Какие существуют типы предохранителей для защиты высоковольтных конденсаторов?

Предохранители для защиты высоковольтных конденсаторов — важные устройства, используемые для защиты высоковольтных конденсаторных батарей. Они бывают разных типов, каждый из которых имеет свою конструкцию, принцип действия и области применения. Ниже приведены распространённые типы предохранителей для защиты высоковольтных конденсаторов и их характеристики:

I. Классификация по способу установки

Высоковольтные предохранители для защиты конденсаторов в помещениях

Характеристики: Подходят для высоковольтных конденсаторов в помещениях. Обычно устанавливаются в распределительных устройствах или специальных защитных шкафах, обладают относительно ограниченной устойчивостью к внешним воздействиям и должны быть защищены от дождя, пыли и других воздействий окружающей среды.

Применение: Системы компенсации конденсаторов в помещениях на подстанциях и высоковольтные конденсаторные системы на промышленных предприятиях.

Предохранители для защиты высоковольтных конденсаторов наружной установки

Характеристики: Водонепроницаемые, пыленепроницаемые и устойчивые к ультрафиолетовому излучению, они обеспечивают стабильную работу на открытом воздухе. Корпуса часто изготавливаются из стойких к атмосферным воздействиям материалов (например, фарфора и эпоксидной смолы).

Области применения: Системы компенсации конденсаторов для наружных высоковольтных линий электропередачи и защита конденсаторов на открытых подстанциях.

II. Классификация по конструкции

Предохранитель с выталкивателем (предохранитель с выбрасывателем)

Конструкция и принцип действия: состоит из плавкой вставки, плавкого элемента, изолятора и контактов. При перегорании плавкого элемента плавкая вставка автоматически опускается под действием силы тяжести, создавая свободный зазор, обеспечивающий как защиту, так и изоляцию.

Особенности:

Высокая дугогасительная способность, обеспечивающая гашение дуги при прохождении тока короткого замыкания через ноль.

Простота обслуживания: после перегорания предохранитель можно сразу же осмотреть и заменить.

Применение: Высоковольтные конденсаторные системы наружной установки напряжением 10 кВ и ниже, обычно используемые для защиты конденсаторов в сельских электросетях и на небольших подстанциях.

Токоограничивающий предохранитель

Конструкция и принцип действия: Предохранитель заполнен дугогасящим веществом, например, кварцевым песком. Дуга, образующаяся при плавлении предохранителя, быстро остывает в песке, ограничивая рост тока короткого замыкания и снижая перенапряжение.

Особенности:

Чрезвычайно быстрое гашение дуги, отключение цепи до того, как ток короткого замыкания достигнет пика, защита конденсаторов от высоких скачков тока.

Отсутствие значительного зазора между контактами, что требует использования разъединителя.

Область применения: Высоковольтные конденсаторные системы напряжением 35 кВ и выше, особенно требующие высокого ограничения тока короткого замыкания (например, крупные подстанции и высоковольтные линии электропередачи).

Керамический предохранитель

Конструкция и принцип работы: состоит из фарфорового основания и фарфоровой вставки, внутри которой находится предохранитель, устанавливаемый путем подключения и отключения.

Особенности: Простая конструкция и низкая стоимость, но слабая дугогасительная способность и низкий ток отключения.

Применение: Ранние системы защиты малогабаритных конденсаторов низкого и среднего напряжения (например, 10 кВ). В настоящее время их применение сокращается.

III. Классификация по характеристикам защиты

Предохранитель для защиты от сверхтоков

Характеристики: Защита от короткого замыкания и перегрузки по току. При превышении номинального тока предохранитель нагревается и плавится, разрывая цепь.

Применение: Защита от короткого замыкания в традиционных высоковольтных конденсаторных системах.

Предохранитель для защиты от перенапряжения (для использования с молниеотводом)

Характеристики: Обычно подключается параллельно с молниеотводом. При возникновении перенапряжения в системе первым срабатывает молниеотвод для разряда тока. При отказе молниеотвода предохранитель может перегореть, защищая конденсатор.

Сфера применения: Высоковольтные конденсаторные системы с частыми грозовыми разрядами или значительными колебаниями напряжения.

IV. Классификация по уровню напряжения

Предохранители среднего напряжения (10 кВ, 35 кВ): обычно используются в конденсаторных компенсаторах в распределительных сетях.

Высоковольтные предохранители (110 кВ и выше): используются для защиты конденсаторов на линиях электропередачи сверхвысокого напряжения. Они имеют более сложную конструкцию и предъявляют более высокие требования к изоляции.

5. Предохранители специального типа

Предохранители полного диапазона

Характеристики: Эти предохранители могут защищать как от небольших токов перегрузки, так и от больших токов короткого замыкания. Конструкция предохранителя обеспечивает как длительную защиту от перегрузки, так и мгновенную защиту от короткого замыкания.

Область применения: Высоковольтные конденсаторные системы, требующие высокой точности защиты, минимизации ложных срабатываний и пропусков защиты.

Восстанавливаемый предохранитель

Принцип действия: Используя физические свойства таких материалов, как металлический натрий, натрий испаряется при нагревании во время короткого замыкания, ограничивая ток. После устранения короткого замыкания натрий охлаждается и восстанавливает проводимость, устраняя необходимость в замене предохранителя.

Характеристики: Быстродействие и возможность повторного использования, но относительно высокая стоимость и в настоящее время относительно ограниченное применение.

Области применения: Высоковольтные конденсаторные системы (например, критически важные подстанции), требующие исключительно высокой надежности электроснабжения.

Ключевые моменты выбора

Выберите номинальное напряжение, номинальный ток и отключающую способность предохранителя, исходя из уровня напряжения, емкости и параметров тока короткого замыкания системы.

Для наружной установки предпочтительны выталкивающие или атмосферостойкие предохранители. Для внутренней установки можно использовать токоограничивающие или внутренние предохранители.

Рассмотрите возможность координации с другими защитными устройствами (такими как релейная защита и молниеотводы), чтобы избежать ложных срабатываний и «слепых зон».