淺談靜調電源柜直流快速熔斷器

付馬木林

【摘要】針對深圳地鐵JINQIANG靜調電源柜中直流快速斷路器在設備中的重要作用，對其可能導致故障嚴重性進行預防。本文以JINQIANG靜調電源柜中直流快速斷路器為研究主體，對其選型依據、合理性及維護措施進行分析，并提出可能產生故障及解決措施。

【關鍵詞】靜調電源柜；直流快速斷路器；

1、問題的提出

故障的發生不僅會影響設備的正常運行，同時可能會給公司帶來巨大的經濟損失。隨著地鐵列車數量的增加，靜調電源柜的使用頻率明顯上升趨勢，直流快速斷路器是靜調電源柜中主要的組成部分，因此做好其選型分析、降低其故障率具有主要作用，目前地鐵車輛段JINQIANG靜調電源柜DC1500V主電路所使用的熔斷器為有填料封閉式RSM系列直流快速熔斷器，針對該直流快速熔斷器進行以下分析。

2、直流快速熔斷器介紹

2.1熔斷器的作用

熔斷器是一種最簡單的保護電器，它串接在電路中，可以用來保護電氣裝置，防止過載電流和短路電流的損害，熔斷器也可做過負荷保護，但做過負荷保護可靠性不高。熔斷器的保護特性必須與被保護設備的過負荷特性有良好的配合。

2.2熔斷器的特點

2.2.1有填料封閉管式快速熔斷器是一種快速動作型的熔斷器，由熔斷管、觸點底座、動作指示器和熔體組成。

2.2.2熔體為銀質窄截面或網狀形式，熔體為一次性使用，不能自行更換。

2.2.3由于其具有快速動作性，一般作為半導體整流元件保護用。

2.2.4該類型快速熔斷器具有額定容量大，分斷能力高，熔斷速度快，限流特性顯著，安裝方便等特點。

2.2.5熔體額定電流不等于熔斷器額定電流，熔體額定電流按被保護設備的負荷電流選擇，熔斷器額定電流應大于熔體額定電流，與主電器配合確定。

2.2.6熔斷器的熔斷電流與熔斷時間的關系

3、熔斷器的選型依據

3.1熔斷器選擇要求

在電氣設備正常運行時，熔斷器不應熔斷；在出現短路時，應立即熔斷；在電流發生正常變動（如電動機起動過程）時，熔斷器不應熔斷；在用電設備持續過載時，應延時熔斷。對熔斷器的選用主要包括類型選擇和熔體額定電流的確定。

選擇熔斷器的類型時，主要依據負載的保護特性和短路電流的大小。

3.2熔斷器的選型原則

3.2.1熔斷器應能耐受正常負荷和正常負荷的浪涌電流（如：變壓器的勵磁峰值電流、電動機的啟動電流、電容器充電電流等）；

3.2.2熔斷器應能在要求的時間內分斷被保護電路的最小短路電流；

3.2.3熔斷器的分斷能力應大于被保護電路的最大短路電流；

3.2.4熔斷器應有良好的限流特性，使短路電流限制在被保護電路所能承受的范圍內；

3.2.5熔斷器的分斷過電壓應小于被保護電路所能承受的最大過電壓；

3.2.6快速熔斷器、高速開關和負荷特性三者之間應良好匹配。

3.3熔斷器選型的步驟

3.3.1根據被保護電路的額定電流和負載性質，初步確定熔斷器額定電流；

3.3.2根據初步確定熔斷器額定電流，對照熔斷器選型手冊，選擇熔斷器的型號；

3.3.3根據所選熔斷器的電流保護特性曲線檢驗是否滿足被保護電路的要求，若不滿足，則改選高一級（或高一級）額定電流的熔斷器，并重新檢驗，直至滿足被保護電路的要求。

4、現有直流快速熔斷器參數及校驗

4.1現有技術參數

目前JingQiang靜調電源柜采用熔斷器的型號為：111RSM，額定電壓為1800V，額定電流為1000A；STINGER靜調電源柜采用熔斷器的型號為：107RSM，額定電壓為1500V，額定電流為800A

以JingQiang靜調電源柜為分析對象，其設備主要參數為：

額定輸入電壓 ： 1500V （DC）

最高輸入電壓： 1800V （DC），1980V（瞬時）

最低輸入電壓： 1000V （DC）

額定電流： 600A（DC）

最大穩定電流： 800A（DC）

4.2校驗

4.2.1按照熔斷器的選型原則，結合TB 1333.5-2005規定，對于接觸網供電的熔斷器，所選熔斷器必須滿足下表條件：

且該熔斷器的額定電壓要滿足VFN≥1500V 的條件，因此選擇VFN=1800V的熔斷器。

4.2.2靜調電源柜中熔斷器的保護屬于無起動過程的平穩負載的保護（無起動過程的平穩負載，如：照明線路、電阻、電爐等），其額定電流要求：

IFN ≥ IN

式中：IFN --熔斷器額定電流； IN --負荷電路的額定電流。

經分析計算，列車與靜調電源柜工作時的電壓、電流值如下：

額定值：電壓1500V，電流410A

最大值：電壓1980V，電流567A

根據熔斷器級間配合規定，為防止發生越級熔斷、擴大事故范圍，上、下級線路的熔斷器間應有良好配合。選用時，應使上級熔斷器的額定電流比下級的大1～2個級差。為安全起見，取差數2計算，可得熔斷器的額定電流IFN=2×564=1128A

又按GB/T 13539.1-2008規定，熔斷器的額定電流以安培（A）表示，應從下列數值中選擇：400；500；630；800；1000；1250

因此，結合上述分析，可以選擇熔斷器的額定電流為1000A或1200A。

綜合以上分析可知型號為：111RSM DC1800V-1000A-1熔斷器 ，能夠滿足JingQiang靜調電源柜的保護要求。

5、維護要點

5.1 熔斷器維修時應注意的問題

5.1.1必須在不帶電的條件下更換熔體，不允許帶電操作熔斷器。更換熔體時必須用相同容量的熔體，不允許無根據地加大熔體容量，不允許用加大熔體容量的辦法去維持帶病負荷的繼續運行。更換裸露熔體時，不應使其遭受外傷，以免降低熔體容量。

5.1.2熔體熔斷后，特別是因短路故障造成熔體爆斷后，一定要清理熔濺的金屬顆粒和碳質，無法清理及烤糊燒焦的熔斷器，必須更新。

5.2熔斷器巡視檢查和維修內容

5.2.1檢查瓷件有無破損、裂紋、閃絡、燒傷等情況。如損傷較輕，尚不影響整體強度和絕緣效果，可不做處理；如果有瓷片掉落，可用環氧樹脂粘合修補。

5.2.2檢查安裝是否牢固，安裝角度及相間距離是否正確。

5.2.3檢查裸帶電部分與各部分距離是否足夠。

5.2.4檢查上下引線與接頭的連接是否良好，有無松動、過熱及燒傷現象。如有，應進行接頭處理。

5.2.5檢查熔斷器的接觸是否良好，有無發熱現象。如果連續超過3次斷開額定斷流容量，應注意更換。熔斷器要定期停電檢查和調整，一般每1～3年進行1次。

6、結束語

通過對其選型原則的分析，并根據實際情況對其選型結果進行校驗，確保了直流快速斷路器選型的準確性。同時根據其特性，建立了關鍵部件的檢查制度，提高潛在故障的預見性，保證靜調電源柜運營的安全可靠性。

參考文獻：

[1] 常用低壓供配電設備選型與安裝使用技術手冊

[2] 南方四車車輛有限公司.直流接觸器燒損原因及檢修工藝