中压负荷开关-熔断器组组合电器及F-C组合电器应用

中压负荷开关-熔断器组组合电器及F-C组合电器应用

目录

中压负荷开关-熔断器组组合电器及F-C组合电器应用 (1)

高压限流熔断器的合理选用与等效替换 (3)

高压限流熔断器的性能特点 (3)

SF6负荷开关＋熔断器组合电器的性能特点 (3)

高压限流熔断器选用应考虑的问题 (4)

高压限流熔断器等效替换应考虑的问题 (6)

电容器组保护配置及整定计算方案实例 (8)

引言 (8)

1电容器运行中的应注意的问题 (8)

2电容器组的保护配里方案 (9)

3电容器组的保护整定计算方案 (11)

4结论 (13)

电容器组熔断器保护配置分析 (14)

1.引言 (14)

2.熔断器误动问题分析 (14)

2.1熔断器温升超标 (14)

2.2我国熔断器温升超标原因 (15)

2.3我国熔断器可靠系数 (16)

2.4现行熔断器时间-电流特性存在的起始熔化电流现状 (17)

3.正确选择熔断器额定电流 (18)

3.1熔断器特性 (18)

3.2熔丝额定电流（

I）选定 (18)

nf

4.结论 (19)

限流熔断器的配合 (20)

1概述 (20)

2环网柜中的负荷开关+熔断器的必要性 (20)

3负荷开关与熔断器的配合 (21)

一种新型的真空接触器-熔断器组合电器（F-C回路） (25)

高压真空接触器电气控制回路的优化设计 (30)

1问题的出现及其原因分析 (30)

2解决方案 (34)

3结束语 (36)

高压真空接触器-高压限流熔断器组合电器在发电厂中的应用 (38)

1高压真空接触器 (38)

1.1真空接触器的形式 (38)

1.2真空接触器的开断原理 (38)

1.3真空接触器的动作原理 (39)

1.4真空接触器的额定参数 (39)

1.5真空接触器主要优点 (40)

1.6接触器用真空灭弧室 (40)

2高压限流熔断器 (40)

2.1额定电压选择 (40)

2.2额定电流选择 (41)

2.3电动机的保护和熔断器的选择 (41)

2.4变压器的保护和熔断器的选择 (43)

2.5电容器组的保护和熔断器的选择 (43)

3F-C回路的应用实例 (45)

4结论 (46)

F—C回路中高压限流熔断器参数的选择及动热稳定验算 (47)

1影响F-C回路中高压限流熔断器参数的因素 (47)

1.1外部因素及环境对高压限流熔断器参数的影响 (47)

1.2真空接触器与高压熔断器特性配合要求及满足安全运行的基本条

件 (48)

2保护电动机用高压限流熔断器参数选择及计算 (48)

2.1高压熔断器参数选择原则 (48)

2.2参数计算 (50)

电力电容器的保护与管理的研究 (55)

一、电力电容器的保护 (55)

二、运行中的电容器的维护和保养 (56)

三、电容器在运行中的故障处理 (57)

四、处理故障电容器应注意的安全事项 (57)

高压限流熔断器的合理选用与等效替换

在12kV系统中，SF6负荷开关＋熔断器组合电器用以保护变压器时，高

压限流熔断器的如何合理选用与等效替换。

高压限流熔断器的性能特点

1）高分断能力一般国产的高压限流熔断器额定短路分断电流（预期有效值）为50kA，一些进口产品额定短路分断能力达63kA。

2）限流能力一般国产的高压限流熔断器，如100A的熔断器，在预期短路电流有效值为50kA的情况下截止电流峰值约为18kA，而对某进口的100A的熔断器，在预期短路电流有效值为63kA的情况下，其截止电流峰值才为18kA。

3）存在最小开断电流对于变压器保护用限流熔断器，最小开断电流一般为熔断器额定电流的3～5倍。在选用时应保证其最小熔断电流不大于被保护线路的最小短路电流。

SF6负荷开关＋熔断器组合电器的性能特点

1）使用SF6气体作为绝缘和灭弧介质的负荷开关称为SF6负荷开关。它可以作为关合和开断负荷电流用，亦可以作为关合和开断空载线路、空载变压器及电容器组等用。

2）SF6负荷开关能关合短路电流，但不能开断短路电流。

3）SF6负荷开关一般为三工位（合闸、分闸和接地），负荷开关与接地开关之间有机械联锁。接地开关与电缆仓门之间也有联锁。以确保检修的安全。

4）SF6负荷开关结构简单，操作方便，价格便宜，动作可靠，维护较少或免维护，一些进口产品可达30年免维护。

5）SF6负荷开关截流值低，避免了高的截流过电压。在同样电流密度时，SF6中的电弧直径远小于空气中的电弧直径。当电流减小时，弧柱直径也随之减小，而弧芯仍能保持相当高的电离度以维持电流继续流通，直至电流自然过零。弧柱收细

后一般不会发生断裂现象，因此很少引起截流过电压。

6）SF6负荷开关＋熔断器组合电器是由SF6负荷开关来承担变压器的正常工作电流和过载电流的关合和开断，并且还要承担转移电流的开断。熔断器承担了3倍额定值以上的过流和短路电流的保护。

7）负荷开关与熔断器的撞击器联动。由熔断器熔断开极电流，撞击器撞出，通过联动机构，使负荷开关三相同时自动分闸，避免了熔断器和变压器长时间承受转移电流或故障电流和变压器缺相运行。

8）保护配电变压器的性能好。当油浸变压器发生短路时，为使油箱不爆炸，必须在20ms内切除故障。限流熔断器具有速断功能，再加上其限流作用，可在10ms 内切除故障，并限制短路电流值，能够有效地保护变压器。

高压限流熔断器选用应考虑的问题

1）关于额定电流的选择

①要躲过变压器启动时的冲击励磁涌流。高压熔断器的时间－电流特性曲线应位于变压器涌流特性A的右侧，变压器的涌流可取变压器满载电流的10～12倍，持续时间为0.1s。

②高压熔断器与低压熔断器的时间－电流特性交点处的电流值应大于低压熔断器负载侧的最大故障电流。

③如果熔断器安装在一个封闭的箱（筒）内，则选择的额定电流需进一步增加。为保证正常及过载运行时，熔断器在封闭箱（筒）内不超过规定的温升界限，熔断器的额定电流值应适当选择大些。

④如果熔断器安装在周围空气温度可能超过正常使用条件的场所，则选择的额定电流也应进一步增加。

⑤熔断器的额定电流也不应选择过大，应满足转移电流及与上级保护装置配合的要求。

⑥在熔断器的时间－电流特性曲线10s范围内，熔断器的弧前电流应足够低，以保证更好地保护变压器，为了达到这一点，通常通过检查熔断器的时间－电流特

性曲线或向熔断器生产厂咨询。

2）熔断器撞击器的动作位移特性及输出能量

考虑到现在SF6负荷开关的脱扣联动件上塑料件较多，故应尽量采用弹簧式撞击器。经我厂实践证明，动作力选用80N的弹簧撞击器比较可靠，低于该值可靠性不高。弹簧式撞击器具有速度特性较平缓，端头平坦的特点，而火药式撞击器的端头较尖，速度较快，易将脱扣联动装置打坏。

3）熔断器的额定短路开断电流

其数值上应等于或高于负荷开关柜及组合电器柜的额定短时耐受电流值。

4）熔断器的最大截止电流

应尽量小，以利于在开断关合短路电流时，减少对组合电器的电动力的冲击。

5）熔断器的最大允许功率耗散

应尽量小，以利于减小组合电器的温升，从而可选用较小额定值的熔断器来保护相同容量的变压器，以利于与上级保护配合。

6）变压器二次端头直接短路使得一次侧故障产生严酷的TRV值，组合电器中负荷开关不具有开断这种故障的能力。因此，必须由熔断器单独将此故障开断，而不把开断任务转移给负荷开关。也就是说，选择熔断器时应使转移电流总是小于变压器二次端头直接短路时产生的一次故障电流。

7）熔体发热对熔断器的影响

按照交流高压负荷开关－熔断器组合电器的试验标准GB 16926-1997中的试验方式3，故障电流在最小熔化电流和最小开断电流范围之间时（即故障电流约为熔断器额定电流的2～3倍时），熔断器因通过长时间前弧的电流及随后的燃弧，本身发热严重而产生严酷的高温，在熔断器的撞击器触发负荷开关开断电流前，熔断器必须耐受此高温并无外部损伤。按限流熔断器的试验标准GB 15166.2-1994规定的试验方式3中记录的最长燃弧时间值，必须大于负荷开关-熔断器组合电器制造厂说明的熔断器触发的负荷开关的分闸时间的50%。

8）熔体发热对熔断器安装筒的影响

在目前流行的SF6全封闭充气式环网柜的设计中，熔断器常常安装在合成树脂材料制成的狭窄的绝缘安装筒内，散热条件不良。在如上所述的故障情况下，在熔断器的绝缘瓷管的高温辐射和传导下，应保证合成树脂材料能耐受这种高温。为保证熔断器安装筒不受熔断器所产生高温的损坏可采取的措施有：

①采用带有温度限制器的熔断器。

②增大熔断器安装筒内壁与熔断器的绝缘瓷管之间的空气间隙。

③提高绝缘材料的耐热温度。

④加强熔断器安装筒的散热。

⑤采用带有过热脱扣功能的熔断器安装筒。

⑥采用具有限值闭锁功能的过流继保装置。即当故障电流大于整定值后（但小于一规定的门槛值，此门槛值应尽量大于熔断器的最小开断电流值，但仍然不大于额定交接电流值）由继保装置驱动负荷开关来开断此有限值的故障电流；但当故障电流大于这一规定的门槛值后，则继电器被锁定不动作，由熔断器在短时间内切除此故障电流。

高压限流熔断器等效替换应考虑的问题

标准GB 16926-1997中的型式试验，只对实际提供的负荷开关与熔断器特定组合的组合电器的性能进行验证。然而当组合电器在使用中配用其他型号熔断器或已试熔断器的设计结构有所改变时，重复进行组合电器的全部关合开断试验一般认为是不实际的。因此，只要组合电器满足下列条件，则对未经试验或经过部分试验的组合电器仍可认为满足标准要求。

1）所考虑的负荷开关和熔断器首先应满足各自相关的标准GB 3804-2004和GB 15166.2-1994的要求。

2）必须安装同一型式的撞击器，即符合标准GB 15166.2-1994中有关撞击器的分类。这里同一型式主要指其动作位移特性及输出能量等。

3）应符合标准GB 16926-1997中6.13条中对熔断器撞击器和负荷开关脱扣器之间联动的要求。即熔断器撞击器与负荷开关脱扣器之间的联动装置应在三相和单

项两种条件下，在给定的撞击器型号的最大和最小能量下及相应撞击器的动作方式下，应使负荷开关良好地操作。

4）熔断器所限制的短路电流值应小于或等于型式试验所用的熔断器的截止电流值，且动作I2t值不大于型式试验中已试型号熔断器按相同试验方法所确定的值。

5）最大动作I2t值不大于型式试验中已试型号熔断器按相同试验方法所确定的值。最大动作I2t值中的I，按标准GB 15166.2-1994，取值为I2，即0.01s的弧前时间所对应预期电流的3～4倍。

6）按标准GB 15166.2-1994规定的试验方式3中记录的最长燃弧时间值，必须大于负荷开关－熔断器组合电器制造厂说明的熔断器触发的负荷开关的分闸时间

的50%。

7）最大允许功率耗散在50%及110%额定电流时，应不大于型式试验中所用熔断器按相同试验方法确定的值。

8）应避免选配比系统电压更高的额定电压的熔断器，因为额定电压高的熔断器其操作过电压也高。

9）新配的组合电器的转移电流值，应不大于组合电器的额定转移电流值。

电容器组保护配置及整定计算方案实例

【摘要】电力系统中，并联电容补偿装置由许多单台电容器串并联组成。实际运行中，如果电容器组中多台电容器故障退出，将造成健全电容器的过电压和过电流，因此必须采取可靠的保护措施。

本文介绍了并联电容器组过压、过流、过热故障的原因及防范措施，对电容器组保护整定计算方案进行了探讨，并给出了计算实例。

【关键词】无功补偿装置；电容器；继电保护定值

引言

电力系统中，并联电容补偿装置由许多单台电容器串并联组成，电容器组大量装设在各级变电站低压母线上，主要作无功补偿使用，这些电容器组的正常运行对保障电力系统的供电质量与效益起重要作用。实际运行中，电容器组存在着很多问题，比如：工作电压、工作电流与谐波问题、合闸时的弧光问题、电容击穿引起爆炸等问题。如果电容器组中多台电容器故障退出，将造成健全电容器的过电压和过电流，因此必须采取可靠的保护措施。

下面介绍并联电容器组过压、过流、过热故障的原因及防范措施，提出相应的继电保护配置方案，并以计算实例对电容器组保护整定计算方案进行探讨。

1电容器运行中的应注意的问题

1.1工作电压

电容器对电压十分敏感，因电容器的损耗与电压平方成正比，过电压会使电容器发热严重，电容器绝缘会加速老化，寿命缩短，甚至电击穿。电网电压一般应低于电容器本身的额定电压，最高不得超过其额定电压10%，但应注意最高工作电压和最高工作温度不可同时出现。电压过高，电容器内部游离增大，将产生局部放电.长时间在过电压下卜运行，电容器的无功输出功率大人增加，造成无功过补偿，电容器本身的有功损耗增大，发热量上升，最终导致热击穿。

因此有关规程规定，工频稳态长期过电压值最高不超过额定电压的1.1倍。

1.2工作电流与谐波问题

当电容器安装工作于含有磁饱和稳压器、大型整流器和电弧炉等“谐波源”的电网上时，交流电中就会出现高次谐波。对于n次谐波而言，电容器的电抗将是基波的1/n，因此，谐波的这种电流对电容器非常有害，极容易使电容器击穿引起相间短路。必要时，应在电容器上串联适当的感性电抗，以限制谐波电流。因此有关规程规定，电容器的工作电流不宜超过额定电流的1.3/倍。

1.3合闸时的弧光问题

电容器组特别是高压电容器在合闸并网时，合闸涌流很大，在开关上或变流器上会出现弧光.

1.4爆炸问题

电容器组的内部故障有一个发展过程，最初只是个别串联元件损坏，逐步波及其他相邻元件，造成过流和过压击穿，击穿元件越多，击穿的发展越快，直至全部击穿而短路多组电容器并联运行时，只要其中有一台发生了击穿，其余各台就会同时通过这一台放电。放电能量很大，脉冲功率很高，使电容器油迅速汽化，引起爆炸，严重时甚至起火。

电容器采用△结线时，任一电容器击穿短路时，将造成三相线路的两相短路，短路电流很大，有可能引起电容器爆炸。这对高压电容器特别危险，因此高压电容器组宜接成中性点不接地星形（Y型），容量较小时（450kvar及以下）宜接成△。但电容器采用△结线时也有很多优点，因此低压电容器组应接成△。

2电容器组的保护配里方案

电容器组一般配置有两段式电流保护，过电压保护、欠电压保护、零序过流保护、零序过电压保护、压差保护。

2.1电压保护

过压保护和欠压保护是反应系统异常的。

2.1.1过压保护

通过1.1可见，电压过高将使电容器的功耗和发热增加，影响使用寿命，因此

电容器应设置过电压保护。

电容器应能在1.1倍工频稳态过电压下长期运行工作，在1.15倍工频稳态过电压下每24小时允许持续运行30分钟，在1.2倍工频稳态过电压下允许持续运行5分钟，在1.3倍工频稳态过电压下允许持续运行1分钟。

2.1.2欠压保护

同样，一旦电压恢复，变压器与电容器同时投入也可能造成电容器的过电压损坏，或者由于母线失压后电容器聚集的电荷尚未释放完，若电压立即恢复而电容器再次充电，也能造成过电压损坏。

因此，电容器应能在系统母线失压后退出运行，系统母线电压恢复后，电容器才能再次投入运行。故电容器应设置欠电压保护，在母线突然失压时使用。

欠压保护还应装设防止PT断线造成保护误动的电流闭锁元件。

2.2电流保护

通过1.2可见，电容器应设置过电流保护。电流保护是用于反应相间故障的，一般设置两段。

速断保护反应断路器与电容器组之间短路故障，考虑到1.3的情况，一般带一段短延时，以躲开合闸涌流。过电流保护反应电容器击穿引起的相间短路。

2.3零序过流保护、零序电压保护、压差保护

针对1.4，电容器组应设置反应内部故障的保护。所有反应内部故障的都是反应内部元件被击穿的，比如：电容器的熔断器保护、单三角形接法的电容器组的零序电流保护；每相两分支、双三角形接线的电容器组三元件式横差保护；压差保护；零序电压保护等。

电容器组要设置什么保护，还要看电容器组是如何接线（到电容器组现场看或查看有关图纸），有单星型、双星型、三角形接线。

如果是单星形接线，可以观察电容器组有没有放电PT，此时应该有零序电压保护；如果是双星形接线就是不平衡电压保护或不平衡电流保护，可以看看在两组星形电容器组的中性点之间是装了PT还是CT，装了PT就是不平衡电压保护，装了

CT 就是不平衡电流保护。如果是三角形接线，就是零序电流保护，三相CT 按极性串联起来。

保护厂家一般配置零序电压、差压、零序过流这二种反应内部故障的保护。 用于双星形接线的电容器组，其PT 是接在两个星形的中性点间，如A 相或B 相的熔断丝熔断了，两个星形的中性点之间是没有电位差的，所以不平衡电压不动作。假如是其中一个星形的A 相电容器组有问题的话就会有电位差，不平衡电压就动作。电容器组不平衡电压保护定值，都是通过现场实测整定出来的，一般ABC 三相中任何一相中一只电容器熔丝熔断，该保护不动作，当二相中其中一相的二只及以上电容器熔丝熔断时，该保护就动作。

3电容器组的保护整定计算方案

3.1过电压保护

定值按电容器端电压不长期超过1.1倍额定电压的原则整定，时间在1分钟以内。即：

E DZ U U 1.1=，E U 为为电容器组额定相间电压，时限不超过60s 。

例.V U U E DZ 1211001.11.1=?==,，s t 3=

3.2低电压保护

定值应能在电容器所接母线失压后可靠动作，而在母线电压恢复正常后可靠返回，时间与本侧出线后备保护时间配合。

即：

E DZ U U )6.0~3.0(=，E U 为电容器组额定相间电压。

时限要求配合后备保护动作时间，s t 5.0~3.0=

例：V U U E DZ 601006.06.0=?==，s t 5.0=

3.3定时限过流保护

两段定时限过流保护各段电流及时间定值可独立整定。

3.3.1速断保护.

定值按电容器端部引线故障时有不小于2的灵敏度整定，一般整定为3~5倍额定电流，时间一般在0.1s~0.2s 。

CT

E k DZ n I K I ?=，k K 为可靠系数，5~3=k K ，E I 为电容器组额定电流，CT n 为电容器组断路器CT 变比。时限0.1s~0.2s 。

例：TBB10-2400-BL ，A I E 1261132400=?=

，5/300=CT n A n I K I CT E k DZ 5.860

12641=?=?=（二次值），s t 1.0= 3.2.2过电流保护.

定值应可靠躲过电容器组额定电流，一般整定为1.5~2倍额定电流，时间一般在0.3~1s 。

即：E k D Z I K I ?=，k K 为可靠系数，2~5.1=k K ，时限0.3~1s 。 如上例，则A I K I E k DZII 2.460

1262=?=?=（二次值），s t 5.0= 3.4不平衡电压保护、不平衡电流保护

规程要求：电容器组正常运行时的不平衡电压..或中性点间流过的不平衡电流#应满足厂家要求和安装规程的规定。

部分运行单位在没有现场实测值的情况下通常采用15V ，0.2s 的经验值，而实际运行中，电容器不平衡电压正常为1伏以下。电容器不平衡电压与设备的生产厂家关系很大，不同厂家的设备差别较大，采用厂家值是比较合理的。

因此，对新上电容器，厂家实测报告应随设备提供不平衡电压（或不平衡电流）定值。

例：TBBA35-15000

厂家实测报告.

保护定值：（次级电压）

报警 1.5V

跳闸 3.6V，最大延时0.5s

4结论

一套简单可靠的保护配置方案及合理的保护定值对保障电容器组的正常运行，避免事故的发生起重要作用。本文给出的电容器组保护的整定计算方案在实际工作中运行可靠，同时为初学者进行整定计算提供了参考。

电容器组熔断器保护配置分析

【摘要】通过对现在采用的熔断器保护的配置和熔丝额定电流选择的分析，对

熔断器保护目前状况及存在的问题进行探讨，提出正确选择熔丝额定电流和对熔断器的标准合理修改，确保电容器组安全可靠运行。

【关键词】电容器组；熔断器

1.引言

并联电容器已广泛用于电力系统的无功补偿。随着我国电容器制造水平的提高，电容器保护也经历了一个发展变化的过程。上世纪七十年代初，电容器制造水平低，单台容量小，各地的布置形式多样，接线方式不合理，保护措施不当不全，且多以继电保护为主，在运行中事故不断。后来发展了单台电容器保护用熔断器（外熔丝），为防止电容器爆裂起到了良好的效果。国外（如芬兰诺基亚）还发展了带内熔丝的电容器，由内熔丝切除内部组件故障，但实际运行表明并不理想。八十年代中期，电容器单台容量增大至200kvar和334kvar，产品质量进一步提高。为避免电容器在发生内部元件击穿时遭受短路电流冲击，普遍采用星形或双星形接线，保护更为完善，电容器事故率明显下降。然而，用外熔断器保护单台电容器仍然存在不少问题，如熔管受潮、长期运行弹簧拉力而下降、熔丝熔断后不能顺利拉出、熔丝的时间电流特性分散性大。运行中还会出现误动、拒动和群断现象。

2.熔断器误动问题分析

2.1熔断器温升超标

熔断器属热敏感元器件，设计、运行温度的高低对其性能必然产生影响。当发现电容器保护用熔断器异常时，应从熔断器自身产品质量、安装位置和角度不正确等因素寻找原因。这些因素可以归结为熔断器误动的偶然性因素。

随着单台电容器容量增大，如500kV变电站的电容器单组容量大至40-60Mvar，一般每相都有4个串段。比较220kV变电站电容器组每相2个串段的接线方式，单

台容量的额定电流增大了一倍，配置的外熔断器额定电流增大至80～90A。夏季运行熔断器的局部发热，甚至非正常熔断屡屡发生。

为此，深圳供电局曾对实际熔断器备品进行温升试验。每熔断器通以84A电流，检验熔体与尾线压接处的温升结果如表1所示。

表1 熔体与尾线压接处的温升

熔断器额定电流的定义为：熔断器在不受损伤的条件下，容许持续通过的最大电流。而上述试验发现，不同生产厂、不同结构的同规格熔断器的实际温升大大超出标准规定的要求。也就是说我国当前熔断器在额定电流下不能保证额定温升水平，这是熔断器误动的根本原因。

2.2我国熔断器温升超标原因

ANSIC37.46.2000标准规定的“熔断器电流设计、试验的标准是：在环境温度不超过40℃的条件下，通过额定连续电流以上的电流时，最高温度应不超过IEEEC37.40表2的要求。”

也就是说，熔断器的额定电流设计必须满足温升的要求，这是熔断器的的最基本要求。如果实际试验温升超标，说明熔断器的材料、额定通流能力不足，只能将电流降级使用。

熔断器电流的时间-电流特性试验要求，国内外标准也有差异。ANSIC37.46-2000标准虽然声明“本标准并不要求熔断件满足任何特定的时间-电流特性”，但也列出

E型熔断器弧前时间-电流特性供大家参考。GB15166.5-94标准在列出E型熔断器弧前时间-电流特性的同时，提出了过载保护的时间-电流特性供选择。而DL442-91标准则是规定熔丝必须具有过载保护的时间-电流特性。由于过载保护的性质是要反应负荷过载，熔断电流要求更低，动作更灵敏。过载保护的主要特征是熔化因数（在规定时间内的弧前时间-电流特性上，相应的电流与熔断件额定电流之比）较低。如果要把同一根熔丝用作过载保护，必然要提高额定电流以满足小熔化因数的要求。

通过的额定电流提高，温升会相应提高。如果要在同一负荷上实现过载保护，必然要选用起始熔化电流更低的熔断器，而温升试验电流不变。起始熔化电流降低，意味着熔丝更细，温升也会相应提高。实现过载保护的前提是要制造出温升特性更低的熔断器。从我国熔断器的现状来看，尽管大多数制造厂都保证满足过载保护特性的要求，但不一定能保证满足温升的要求。这不但在温升方面超标，而且由保护特性确定的额定电流也呈现出虚高的假象、误导了熔断器的正确选用。这样，所谓额定电流失去了意义。这是一味强调满足过载保护特性，减少了对降低温升技术手段的应用的结果。显然，在我国存在着高标准的熔断器保护特性与熔断器设计制造水平仍落后的矛盾。现行标准的修订应当强调熔断器额定电流必须由有关的各项试验确定，避免额定电流虚高，导致熔断器不正确选用。

2.3我国熔断器可靠系数

电容器额定电流是一个理论值，实际运行电流会在一定范围内波动。要在电容器电流正常的过载条件下保持熔断器的动、热稳定，熔断器的容许最大连续电流额定值与电容器单元额定电流之比，往往要取一个>1的可靠系数。

不同历史时期，可靠系数取值不一样。国外上世纪七十年代以前，可靠系数普遍取1.65，后来考虑了防止电容器箱壳爆破因素，可靠系数降为1.35。而在我国，由于全膜电容器性能的改善和出于防范熔断器误动的目的，可靠系数又回到1.65。我国在SDJ25.1985《并联电容器装置设计技术规程》中曾提出可靠系数取1.5-2；在DL442-91标准中则要求可靠系数取1.43；而在GB/Z11024.3-2001标准中已经建议取1.65及以上。

可靠系数的选取，因不同熔断器保护特性而有明显的国别、地区差异。从表面上看，为了使熔断器保护更灵敏、更有效，我国DL 标准采用了过载型熔断器保护特性。实际上，除了保护的时间-电流特性不同外，可靠系数、起始熔化电流、熔丝速度等都有明显区别。

具有相同熔断因数的熔断器，在满足温升条件下，不同保护特性所对应的可靠系数不同。DL442-91标准规定：熔断器熔丝的额定电流nf I 不小于电容器额定电流nc I 的1.43倍。将DL442.91推荐选择的熔断器与国际大公司推荐选择的熔断器的起始熔化电流相比，仍可以看出它们的差异。

从国外大公司的熔断器技术条件表2可见，我国现行电力行业标准规定的熔断器300s 熔化电流要少了13%-28%。

从表2熔化特性的比较，即使采用1.48，我国熔断器所采用的可靠系数仍是偏低的。这就是我国熔断器的运行温升偏高、动作提前的原因。要避免熔断器误动，在修订现行标准时，应当考虑适当地提高可靠系数。

2.4现行熔断器时间-电流特性存在的起始熔化电流现状

通过比较国内主要熔断器生产厂的熔断器时间-电流特性曲线，不难发现起始（300s 或600s ）熔化因数约为1.24。

假设要保护的电容器额定电流为CN I ，熔断器额定电流时都按1.35倍可靠系数

选取，则按照ANSIC37.46-2000标准制造的熔断器其起始熔化电流为CN CN I I 16.2~8.1；而按照DL442-91标准制造的熔断器其起始熔化电流仅为CN I 67.1，少了7%-22.5%。

DL 标准由于是唯一规定把熔断器必须具备过载保护特性的标准，将它与其它标准时间一电流特性比较，就发现它的起始（300s 或600s ）熔化因数较小。熔化因数小就意味着对同一电流熔断时间提前，运行电流负荷率及温升较高，如表2所示。

表2 各种标准不同保护特性比较一览表

标准的熔断器少13%-28%，这一条件决定了我国熔断器的温升偏高、熔断提前。

3.正确选择熔断器额定电流

3.1熔断器特性

单台保护用喷射式熔断器，主要靠熔断电流的能量产生气流冲击熄灭电弧来开断故障电流。它是电容器内部故障的主保护，在我国应用十分广泛。熔断器的动作时间与电流的关系，由熔断器熔丝的时间-电流特性曲线确定。熔断的反时限特性是电容器故障电流开断所必须的。

基于熔断器的动作机理，在大电流下，其熄弧能力可充分发挥，有较稳定的开断性能；在小电流下，则需在外弹簧的帮助下开断。这些开断必须是无重击穿过程。极限开断工频电流为1800A 的熔断器，开断放电能量为15kJ （现行标准规定为12kJ ），这两个限值都可能作为限制电容器组的并联容量的依据。然而，并联最大容量还要考虑电容器的外壳耐爆能量值。

为了满足在小电流范围内，能具有足够短的动作时间，标准对熔断器的时间-电流特性（包括其允许偏差）规定了限值：nf I 1.1（nf I 为熔丝额定电流）时在4h 内

不得熔断；nf nf I I 0.2~5.1的熔断时间不得超过75s 和7.5s 。

3.2熔丝额定电流（nf I ）选定

为保证在电容器长期允许过电流条件下，熔断器不致误动作，标准规定了熔丝额定电流应在（nf I 55.1~43.1）范围内选取。过大的nf I 则不能保证足够的动作灵敏

度。

分析表明了选取较小的n c

n f I I （电流比），可获得更好的保护特性，特别在小电流

动作区内，这是由十分陡直的时间电流特性确定的。在新修订的标准中，鉴于单台电容器的电容偏差由4-10%降低到士5%，故熔丝额定电流选取范围降为（1.37~1.50）I（nc I为单台电容器额定电流），这对提高熔断器的保护性能是有利的。此外，改nc

善运行条件，如在有效地控制谐波的条件下，可进一步降低电流比，按更小的电流比（1.30-1.35）选定

I。

nf

某些熔断器的质量差，熔断时间偏差过大，在运行中引起误动作、是群断的主要原因。但不能因此而随便改换偏大规格的熔丝，以求一时“平静”。这样做有可能使电容器一旦发生故障时丧失必要的保护。据了解，现场发生的电容器爆炸事故中，问题多出在熔断器上，或熔丝选配不当，或安装不合要求等等，是电容器组运行不安全的因素。

4.结论

电容器介质的工作场强是其他的电气设备的几十倍，因此，要求电容器一个元件都不出问题是不现实的。但元件损坏决不允许扩大为爆炸、着火事故。运行经验证明，应严格按照熔断器的时间-电流特性曲线特性来选择熔丝，是保证熔断器正确动作的重要前提。合理制定熔断器相关标准，科学确定熔丝的额定电流，确保熔体的热稳定性和使用寿命。同时熔丝的额定电流应由试验确定，确保熔断器的热稳定性和寿命，完善对电容器内部故障保护的配合。这样，熔断器仍是保护电容器装置避免发生爆炸、着火事故的有效手段。

限流熔断器的配合

【摘要】概述组台式负荷开关在环网供电时，特别在保护变压器时优于断路器+继电保护，分析了负荷开关+熔断器的动作过程.提出了转移电流与熔断器的最小安秒特性及负荷开关的固有分闸时间的关系。

【关键词】环网供电；变压器；组合电器；转移电流；配合

1概述

传统供电方式是由枢纽变电站采用母线制向多受电单元辐射供电，一般受电端用断路器，变电站投资高，且单方向供电，可靠性差。现在国际上发展的是环网供电，即受电单元与枢纽变电站组成环形网络供电，每个受电变电站同时受两个方向电源供电，供电可靠性高，且以负荷开关和熔断器代替断路器，使变配电柜造价明显降低。国外此种供电方式及设备已广为普及。

2环网柜中的负荷开关+熔断器的必要性

环网变配电柜需要比较高的电寿命和机械可靠性的负荷开关及大容量熔断器，过去广东地区之所以一直未得到广泛应用，主要是由于以前负荷开关及限流熔断器的性能不良，配合不可靠，检修不方便等原因。近年来随着科学技术的进步，我国对外经济的开放，高性能的限流熔断器组合电器，越来越被用户及制造厂所重视，使用范围逐渐扩大，且用它保护变压器比用断路器更为有效。试验表明，当变压器内部发生故障时，为使油箱不爆炸，要求必须在20ms内能切除故障，而限流熔断器则可在10ms内切除故障，而断路器的全开断时间由三部份组成——继电保护时间+断路器固有动作时间+燃弧时间，至少需要三个周波60ms以上的时间。这就不能有效地保护变压器。因而，作为城网保护变压器来说，并非使用断路器是大马拉小车，而是它对变压器的保护不如熔断器有效，为了防止熔断器单相熔断时，设备非全相运行，负荷开关必须配合动作，其在熔断器撞击器的作用下使机构脱扣，完成三相电路的开断。