Izbor i primjena osigurača velike brzine
Izbor i primjena brzih osigurača je važna karika u hlor-alkalnoj industriji, a konfiguracija brzog osigurača u poluvodičkoj ispravljači i zaštiti od transformacije je vrlo važna. Nakon što je oprema finalizirana, odabir brzog osigurača izravno će utjecati na parametre ispravljanja i transformacije istosmjerne struje, kao što su kvalitet napajanja i efikasnost potrošnje električne energije.
Moćni poluvodički uređaji imaju mali toplotni kapacitet i moraju biti zaštićeni brzim osiguračem u stanju kvara, a brzi osigurač ima toplotne karakteristike slične poluvodičkim uređajima i dobar je zaštitni uređaj. Ovaj članak govori o zatvorenom brzom osiguraču, ne radi vanjski fenomen.
1 Konfiguracija brzog osigurača Konfiguracija brzog osigurača u poluvodičkoj zaštiti ispravljača snage općenito je podijeljena u 2 kategorije.
1.1 Unutarnja paralelna grana kraka pretvarača opremljena je tipom zaštite. Ovaj tip se uglavnom koristi za zaštitu ispravljača velike snage i velike snage. Kada je iz nekog razloga oštećen odvojni uređaj u kraku pretvarača (svaki odvojak temelji se na snazi opreme, obično je paralelno povezano nekoliko parova brzih osigurača i poluvodičkih ispravljačkih komponenata, a slika 1 prikazuje samo 1 par brzih osigurača Komponente ispravljača i poluvodičkih ispravljača), nakon što se prekine brzi osigurač serijski povezan sa zaštitom, uglavnom otkaže samo jedan uređaj, što ne utječe na normalan rad cijelog ispravljača.
1.2 Cjelokupni tip zaštite sa konfiguracijom podijeljene faze Ovaj tip se uglavnom koristi za zaštitu ispravljača srednje i male snage. Kada je uređaj u kraku pretvarača oštećen iz nekog razloga, nakon prekida brze zaštite osigurača faze, zaštita ispravljača automatski će prekinuti napajanje i zaustaviti napajanje ispravljača. Ova se konfiguracija obično ne koristi u kloralkalnoj industriji,
2 Izbor brzog osigurača naziva se i metodom napona i struje. Napon mreže transformatora linijskog pretvarača trebao bi biti niži od nazivnog napona brzog osigurača. Verificiran je pokusni poluprovodnički uređaj i eksperiment sa kratkim spojem sa brzim osiguračima, a nazivna struja poluvodiča pomnožena je s koeficijentom kao nazivna struja odabranog brzog osigurača. Budući da je nazivna struja brzog osigurača efektivna vrijednost, a nazivna struja poluvodičkog uređaja prosječna vrijednost, za gore spomenutu prvu konfiguracijsku shemu (slika 1), za prvu generaciju proizvoda RS0, RS3 serije (istorija razvoja brzih osigurača u mojoj zemlji. Može se podijeliti u 4 faze. Prva generacija je serija RS0 i RS3 koju je država zajednički dizajnirala. Parametri su 480A, 750V ili manje, a prekidni kapacitet 50kA To je primarni proizvod velike količine, niske cijene i kratkog električnog vijeka. Još uvijek postoji značajan instalirani kapacitet).
Koeficijent se može odabrati prema cijevi ispravljača 1,4, tranzistoru 1,2 i brzom tranzistoru 1. Na primjer, ZP1000 je opremljen brzim osiguračem od 1400A. Za gore spomenutu drugu konfiguracijsku shemu (slika 2), brzi osigurač se može odabrati prema struji ventila Iv i karakteristikama opterećenja pretvarača, a zatim se može odabrati brzi osigurač s dovoljnom prekidnom moći prema maksimalnom struja kvara koju ispravljač može generirati, kao što je 50kA ili 100kA, gdje je 50kA kvalificirano, a 100kA prvoklasni proizvod.
3 Karakteristike primjene brzog osigurača
3.1 Prolazni kapacitet struje Nazivna struja brzog osigurača izražava se efektivnom vrijednošću, obično je normalna prolazna struja 30% -70% nominalne nazivne struje. Kada se koristi brzi osigurač ili se jedan kraj zagrijava poluvodičkim uređajem, a drugi kraj hladi sabirnicom vodenog hlađenja ili se obostrano hladi sabirnicom vodenog hlađenja; ili se prisilno hlađenje vazduhom koristi za kontrolu porasta temperature kako bi se održao trenutni prolazni kapacitet. Status veze spojnica brzih osigurača u ispravljaču izravno utječe na porast temperature i pouzdan rad brzog osigurača. Iz tog razloga kontaktna površina mora biti ravna i čista. Ako kontaktna površina neplatirane sabirnice treba ukloniti oksidni sloj, tijekom ugradnje treba dati navedenu silu pritiska, a najbolje je da se kontaktna površina elastično deformira. Paralelni brzi osigurači potrebni su za otkrivanje pada napona kontaktne površine jedan po jedan.
3.2 Porast temperature i potrošnja energije brzog osigurača Potrošnja energije brzog osigurača W=ΔUIw; ΔU=f (Iw) gdje je: Iw --- radna struja; ΔU --- pad napona brzog osigurača. Potrošnja energije brzog osigurača u velikoj je vezi sa njegovom otpornošću na hladnoću. Odabir brzog osigurača s manjim otporom na hladnoću korisno je smanjiti porast temperature, jer je trenutni prolazni kapacitet uglavnom ograničen porastom temperature. Kao što je ranije spomenuto, stanje veze na spoju brzog osigurača također utječe na porast temperature brzog osigurača i potrebno je da porast temperature na spoju brzog osigurača ne bi trebao utjecati na rad njegovih susjednih uređaja. Eksperimenti su dokazali da brzi osigurač može djelovati dugo vremena kada je porast temperature niži od 80 ℃, a proizvod sa stabilnim proizvodnim postupkom može još dugo raditi kada porast temperature iznosi 100 ℃. Porast temperature od 120 ℃ je kritična tačka trenutnog prolaznog kapaciteta, ako porast temperature dosegne 140 At ℃, brzi osigurač ne može dugo raditi.
Trenutno hemijska industrija uglavnom koristi sabirnice sa vodenim hlađenjem i vazdušno hlađene metode kako bi smanjila porast temperature brzog osigurača. Sabirnice sa vodenim hlađenjem posebno su efikasne za niskonaponske brze osigurače poput 400-600V. Razlika u temperaturi između terminala brzog osigurača i kraja priključka sabirnice hlađene vodom je obično 1,0 ～ 2,0 ℃. Mnogo brzih osigurača velike snage dizajnirani su za uvjete hlađenja vodom, pa bi se korisnici trebali konzultirati s proizvođačem prije nego što ih koriste. Vazdušno hlađenje je takođe efikasna metoda za smanjenje porasta temperature. Prema krivulji prolaznosti brzine vjetra, odredite utjecaj brzine vjetra na porast temperature brzog osigurača. Kada je brzina vjetra oko 5m / s, protok se obično može povećati za 25%. Neće biti očiglednog efekta. Prema krivulji pada napona brzog osigurača koju je osigurao proizvođač i potrošnji energije pri nazivnoj struji, mjerenjem pada napona između dva terminala brzog osigurača može se brzo izračunati stvarna struja grane. Pored toga, pod istim protokom struje, porast temperature je također povezan s tim da li brzi osigurač usvoji jednostruku ili dvostruku paralelu. Napredni industrijski EV osigurač, DISSMANN osigurač je prvi izbor.
Većina ispravljača velike snage proizvedenih u zemlji koriste dvostruko paralelne brze osigurače u seriji sa poluprovodničkim uređajima, poput 700A × 2, 1400A × 2, 2500A × 2. Dvostruko paralelna konstrukcija terminala brzih osigurača može biti što tanja kako bi se smanjio otpor. Jedna vrsta dvostruko paralelnih brzih osigurača povezana je vijcima i veznim pločama, a druga je konstrukcija u kojoj su spojene ploče (stezaljke) i dvije rastopine (stezaljke) zavarene. Ova vrsta strukture je naprednija. Visokonaponski brzi osigurač ima veliki unutrašnji otpor, posebno za proizvode iznad 800V. Budući da porculanska čaura ljuske ima određenu dužinu i veliku površinu, a toplina koju generira talina provodi se i odvodi kroz punilo i ljusku, visoki napon je brz. Učinak osigurača na hlađenje zraka je očigledniji.
3.3 Izbor prekidne moći Jačina omotača brzog osigurača u velikoj mjeri određuje prekidnu sposobnost maksimalne struje kvara. Drugo, oblik metalnog osigurača unutar brzog osigurača, sposobnost punila da apsorbira metalnu paru i toplinu i elektromotorna sila osigurača utječu na prekidnu sposobnost. Prilikom dizajniranja ispravljača, struja kratkog spoja od faze do faze&"ispravljački transformator GG"; treba izračunati, a prema ovoj struji treba odabrati brzi osigurač s dovoljnom prekidnom moći. Brzi osigurač s nedovoljnom prekidnom sposobnošću nastavit će se lučiti sve dok ne eksplodira, au težim slučajevima uzrokovat će kratke spojeve izmjeničnog i istosmjernog napona, pa je nazivna prekidna sposobnost sigurnosni indeks.
Pored toga, raspršenost proizvodnje proizvoda takođe je jedan od faktora koji utječe na prekidnu sposobnost. Problem koji je lako zanemariti je faktor snage linije u slučaju kvara kratkog spoja, jer energija luka koja nastaje prekidanjem brzog osigurača u velikoj je vezi s induktivnošću kruga. Kada je linijski faktor snage cosφ< 0,2,="" sposobnost="" loma="" ima="" posebno="" visoke="" zahtjeve.="" energija="" kada="" se="" brzi="" osigurač="" prekida="" je="" wo="Wa" +="" wr="" +="" w1="" gdje="" je:="" wa="" ---="" energija="" luka;="" wr="" ---="" otpor="" troši="" energiju;="" w1="" ----="" energija="" oslobađanja="" induktivnosti="" linije.="" kada="" prekidna="" sposobnost="" udovoljava="" zahtjevima="" gg;="" ispravljača="" gg;="" također="" je="" važno="" napomenuti="" da="" vršna="" vrijednost="" napona="" luka="" u="" trenutku="" prekida="" (naziva="" se="" gg;="" privremeni="" napon="" oporavka="" gg;="" u="" standardu="" )="" ne="" bi="" trebao="" biti="" previsok="" i="" trebao="" bi="" biti="" ograničen="" tokom="" proizvodnje="" brzog="" osigurača="" kako="" bi="" bio="" niži="" od="" poluvodiča="" maksimalna="" vrijednost="" koju="" uređaj="" može="" podnijeti,="" inače="" će="" poluvodički="" uređaj="" biti="" oštećen.="" stoga="" osigurač="" s="" najkraćim="" vremenom="" prekida="" nije="" nužno="" najprikladniji.="" kada="" se="" brzi="" osigurač="" koristi="" u="" istosmjernom="" krugu,="" jer="" tijekom="" postupka="" prekida="" istosmjerne="" struje="" nema="" točke="" prijelaza="" nula="" nula,="" to="" je="" teški="" uvjet="" za="" pouzdano="" prekidanje="" brzog="" osigurača,="" pa="" općenito,="" ako="" se="" brzi="" osigurač="" koristi="" u="" dc="" krug="" može="" se="" koristiti="" samo="" 60%="" nazivnog="" napona="" brzog="" osigurača,="" a="" najbolje="" je="" koristiti="" dc="">
3.4 Odabir I2t Vreme taljenja t osigurača povezano je s veličinom struje osigurača I, a njegov zakon je obrnuto proporcionalan kvadratu struje. Slika 3 prikazuje krivulju odnosa t∞1 / I2, koja se naziva karakteristična krivulja drugog ampera osigurača.
Brzi osigurač, model specifikacije 750V serije, niskonaponski osigurač
Budući da sve vrste električne opreme (uključujući električnu mrežu) imaju određeni kapacitet preopterećenja, kada je preopterećenje malo, može se pustiti da radi dulje vrijeme, a kada se premaši određeni višestruki preopterećenje, osigurač mora pregorjeti određeno vrijeme. Pri odabiru osigurača za zaštitu od preopterećenja i kratkog spoja, morate razumjeti karakteristike preopterećenja električne opreme tako da je ta karakteristika pravilno u dometu zaštite osigurača' druge amperske karakteristike. Iz slike 3 može se vidjeti da je vrijeme topljenja struje topljenja Io teoretski beskonačno, što se naziva minimalna struja topljenja ili kritična struja, odnosno struja kroz taljevinu je manja od kritične vrijednosti i neće biti stopljeno. Prema tome, nazivna struja Ie odabranog rastopina treba biti manja od Io; obično je odnos Io prema Ie 1,5 prema 2,0, što se naziva koeficijentom topljenja. Ovaj koeficijent odražava različite zaštitne karakteristike osigurača pri preopterećenju. Ako osigurač želi zaštititi malu struju preopterećenja, koeficijent topljenja treba biti manji; kako bi se izbjegla kratkotrajna prekomjerna struja kada motor počne topiti talinu, koeficijent topljenja treba biti veći. Nakon što propusni kapacitet struje brzog osigurača zadovolji zahtjeve struje kratkog spoja sistema, on može izolirati struju kvara kada se pojavi kvar kratkog spoja, ali može li zaštititi serijski spojene poluvodičke uređaje mora analizirati vrijednost I2t njih dvoje. Tek kada je vrijednost I2t brzog osigurača manja od vrijednosti I2t poluvodičkog uređaja, poluvodički uređaj može biti zaštićen. Vrijednost I2t tijekom kvara kratkog spoja podijeljena je u dvije faze, to jest na predluk I2t i osigurač I2t. Vrijeme da se rastopljeni metal pretvori iz čvrste u tečnost je vrijeme prije luka, oko 1,0 do 2,0 ms, što se može smatrati adijabatskim procesom. Vremenski integral struje koju generira brzi osigurač u tom vremenskom periodu može se smatrati određenom vrijednošću koja je određena projektom. Vrijednost I2t pred lukom je različita za različite materijale i konstanta je za svaki materijal. Kada rastopljeni metal postane para, luk počinje da se pali, a struja se smanjuje s ograničenja struje na nulu tokom postupka luka. I2t je u ovoj fazi topljivi I2t, što je varijabla. Ovaj postupak uglavnom ovisi o tome da punilo korodira da upije energiju.
U dizajnu brzog osigurača, kako bi se zadovoljila neprekidno rastuća nazivna struja poluvodičkih uređaja, moraju se poduzeti mnoge mjere, umjesto da se jednostavno odaberu aritmetičke metode za odabir brzog osigurača. Eksperimenti su dokazali da je pri udvostručenju nazivne struje vrijednost I2t brzog osigurača 4 puta veća od izvorne, dok je porast vrijednosti I2t poluprovodničkog uređaja mnogo manji. Teže je smanjiti vrijednost I2t brzog osigurača, moraju se poduzeti razne mjere, poput razumne raspodjele osigurača, skraćivanja dužine rastopine, smanjenja rešetke luka i poboljšanja sposobnosti gašenja luka gašenjem luka materijal. Vrijednost I2t jedan je od važnih pokazatelja odabranog brzog osigurača.
3.5 Otpor izolacije Indeks otpornosti izolacije nakon brzog prekida osigurača iskustvo je pokazao vrlo važnim. Kalijumova sol i natrijumova sol dodane su velikom broju proizvoda tokom 1990-ih, a natrijumova sol može poboljšati sposobnost loma rešetke luka. Otpor izolacije loše proizvedenih brzih osigurača uglavnom je niži od 0,3MΩ nakon pucanja, pa čak i curenja. U posebnim okolnostima, kvar će se prekinuti i ponovo otkloniti nakon određenog vremena, što će uzrokovati još veće kvarove. Kvalitetni brzi osigurač (sa kalijumovom i natrijumovom solju) trebao bi stvoriti izolacijski otpor od 0,5MΩ ili više nakon prekida. Brzi osigurač može postići izolacijski otpor veći od 1-30MΩ nakon 10 minuta prekida, što se može smatrati dobrom pouzdanošću. Pored toga, kada se koristi brzi osigurač, treba uzeti u obzir i njegov vijek trajanja i pouzdanost; indeks otpora izolacije nakon pucanja (GG gt; 0,5MΩ); najniži mogući privremeni napon oporavka; proizvodi sa nevidljivim greškama se ne koriste.