Анализ характеристик действия выпадающего предохранителя и основные моменты управления работой

Как основное устройство для изоляции неисправностей в распределительных сетях, надежное действие падения предохранителя играет решающую роль в селективной защите энергосистемы. В этой статье проводится профессиональный анализ с трех измерений: механизм действия, ключевые параметры и эксплуатационный контроль.

1. Механизм действия падения и энергетический баланс
Условия срабатывания действия
Когда ток повреждения достигает 1,3-2,1 номинального тока предохранителя, расплав претерпевает фазовый переход и плавится под действием джоулева нагрева. В этот момент внутри плавильной трубки образуется дуга, а газообразующий материал нагревается и разлагается с образованием газа высокого давления, устанавливая продольный градиент давления выдувания дуги. Когда внутреннее давление плавильной трубки достигает критического значения 0,25-0,4 МПа, срабатывает механизм освобождения плавильной трубки, и подвижный контакт завершает отделение падения под совместным действием гравитации и накопления энергии пружины.

Характеристики времени действия
Полный процесс падения включает четыре этапа: время плавления расплава (t1), время установления дуги (t2), время восстановления среды (t3) и время механического отключения (t4). Согласно стандарту IEC 60282, время полного открытия/закрытия предохранителя 10 кВ должно контролироваться в диапазоне 50-150 мс. Стадия t3 существенно зависит от производительности дугогасящей среды, а скорость восстановления среды с использованием дугогасительной трубки из бората аммония на 40% быстрее, чем у обычного кварцевого песка.

2、 Управление ключевыми параметрами действия
Регулировка угла закрытия
Отклонение угла закрытия подвижного контакта напрямую влияет на надежность разделения. Когда угол наклона установки превышает 3 °, контактное давление контактов уменьшается на 28% -35%, что может привести к неполному падению фазы. Рекомендуется использовать лазерное позиционирующее устройство для калибровки, чтобы гарантировать, что вертикальное отклонение центральной линии контакта составляет ≤ 1,5 мм/м.

Оптимизация хранения энергии пружины
Предварительное давление пружины освобождения должно поддерживаться в диапазоне 80-120 Н · м. Когда коэффициент жесткости K пружины падает до 85% от своего первоначального значения, ее необходимо немедленно заменить, в противном случае это может привести к тому, что время пребывания расплавленной трубки превысит верхний предел в 200 мс, указанный в DL/T 640. Фактические данные измерений подстанции 110 кВ показывают, что задержка действия, вызванная усталостью пружины, составляет 23% от общего числа неисправностей.

3. Анализ явления аномального падения
Неполный падение фазы
В основном происходит в трехфазных горизонтальных структурах расположения, когда фаза B действует первой, диффузия газа, которую она производит, будет влиять на распределение давления в соседних фазных камерах гашения дуги. Эксперименты показали, что когда расстояние между фазами меньше 350 мм, вероятность перекрестных помех увеличивается на 60%. Рекомендуется использовать треугольную структуру расположения, чтобы снизить электромагнитные помехи между фазами до уровня ниже 12%.

Задержка падения
Основной причиной является влажность в огнетушащей среде. Когда содержание влаги превышает 0,3%, прочность среды на восстановление уменьшается на 50% -60%, что приводит к увеличению количества повторных зажиганий дуги. Использование вакуумной сушки (50 ℃/24 ч) может восстановить содержание влаги в среде до безопасного порога 0,1%.

Ударное падение
Выброс напряжения при замыкании линии может привести к неправильной работе. Если длительность выброса превышает 15 мс, а амплитуда превышает 80% номинального тока предохранителя, необходимо установить последовательный токоограничивающий реактор. Было проверено, что установка реактора 7 мГн может подавить пусковой ток в пределах 72% безопасного диапазона.

4. Технические меры для управления работой
Интеллектуальная система мониторинга
Установите датчики давления и акселерометры для мониторинга изменений давления в реальном времени внутри плавильной трубы (частота выборки ≥ 1 кГц) и скорости разъединения контактов (разрешение 0,01 м/с). При обнаружении аномальных колебаний пикового давления, превышающих ± 15%, система автоматически выдает предупреждающий сигнал.

Полная проверка состояния
Установите последовательность испытаний, состоящую из пяти типичных неисправностей: номинальный разрыв (6,3 кА), низкий ток (1,2 кА), емкостный ток (0,5 кА), многократное повторное включение (3 раза) и условия эксплуатации при низкой температуре (-30 ℃). Проверьте стабильность действия с помощью 20 последовательных экспериментов с показателем успешности ≥ 98%.

‍‌​​‌​‌​‌​‍‌​​‌​​‌​‍‌​​‌​‌​‍‌​‌​‌​‌​‌​‌‌‌‌​‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌​‌‌‌‌‌​‌‌‌‌​ ‌‍‌​ ... ‌​‍‌​​​‍‌​​​​‌​​‌​​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌ ‌​​‍‌​​​‌​‌​‌​‍‌​​‌​‌​‌​‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ Динамическая калибровка параметров
Создайте модель компенсации параметров окружающей среды, которая автоматически регулирует порог срабатывания на основе изменений температуры и влажности. При повышении температуры на каждые 10 ℃ время плавления предохранителя сокращается на 8% -12%, аОтклонение времени должно контролироваться в пределах ± 5% с помощью алгоритмов компенсации.

5、 Заключение
Благодаря точному контролю параметров движения, усилению мониторинга состояния и улучшению системы тестирования Enbime может повысить надежность движения выпадающего предохранителя до более чем 99,7%.