正确认识船舶低压配电系统中的熔断器

低压熔断器是低压配电系统中起安全保护作用的一种电器,广泛应用于电网保护和用电设备保护。主要作短路保护,有时也可起过载保护作用。

在正常情况下,熔断器相当于一根导线,当电网或用电设备出现短路或过载故障时,通过熔体的电流大于额定值,熔体因过热而熔化,自动切断电路,避免电网或用电设备的损坏,并防止事故蔓延。在切断电路过程中往往产生强烈的电弧并向四周飞溅,为了安全有效地熄灭电弧,一般把熔体安装在壳体内,并采取有效措施,快速熄灭电弧熔断器主要由熔体(熔芯、熔片)绝缘底座等组成,而熔体是整个熔断器的核心部分,常做成丝状或片状。熔体材料必须具有熔点低、导电性能好、易于熔断、不易氧化等性质。制作熔体的材料一般有铅锡合金、锌、银、铜等。

熔断器按结构可分为开启式、半封闭式和封闭式三种。封闭式熔断器又分为无填料管式、有填料管式和有填料螺旋式等,如图(a)、(b)所示,熔断器的保护特性如图(c)所示,其电路符号图(d)所示。

(1)熔断器的结构和特征

①插入式熔断器

用于低压电路实现电气设备的短路保护或过载保护。熔断器装有熔丝或熔片,使用时熔丝的额定电流不能超过瓷件上标明的额定电流,否则熔丝烧断时产生的电弧极强,会烧坏熔断器。

②螺旋式熔断器

在熔断管内装有熔丝和石英砂,熔断管一端有色点,当熔丝熔断时,色点就跳出,指示出熔丝已断。

③有填料封闭管式快速熔断器

由熔断管、熔体、指示器、填料和触点底座等部分组成。熔体用银带制成“V”形的狭窄截面或网状形式,使熔断器具有快速性,可作为半导体整流元件的短路保护及过载保护。

(2)熔断器的选用

熔断器主要根据负载的情况和电路短路电流的大小来选择。对于容量较小的照明线路或电动机的保护,可选用半封闭式熔断器或无填料封闭式熔断器;对于短路电流相当大的电路或有易燃气体的地方,应选用有填料封闭式熔断器;对于晶闸管及硅元件的保护,应选用快速熔断器。

由于各种电气设备都具有一定的过载能力,当过载能力较轻时,可允许较长时间运行,而超过某一过载倍数时,就要求熔体在一定时间内熔断。还有一些设备启动电流很大,如三相异步电动机启动电流是额定电流的5~7倍,因此,选择熔体时必须考虑设备的特性。

熔断器熔体在短路电流作用下应可靠熔断,起到应有的保护作用。如果熔体选择偏大,负载长期过载熔体不能及时熔断;如果熔体选择偏小,在正常负载电流作用下就会熔断。为保证设备的正常运行,必须根据设备的性质合理地选择熔体。

照明支路:熔体额定电流≥支路上所有电灯的工作电流之和;

单台直接启动电动机:熔体额定电流≥(1.5~2.5)×电动机额定电流;

配电变压器低压侧:熔体额定电流=(1~12)×变压器低压侧额定电流。

(3)熔断器使用时的注意事项

①根据各种电气设备用电情况(电压等级、电流等级、负载变化情况等),在更换熔体时,应按规定换上相同型号、材料、尺寸、电流等级的熔体。

②按线路电压等级选用相应电压等级的熔断器,通常熔断器额定电压不应低于线路额定电压。

③根据配电系统中可能出现的最大短路电流,选择具有相应分断能力的熔断器。

④在电路中,各级熔断器应相应配合,常要求前一级熔体比后一级熔体的额定电流大2~3倍,以免发生越级动作而扩大停电范围。

⑤不能随便改变熔断器的工作方式,在熔体熔断后应根据熔断管端头上所标明的规格换上相应的新熔断管。不能用一根熔丝搭在熔管的两端,装入熔断器内继续使用。

⑥作为电动机保护的熔断器,应按要求选择熔丝,而熔断器只能作电动机主回路的短路保护,不能作过载保护。

⑦在接地线路中、三相四线制的中性线路中、直流电动机的励磁回路中不允许接入熔断器。