和短路电流。

        过载电流的定义:超出电路安全工作所允许的更最大的电流。短路电流的定义:超出电路正常负载电流10倍以上的大故障电流。

       不管是过载电流还是短路电流都会导致电路故障而无法正常工作,引起火灾,甚至危及人们的生命安全 当出现过载电流后,电路不被损坏的要求是:电路中安装的保护器件必须能够限制过载电流的持续时间。出现短路电流时保护电路要满足两个条件:第一,限制短路电流产生的能量;第二,限制通过电路的最大电流。

       熔断器的以下特点和优势同时满足以上两种故障电流的电路不被损坏的要求,从而有效的保护电路。

作为比较:

(1)太阳表面温度约5500℃;

(2)火山岩浆的温度一般在900~1200℃之间,最高达1300℃

图1-1铜排之间产生的电弧及其效应

图1-2短路时在开关产生的电弧(历史图片)

图1-3光伏电池短路引起的直流电弧和火灾(历史图片)

熔断器的特点和优势:

    限流熔断器既可以保护电路又能保护电路中的设备和器件,实现对故障电流效应的完全保护。熔断器具有系列综合优势:

(1)高分断能力(额定分断电流低)。

(2)功率损耗低。

(3)低压熔断器在很多情况下比断路器具有更低的功率损耗。

(4)无须复杂的短路计算。

(5)高的限流能力:当系统扩张可能出现故障电流增大时,保护升级简单、成本低。

(6)熔断器确保在系统重新启动前故障被消除。

(7)可靠:熔断器无运动部件磨损,也不会出现由灰尘、油渍或腐蚀造成损害。熔断器更换后,保护能力恢复到原来水平。

(8)熔断器可以降低系统的整体成本:熔断器的高限流能力可以帮助减低系统中其他器件的大小,从而极大地降低了大短路电流系统的整体成本。

(9)熔断器通过IC60947-4-1规定的二类保护使启动器和连接器免受损害。

(10)熔断器工作安全、安静:当熔断器开断系统的最大短路电流时不会外泄气体、火焰、电弧或其他材料,另外,出现大的短路电流时熔断器开断时间很短极大地限制了故障点可能出现的闪弧危害。

(11)熔断器容易实现器件之间的配合:熔断器的标准特性及其高限流能力容易实现器件间的配合。

(12)熔断器特性标准化:IEC60269规定了熔断器设计、生产的统一标准,由于特性标准化,全球各个厂家的同一规格的熔断器可以互换。

(13)熔断器可以改善电网质量:限流熔断器在毫秒级时间内切断故障电流,使系统供电电压的波动降到最低

(14)熔断器可以防止人为破坏:熔断器安装后不能被随意篡改从而保持原有特性,避免误动作。

(15)熔断器免维护:选型正确的熔断器无须维护、调整或校准,有效工作数十年而且保持过流保护水平不变。

(16)熔断器在出现电弧时能够对人员及设备提供极佳的保护:在出现喷弧故障时,选型正确的限流熔断器可以在几毫秒内切断电流,使电弧能量远远低于伤害人员、破坏设备的水平。

(17)应用熔断器是保护光伏阵列及光伏系统的一个低成本方案:应用特殊设计的直流熔断器(gPV型熔断器)是保护光伏电池、光伏模块及光伏阵列的简单而有效的方案。gPV型熔断器结合逆变器熔断器(VSI型)可以保护所有类型光伏系统出现的过载及短路故障,被保护的系统可以高达1500V直流电压。

(18)应用熔断器是目前最经济的过电流保护方案,特别是在考虑在整个生命周期内的总费用后。这个优势更加明显。其中:生命周期的总费用=初次购置费用+维护费用+功率损耗费用+维护及维修费用。

图1-4是熔断器与断路器分断故障电流特性比较可以看出:

第一,熔断器通过的峰值电流小;

第二,熔断器通过故障电流的时间短;

第三,熔断器通过的能量(与阴影面积成比例)小。


图1-4电流保护器件的比较

以下表请参考熔断器与断路器保护特性的比较

表1-1熔断器与断路器比较