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高壓跌落式熔斷器是電力系統(tǒng)里廣泛用在 35kV 及以下配電線路的關(guān)鍵保護(hù)設(shè)備，主要裝在配電變壓器高壓側(cè)或者線路支干線上，承擔(dān)短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)及電路隔離的功能。它的核心工作原理基于電流熱效應(yīng)與氣吹滅弧技術(shù)，下面我們從結(jié)構(gòu)到動(dòng)作過(guò)程展開(kāi)專(zhuān)業(yè)分析。
一、核心結(jié)構(gòu)與初始狀態(tài)
這種熔斷器有三部分，分別是絕緣支座、動(dòng)靜觸頭以及熔絲管。絕緣支座要提供機(jī)械支撐與電氣隔離；靜觸頭固定在支座兩端，動(dòng)觸頭裝在熔絲管兩端；熔絲管是雙層設(shè)計(jì)，內(nèi)層是產(chǎn)氣材料（拿消弧管來(lái)說(shuō)），外層是機(jī)械強(qiáng)度高的酚醛紙管或者環(huán)氧玻璃纖維布管。
正常運(yùn)行時(shí)，熔絲（通常用合金材料做的）會(huì)把熔絲管張緊，讓動(dòng)、靜觸頭鎖定在閉合位置，這樣就能形成電流通路。
二、故障觸發(fā)與電弧生成
當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)短路或者過(guò)載情況時(shí)，故障電流會(huì)急劇增大，熔絲會(huì)因?yàn)榻苟鸁峥焖偃蹟?。熔斷的瞬間會(huì)產(chǎn)生高溫電弧，溫度能達(dá)到數(shù)千攝氏度。這時(shí)候，熔絲管內(nèi)層的消弧管會(huì)被電弧烤得灼熱，分解出大量氫氣、二氧化碳等氣體。
三、氣吹滅弧與電流分?jǐn)?/h2>
消弧管內(nèi)的氣體壓力會(huì)在數(shù)毫秒內(nèi)驟升到 20-30MPa。高壓氣體會(huì)沿著管道縱向高速?lài)姵鰜?lái)，形成強(qiáng)烈的 “縱吹” 效應(yīng)。這種效應(yīng)能起到三個(gè)作用，其一，把電弧等離子體拉長(zhǎng)并且冷卻；其二，促進(jìn)帶電粒子復(fù)合；其三，在電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)徹底熄滅電弧。
這里有個(gè)特殊設(shè)計(jì)，熔絲管采用逐級(jí)排氣結(jié)構(gòu)。小電流時(shí)，只有下端噴口排氣；大電流時(shí)，上端釋壓片會(huì)打開(kāi)一起排氣，這樣就解決了開(kāi)斷大小電流的矛盾。
四、機(jī)械脫扣與狀態(tài)指示
熔絲熔斷后，它的張力會(huì)消失，進(jìn)而觸發(fā)機(jī)械連鎖反應(yīng)。下部靜觸頭會(huì)因?yàn)閺椈苫貜椣蛳路D(zhuǎn)，鎖緊機(jī)構(gòu)接著釋放熔絲管，熔絲管在自重及觸頭彈力的作用下快速跌落，與垂直方向成 15°~30° 角懸掛著。最后形成可見(jiàn)斷口（間距≥200mm），能給出直觀的故障指示。
五、負(fù)荷分合的特殊操作
對(duì)于拉負(fù)荷型熔斷器（拿 RW7 型來(lái)說(shuō)），它設(shè)計(jì)了彈性輔助觸頭及滅弧罩。我們用絕緣桿拉開(kāi)動(dòng)觸頭時(shí)，主觸頭會(huì)先分離，但輔助觸頭還保持接觸；繼續(xù)拉動(dòng)，輔助觸頭才會(huì)分離，這時(shí)候會(huì)產(chǎn)生二次電??；電弧會(huì)被滅弧罩的狹縫拉長(zhǎng)，同時(shí)產(chǎn)氣材料會(huì)分解氣體，在電流過(guò)零時(shí)完成最終分?jǐn)唷?/p>
應(yīng)用要點(diǎn)補(bǔ)充
在應(yīng)用方面，有幾個(gè)要點(diǎn)要注意。熔絲選型上，它的額定電流得等于 1.5~2 倍負(fù)荷電流，而且要校核系統(tǒng)短路容量是否在熔斷器斷流范圍內(nèi)。安裝規(guī)范上，熔管軸線要和鉛垂線成 15°~30°，轉(zhuǎn)動(dòng)部件要靈活且沒(méi)有卡滯，熔絲不能有損傷，并且張力要適中。環(huán)境限制上，這種熔斷器不能用在易燃、易爆、強(qiáng)震動(dòng)或者嚴(yán)重污穢（污染等級(jí)＞Ⅲ 級(jí)）的區(qū)域。
恩彼邁高壓跌落式熔斷器通過(guò)熱動(dòng)觸發(fā)→氣吹滅弧→機(jī)械脫扣的三段式動(dòng)作，能以毫秒級(jí)速度切斷故障。它的結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，卻藏著精巧的機(jī)電配合設(shè)計(jì)，直到現(xiàn)在，仍是中壓配網(wǎng)里經(jīng)濟(jì)可靠的保護(hù)方案之一。
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