自复熔断器

科技工作者之家 2020-11-17

自复熔断器是可多次动作使用的熔断器,在日本称为永久熔断器。在分断过载或短路电流后瞬间,熔体能自动恢复到原状。

简介自复熔断器是可多次动作使用的熔断器,在日本称为永久熔断器。在分断过载或短路电流后瞬间,熔体能自动恢复到原状1。

结构外壳由奥氏体不锈钢制成,外壳中心埋有氧化铍(BeO)瓷心,不锈钢和瓷心之间填充玻璃体,起密封和坚固瓷心的作用。瓷心细孔内灌以金属钠作为熔体,活塞的背面空隙部分充有10~20兆帕的氩气,以压紧金属钠。

原理在正常工作情况下,电流可以从引线端子A进入,通过瓷心细孔内的金属钠,传导到不锈钢外壳,并由出线端子B引出。当短路电流通过熔断器时,短路电流将瓷心细孔部分的金属钠迅速加热,使之由固体变成高温高压状态的等离子体蒸气,电阻率迅速增加,从而对短路电流起强烈的限流作用,并在瞬间分断电流。金属钠汽化瞬时压力可达400兆帕。由于活塞背面氩气的缓冲作用,此压力很快降低到30~20兆帕。当分断结束时,金属钠蒸气立刻恢复到液态和固态,同时氩气又重新推动活塞,压紧金属钠,电路重又接通2。

特点自复熔断器的特点是分断电流大,可以分断200千安交流(有效值),甚至更大的电流。这种熔断器具有非常显著的限流作用,当瞬时电流达到接近165千安时即能被迅速限流。

自复熔断器的结构主要由电流端子(又叫电极)、云母玻璃(填充剂)、绝缘管、熔体、活塞、氩气和外壳等组成。其中,自自复熔断器的外壳一般用不锈钢制成,不锈钢套与其内部的氧化铍陶瓷绝缘管间用云母玻璃隔开,云母玻璃既是填充剂又是绝缘物。

自复熔断器是利用金属钠在高温下电阻急剧增大的特性工作的。在正常工作情况下,电流从左侧电流端子,经过氧化铍陶瓷绝缘管细孔内金属钠熔体,再到右侧电流端子形成电流通路。当发生短路故障时,短路电流将金属钠加热气化成高温高压的等离子状态,使其电阻急剧增加,从而起到限流作用。此时,熔体气化后产生的高压推动活塞向右移动,压缩氩气。当断路器切开由自复熔断器限制了的短路电流后,金属钠蒸气温度下降,压力也随之下降,原来受压的氩气又凝结成液态和固态,其电阻值也降低为原值,供再次使用。

自复熔断器的接线,它常与断路器串联使用,本身先并联一只附加电阻,以抑制分断时出现的过电压。正常工作时,自复熔断器呈低阻状态,并联电阻仅流过很小电流。而当线路发生故障时,自复熔断器呈高阻状态,并联电阻可吸收它所产生的过电压,并维持断路器脱扣器所需要的动作电流,保证断路器可靠分断。因此,断路器分断的电流实际上是自复熔断器的限流电流3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学

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