浅谈静调电源柜直流快速熔断器

付马木林

【摘要】针对深圳地铁JINQIANG静调电源柜中直流快速断路器在设备中的重要作用，对其可能导致故障严重性进行预防。本文以JINQIANG静调电源柜中直流快速断路器为研究主体，对其选型依据、合理性及维护措施进行分析，并提出可能产生故障及解决措施。

【关键词】静调电源柜；直流快速断路器；

1、问题的提出

故障的发生不仅会影响设备的正常运行，同时可能会给公司带来巨大的经济损失。随着地铁列车数量的增加，静调电源柜的使用频率明显上升趋势，直流快速断路器是静调电源柜中主要的组成部分，因此做好其选型分析、降低其故障率具有主要作用，目前地铁车辆段JINQIANG静调电源柜DC1500V主电路所使用的熔断器为有填料封闭式RSM系列直流快速熔断器，针对该直流快速熔断器进行以下分析。

2、直流快速熔断器介绍

2.1熔断器的作用

熔断器是一种最简单的保护电器，它串接在电路中，可以用来保护电气装置，防止过载电流和短路电流的损害，熔断器也可做过负荷保护，但做过负荷保护可靠性不高。熔断器的保护特性必须与被保护设备的过负荷特性有良好的配合。

2.2熔断器的特点

2.2.1有填料封闭管式快速熔断器是一种快速动作型的熔断器，由熔断管、触点底座、动作指示器和熔体组成。

2.2.2熔体为银质窄截面或网状形式，熔体为一次性使用，不能自行更换。

2.2.3由于其具有快速动作性，一般作为半导体整流元件保护用。

2.2.4该类型快速熔断器具有额定容量大，分断能力高，熔断速度快，限流特性显著，安装方便等特点。

2.2.5熔体额定电流不等于熔断器额定电流，熔体额定电流按被保护设备的负荷电流选择，熔断器额定电流应大于熔体额定电流，与主电器配合确定。

2.2.6熔断器的熔断电流与熔断时间的关系

3、熔断器的选型依据

3.1熔断器选择要求

在电气设备正常运行时，熔断器不应熔断；在出现短路时，应立即熔断；在电流发生正常变动（如电动机起动过程）时，熔断器不应熔断；在用电设备持续过载时，应延时熔断。对熔断器的选用主要包括类型选择和熔体额定电流的确定。

选择熔断器的类型时，主要依据负载的保护特性和短路电流的大小。

3.2熔断器的选型原则

3.2.1熔斷器应能耐受正常负荷和正常负荷的浪涌电流（如：变压器的励磁峰值电流、电动机的启动电流、电容器充电电流等）；

3.2.2熔断器应能在要求的时间内分断被保护电路的最小短路电流；

3.2.3熔断器的分断能力应大于被保护电路的最大短路电流；

3.2.4熔断器应有良好的限流特性，使短路电流限制在被保护电路所能承受的范围内；

3.2.5熔断器的分断过电压应小于被保护电路所能承受的最大过电压；

3.2.6快速熔断器、高速开关和负荷特性三者之间应良好匹配。

3.3熔断器选型的步骤

3.3.1根据被保护电路的额定电流和负载性质，初步确定熔断器额定电流；

3.3.2根据初步确定熔断器额定电流，对照熔断器选型手册，选择熔断器的型号；

3.3.3根据所选熔断器的电流保护特性曲线检验是否满足被保护电路的要求，若不满足，则改选高一级（或高一级）额定电流的熔断器，并重新检验，直至满足被保护电路的要求。

4、现有直流快速熔断器参数及校验

4.1现有技术参数

目前JingQiang静调电源柜采用熔断器的型号为：111RSM，额定电压为1800V，额定电流为1000A；STINGER静调电源柜采用熔断器的型号为：107RSM，额定电压为1500V，额定电流为800A

以JingQiang静调电源柜为分析对象，其设备主要参数为：

额定输入电压 ： 1500V （DC）

最高输入电压： 1800V （DC），1980V（瞬时）

最低输入电压： 1000V （DC）

额定电流： 600A（DC）

最大稳定电流： 800A（DC）

4.2校验

4.2.1按照熔断器的选型原则，结合TB 1333.5-2005规定，对于接触网供电的熔断器，所选熔断器必须满足下表条件：

且该熔断器的额定电压要满足VFN≥1500V 的条件，因此选择VFN=1800V的熔断器。

4.2.2静调电源柜中熔断器的保护属于无起动过程的平稳负载的保护（无起动过程的平稳负载，如：照明线路、电阻、电炉等），其额定电流要求：

IFN ≥ IN

式中：IFN --熔断器额定电流； IN --负荷电路的额定电流。

经分析计算，列车与静调电源柜工作时的电压、电流值如下：

额定值：电压1500V，电流410A

最大值：电压1980V，电流567A

根据熔断器级间配合规定，为防止发生越级熔断、扩大事故范围，上、下级线路的熔断器间应有良好配合。选用时，应使上级熔断器的额定电流比下级的大1～2个级差。为安全起见，取差数2计算，可得熔断器的额定电流IFN=2×564=1128A

又按GB/T 13539.1-2008规定，熔断器的额定电流以安培（A）表示，应从下列数值中选择：400；500；630；800；1000；1250

因此，结合上述分析，可以选择熔断器的额定电流为1000A或1200A。

综合以上分析可知型号为：111RSM DC1800V-1000A-1熔断器 ，能够满足JingQiang静调电源柜的保护要求。

5、维护要点

5.1 熔断器维修时应注意的问题

5.1.1必须在不带电的条件下更换熔体，不允许带电操作熔断器。更换熔体时必须用相同容量的熔体，不允许无根据地加大熔体容量，不允许用加大熔体容量的办法去维持带病负荷的继续运行。更换裸露熔体时，不应使其遭受外伤，以免降低熔体容量。

5.1.2熔体熔断后，特别是因短路故障造成熔体爆断后，一定要清理熔溅的金属颗粒和碳质，无法清理及烤糊烧焦的熔断器，必须更新。

5.2熔断器巡视检查和维修内容

5.2.1检查瓷件有无破损、裂纹、闪络、烧伤等情况。如损伤较轻，尚不影响整体强度和绝缘效果，可不做处理；如果有瓷片掉落，可用环氧树脂粘合修补。

5.2.2检查安装是否牢固，安装角度及相间距离是否正确。

5.2.3检查裸带电部分与各部分距离是否足够。

5.2.4检查上下引线与接头的连接是否良好，有无松动、过热及烧伤现象。如有，应进行接头处理。

5.2.5检查熔断器的接触是否良好，有无发热现象。如果连续超过3次断开额定断流容量，应注意更换。熔断器要定期停电检查和调整，一般每1～3年进行1次。

6、结束语

通过对其选型原则的分析，并根据实际情况对其选型结果进行校验，确保了直流快速断路器选型的准确性。同时根据其特性，建立了关键部件的检查制度，提高潜在故障的预见性，保证静调电源柜运营的安全可靠性。

参考文献：

[1] 常用低压供配电设备选型与安装使用技术手册

[2] 南方四车车辆有限公司.直流接触器烧损原因及检修工艺