การวิเคราะห์หลักการทำงานและคุณลักษณะทางเทคนิคของฟิวส์แบบดรอปเอาท์
ฟิวส์แรงดันสูงเป็นอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายการจ่ายไฟฟ้า หน้าที่หลักคือการตัดวงจรโดยการหลอมฟิวส์ จึงแยกพื้นที่ที่เกิดความผิดพลาดและรับรองความปลอดภัยของอุปกรณ์ไฟฟ้า บทความนี้จะวิเคราะห์หลักการโครงสร้าง กลไกการทำงาน คุณลักษณะทางเทคนิค และสถานการณ์การใช้งานทั่วไป
ฟิวส์แบบดรอปเอาท์ประกอบด้วยท่อหลอมละลาย ฟิวส์ อุปกรณ์ดับอาร์ค หน้าสัมผัสด้านบนและด้านล่าง และตัวยึด ท่อหลอมละลายมักทำจากวัสดุเรซินอีพอกซีที่มีคุณสมบัติในการสร้างก๊าซ โดยมีฟิวส์แบบคงที่อยู่ภายในและเติมด้วยทรายควอตซ์เป็นตัวกลางในการดับอาร์ค เมื่อกระแสไฟฟ้าของระบบเกินเกณฑ์ที่ตั้งไว้ ฟิวส์จะถูกทำให้ร้อนและหลอมละลาย และวัสดุที่สร้างก๊าซในท่อฟิวส์จะสลายตัวภายใต้ความร้อนสูงของอาร์คเพื่อผลิตก๊าซแรงดันสูง ซึ่งก่อให้เกิดเอฟเฟกต์การเป่าอาร์คตามยาว บังคับให้อาร์คเย็นลงอย่างรวดเร็วและดับลงในช่องว่างทรายควอตซ์
ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ ท่อฟิวส์จะรักษาการสัมผัสอย่างใกล้ชิดกับหน้าสัมผัสสถิตด้านบนผ่านแรงดึงของสปริงเพื่อสร้างเส้นทางการนำไฟฟ้า หลังจากฟิวส์ละลาย ท่อฟิวส์จะสูญเสียแรงยึดเชิงกลและพลิกลงภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วง ทำให้เกิดจุดตัดการเชื่อมต่อที่มองเห็นได้ชัดเจน คุณสมบัติการหล่นเชิงกลนี้ไม่เพียงแต่ให้การบ่งชี้ความผิดพลาดโดยสัญชาตญาณเท่านั้น แต่ยังช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถระบุตำแหน่งความผิดพลาดได้อย่างรวดเร็วอีกด้วย
2. ลักษณะการทำงานและกลไกดับอาร์ค
ลักษณะการทำงานของฟิวส์ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุและโครงสร้างทางเรขาคณิตของฟิวส์ ฟิวส์มักทำจากโลหะผสมเงิน-ทองแดง ซึ่งมีความต้านทานไฟฟ้าต่ำและจุดหลอมเหลวคงที่ ลักษณะเวลา-กระแสสามารถปรับแต่งได้โดยการออกแบบพื้นที่หน้าตัดและความยาวของฟิวส์อย่างแม่นยำ เมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจรในระบบ กระแสไฟฟ้าลัดวงจรจะทำให้ฟิวส์ระเหยภายใน 1-10 มิลลิวินาที ในเวลานี้ วัสดุที่สร้างก๊าซจะสลายตัวอย่างรวดเร็วเพื่อผลิตก๊าซฉนวน เช่น ไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยเอฟเฟกต์การดูดซับของทรายควอตซ์ กระบวนการดับอาร์คสามารถเสร็จสิ้นได้ภายในครึ่งหนึ่งของรอบความถี่ไฟฟ้า
สำหรับกระแสไฟเกิน ฟิวส์จะละลายช้าลงผ่านเอฟเฟกต์การสะสมความร้อน คุณสมบัติการป้องกันแบบลำดับชั้นนี้ไม่เพียงแต่หลีกเลี่ยงการทำงานผิดพลาดที่เกิดจากความผันผวนของโหลดทันที แต่ยังป้องกันอุปกรณ์ไม่ให้เสียหายเนื่องจากโหลดเกินในระยะยาวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความสามารถในการตัดกระแสไฟที่กำหนดของฟิวส์สามารถสูงถึง 12.5kA-20kA ซึ่งสามารถตอบสนองข้อกำหนดการป้องกันของระบบจ่ายไฟ 10kV และต่ำกว่าได้
3. คุณสมบัติทางเทคนิคที่สำคัญ
... ประหยัดและบำรุงรักษาง่าย: เมื่อเปรียบเทียบกับเบรกเกอร์วงจร ฟิวส์แบบดรอปเอาท์ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานในการทำงาน และต้นทุนการบำรุงรักษาลดลงมากกว่า 60% การดำเนินการเปลี่ยนฟิวส์สามารถทำบนพื้นได้โดยใช้แกนดึงฉนวน ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานและการบำรุงรักษาได้อย่างมาก
ความสามารถในการปรับตัวตามสภาพแวดล้อม: ฟิวส์กันฝนที่ได้รับการออกแบบเป็นพิเศษสามารถทนต่ออุณหภูมิแวดล้อมได้ตั้งแต่ -40°C ถึง +80°C และตัวกลางดับอาร์คสามารถรักษาประสิทธิภาพที่เสถียรในพื้นที่ที่อยู่ต่ำกว่า 2,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเลได้
... การป้องกันสายจำหน่าย: ติดตั้งแล้ว ที่โหนดสาขาสายไฟฟ้าเหนือศีรษะ 10kV เป็นอุปกรณ์ป้องกันเซกเมนต์สาย เมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างเฟสจากฟ้าผ่า ต้นไม้กั้น ฯลฯ ฟิวส์สามารถตัดกระแสไฟฟ้าขัดข้องได้ภายใน 0.1 วินาที
การป้องกันหม้อแปลงจำหน่าย: เนื่องจากเป็นการป้องกันกระแสเกินด้านหลักของหม้อแปลงที่ต่ำกว่า 35kV จึงเลือกกระแสไฟฟ้าที่กำหนดเป็น 1.5-2 เท่าของกระแสไฟฟ้าที่กำหนดของหม้อแปลง ซึ่งสามารถป้องกันความผิดพลาดภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างขดลวด
การป้องกันธนาคารตัวเก็บประจุแบบขนาน: เมื่อพิจารณาถึงเอฟเฟกต์การขยายฮาร์มอนิกของธนาคารตัวเก็บประจุ ฟิวส์ที่มีลักษณะเวลาผกผันจึงถูกใช้เพื่อป้องกันการพังทลายของฉนวนของตัวเก็บประจุอันเนื่องมาจากแรงดันไฟเกิน
5. ประเด็นสำคัญสำหรับการติดตั้ง การใช้งาน และการบำรุงรักษา
... VI. บทสรุป
ฟิวส์แบบดรอปเอาท์ NBM ถือเป็นองค์ประกอบการป้องกันที่สำคัญของระบบจ่ายไฟฟ้า จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายไฟฟ้าเนื่องจากมีลักษณะการทำงานที่เชื่อถือได้และมีข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจ ด้วยการใช้สารดับอาร์กแบบนาโนคอมโพสิตชนิดใหม่ ความสามารถในการตัดและอายุการใช้งานของฟิวส์จึงได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ทำให้รับประกันพื้นฐานสำหรับการสร้างเครือข่ายจ่ายไฟฟ้าอัจฉริยะได้ ในอนาคต จำเป็นต้องมีการศึกษาลักษณะการกู้คืนตัวเองของวัสดุฟิวส์เพิ่มเติมเพื่อให้เข้ากับสภาพการทำงานที่ซับซ้อนที่เกิดจากการเข้าถึงพลังงานใหม่
