고속 퓨즈의 선택 및 적용

고속 퓨즈의 선택 및 적용

고속 퓨즈의 선택 및 적용은 염소-알칼리 산업에서 중요한 연결 고리이며 반도체 전력 정류 및 변환 보호에서 고속 퓨즈의 구성이 매우 중요합니다. 장비가 완성되면 고속 퓨즈를 선택하면 DC 정류 및 전력 공급 품질 및 전력 소비 효율성과 같은 변환 매개 변수에 직접적인 영향을 미칩니다.

전력 반도체 소자는 열용량이 적고 고장 상태에서 고속 퓨즈로 보호해야하며 고속 퓨즈는 반도체 소자와 유사한 열적 특성을 가지고있어 우수한 보호 소자입니다. 이 기사는 폐쇄 형으로 채워진 고속 퓨즈에 관한 것으로 작동시 외부 현상이 없습니다.

1 고속 퓨즈의 구성 반도체 전력 정류기 보호에서 고속 퓨즈의 구성은 일반적으로 두 가지 범주로 나뉩니다.

1.1 컨버터 암의 내부 병렬 분기에는 보호 유형이 장착되어 있습니다. 이 유형은 주로 고전력 및 초 전력 정류기 보호에 사용됩니다. 어떤 이유로 컨버터 암의 분기 장치가 손상된 경우 (각 분기는 장비의 전원을 기반으로하며 일반적으로 여러 쌍의 고속 퓨즈와 반도체 정류기 구성 요소가 병렬로 연결되며 그림 1은 단 1 쌍의 고속 퓨즈 만 표시합니다. 정류기 및 반도체 정류기 구성 요소) 보호 장치와 직렬로 연결된 고속 퓨즈가 끊어진 후 일반적으로 하나의 장치 만 고장 나고 전체 정류기의 정상 작동에 영향을주지 않습니다.

1.2 분할 상 구성 전체 보호 유형이 유형은 주로 중소형 전력 정류기 보호에 사용됩니다. 어떤 이유로 컨버터 암의 장치가 손상되면 위상의 고속 퓨즈 보호가 끊어진 후 정류기 보호가 자동으로 전원 공급을 차단하고 정류기에 전원 공급을 중지합니다. 이 구성은 염소-알칼리 산업에서 일반적으로 사용되지 않습니다.

2 고속 퓨즈의 선택을 전압 및 전류 방법이라고도합니다. 라인 컨버터 변압기의 라인 전압은 고속 퓨즈의 정격 전압보다 낮아야합니다. 전력 반도체 소자와 고속 퓨즈 시리즈 단락 실험을 검증하고 반도체 정격 전류에 선택한 고속 퓨즈의 정격 전류 계수를 곱합니다. 고속 퓨즈의 정격 전류가 실효 값이고 반도체 장치의 정격 전류가 평균값이기 때문에 위에서 언급 한 첫 번째 구성 방식 (그림 1)의 경우 1 세대 제품 RS0, RS3에 대해 시리즈 (우리나라 고속 퓨즈 개발사) 4 단계로 나눌 수 있습니다. 1 세대는 국가가 공동으로 설계 한 RS0 및 RS3 시리즈입니다. 매개 변수는 480A, 750V 이하, 차단 용량은 50kA입니다. 부피가 크고 가격이 저렴하며 전기적 수명이 짧은 주요 제품으로 여전히 상당한 설치 용량이 있습니다.)

계수는 정류관 1.4, 트랜지스터 1.2, 고속 트랜지스터 1에 따라 선택할 수 있습니다. 예를 들어 ZP1000에는 1400A 고속 퓨즈가 장착되어 있습니다. 위에서 언급 한 두 번째 구성 방식 (그림 2)의 경우 밸브 전류 Iv 및 컨버터 장치의 부하 특성에 따라 고속 퓨즈를 선택하고 최대 차단 용량에 따라 충분한 차단 용량을 가진 고속 퓨즈를 선택할 수 있습니다. 50kA 또는 100kA와 같이 정류기가 생성 할 수있는 오류 전류. 여기서 50kA는 적격이고 100kA는 일류 제품입니다.

3 빠른 퓨즈의 적용 특성

3.1 전류 통과 용량 고속 퓨즈의 정격 전류는 유효 값으로 표시되며 일반적으로 정상 통과 전류는 공칭 정격 전류의 30 % ~ 70 %입니다. 고속 퓨즈를 사용하거나 한쪽 끝은 반도체 장치로 가열하고 다른 쪽 끝은 수냉 버스 바로 냉각하거나 양쪽 모두 수냉 버스 바로 냉각하는 경우 또는 강제 공기 냉각은 현재 통과 용량을 유지하기 위해 온도 상승을 제어하는 ​​데 사용됩니다. 정류기의 고속 퓨즈 조인트 연결 상태는 온도 상승과 고속 퓨즈의 안정적인 작동에 직접적인 영향을 미칩니다. 이러한 이유로 접촉면은 평평하고 깨끗해야합니다. 도금되지 않은 부스 바의 접촉면에서 산화물 층을 제거해야하는 경우 설치 중에 지정된 가압력을 제공해야하며 접촉면을 탄 성적으로 변형시키는 것이 가장 좋습니다. 접촉면의 전압 강하를 하나씩 감지하려면 병렬 고속 퓨즈가 필요합니다.

3.2 고속 퓨즈의 온도 상승 및 전력 소비 고속 퓨즈의 전력 소비 W=ΔUIw; ΔU=f (Iw) 여기서 : Iw --- 작동 전류; ΔU --- 고속 퓨즈의 전압 강하. 고속 퓨즈의 전력 소비는 내한성과 큰 관계가 있습니다. 저온 저항이 작은 고속 퓨즈를 선택하면 온도 상승을 줄이는 데 도움이됩니다. 전류 통과 용량은 주로 온도 상승에 의해 제한되기 때문입니다. 앞서 언급했듯이 고속 퓨즈 조인트의 연결 상태는 고속 퓨즈의 온도 상승에도 영향을 미치며, 고속 퓨즈 조인트의 온도 상승이 인접 장치의 작동에 영향을주지 않아야합니다. 실험을 통해 고속 퓨즈는 온도 상승이 80 ℃ 미만일 때 장시간 작동 할 수 있고, 제조 공정이 안정된 제품은 온도 상승이 100 ℃ 일 때도 장시간 작동 할 수 있음이 입증되었습니다. 120 ℃의 온도 상승은 전류 통과 용량의 임계점이며, 온도 상승이 140 ℃에 도달하면 고속 퓨즈가 장시간 작동하지 못합니다.

현재 화학 산업은 일반적으로 고속 퓨즈의 온도 상승을 줄이기 위해 수냉식 부스 바 및 공냉식 방법을 사용합니다. 수냉식 버스 바는 400-600V와 같은 저전압 고속 퓨즈에 특히 효과적입니다. 고속 퓨즈 단자와 수냉식 버스 바 연결 단의 온도차는 일반적으로 1.0 ~ 2.0 ℃입니다. 많은 고전력 속효 퓨즈는 수냉 조건 용으로 설계되었으므로 사용자는 사용하기 전에 제조업체에 문의해야합니다. 공기 냉각은 또한 온도 상승을 줄이는 효과적인 방법입니다. 풍속 통과 용량 곡선에 따라 고속 퓨즈의 온도 상승에 대한 풍속의 영향을 결정하십시오. 풍속이 약 5m / s 일 때 유량은 일반적으로 25 % 증가 할 수 있습니다. 명백한 효과는 없습니다. 제조업체에서 제공하는 고속 퓨즈의 전압 강하 곡선과 정격 전류에서의 전력 소비량에 따라 고속 퓨즈의 두 단자 사이의 전압 강하를 측정하면 분기의 실제 전류를 빠르게 계산할 수 있습니다. 또한 동일한 전류 흐름에서 온도 상승은 고속 퓨즈가 단일 또는 이중 병렬을 채택하는지 여부와 관련이 있습니다. 고급 산업용 EV 퓨즈 인 DISSMANN 퓨즈가 첫 번째 선택입니다.

국내에서 제조 된 대부분의 고전력 정류기는 700A × 2, 1400A × 2, 2500A × 2와 같은 반도체 장치와 직렬로 이중 병렬 고속 퓨즈를 사용합니다. 고속 퓨즈 단자의 이중 병렬 구조는 저항을 줄이기 위해 가능한 한 얇을 수 있습니다. 이중 병렬 고속 퓨즈의 한 유형은 볼트와 연결 플레이트로 연결되고 다른 유형은 연결 플레이트 (단자)와 두 개의 용융 (단자)이 함께 용접되는 구조입니다. 이 유형의 구조는 더 고급입니다. 고전압 고속 퓨즈는 특히 800V 이상의 제품에 대해 큰 내부 저항을 가지고 있습니다. 쉘 포슬린 슬리브는 일정한 길이와 넓은 표면적을 가지고 있으며 용융물에서 발생하는 열이 필러와 쉘을 통해 전도되고 소산되기 때문에 고전압이 빠르며 퓨즈의 공냉 효과가 더 분명합니다.

3.3 차단 용량 선택 고속 퓨즈의 외피 강도는 최대 고장 전류의 차단 용량을 크게 결정합니다. 둘째, 고속 퓨즈 내부의 금속 퓨즈 모양, 금속 증기 및 열을 흡수하는 필러의 능력, 퓨즈의 기전력이 모두 차단 용량에 영향을 미칩니다. 정류기를 설계 할 때," 정류기 변압기"의 상간 단락 전류. 이 전류에 따라 차단 용량이 충분한 고속 퓨즈를 선택해야합니다. 차단 용량이 부족한 고속 퓨즈는 폭발 할 때까지 계속 아크를 발생하며 심한 경우 AC 및 DC 단락을 유발하므로 정격 차단 용량이 안전 지표입니다.

또한 제품 제조의 분산도 차단 용량에 영향을 미치는 요소 중 하나입니다. 무시하기 쉬운 문제는 단락 고장시 라인의 역률입니다. 고속 퓨즈가 끊어 질 때 생성되는 아크 에너지는 회로의 인덕턴스와 큰 관계가 있기 때문입니다. 라인 역률 cosφ< 0.2="" 일="" 때="" 차단="" 능력은="" 특히="" 높은="" 요구="" 사항을="" 갖습니다.="" 고속="" 퓨즈가="" 끊어="" 질="" 때="" 에너지는="" wo="Wa" +="" wr="" +="" w1입니다.="" 여기서="" :="" wa="" ---="" 아크="" 에너지;="" wr="" ---="" 저항은="" 에너지를="" 소비합니다.="" w1="" ----="" 라인="" 인덕턴스="" 방출="" 에너지.="" 차단="" 용량이"="" 정류기"의="" 요구="" 사항을="" 충족하면="" 차단="" 순간="" 아크="" 전압의="" 피크="" 값="" (표준에서"="" 과도="" 복구="" 전압"라고="" 함)에="" 유의하는="" 것도="" 중요합니다.="" )="" 너무="" 높지="" 않아야하며,="" 고속="" 퓨즈="" 제조시="" 제한하여="" 반도체보다="" 낮게="" 만들어야합니다.="" 장치가="" 견딜="" 수있는="" 최대="" 값입니다.="" 그렇지="" 않으면="" 반도체="" 장치가="" 손상됩니다.="" 따라서="" 차단="" 시간이="" 가장="" 짧은="" 퓨즈가="" 반드시="" 가장="" 적합한="" 것은="" 아닙니다.="" 고속="" 퓨즈를="" dc="" 회로에="" 사용하는="" 경우="" dc="" 차단="" 과정에서="" 전압="" 영점="" 교차점이="" 없기="" 때문에="" 고속="" 퓨즈를="" 안정적으로="" 차단하기위한="" 가혹한="" 조건이므로="" 일반적으로="" 고속="" 퓨즈를="" 사용하는="" 경우="" dc="" 회로="" 고속="" 퓨즈="" 정격="" 전압의="" 60="" %="" 만="" 사용할="" 수="" 있으며="" dc="" 고속="" 퓨즈를="" 사용하는="" 것이="" 가장="">

3.4 I2t 선택 퓨즈의 퓨즈 시간 t는 퓨즈 전류 I의 크기와 관련이 있으며 그 법칙은 전류의 제곱에 반비례합니다. 그림 3은 퓨즈의 2 암페어 특성 곡선이라고하는 t∞1 / I2의 관계 곡선을 보여줍니다.

고속 퓨즈, 사양 모델 750V 시리즈, 저전압 퓨즈

모든 종류의 전기 장비 (전력망 포함)는 일정한 과부하 용량을 가지고 있기 때문에 과부하가 가벼우면 장시간 작동이 가능하며 특정 과부하 배수를 초과하면 퓨즈가 내부에서 끊어 져야합니다. 특정 시간. 과부하 및 단락을 보호하기 위해 퓨즈를 선택할 때 전기 장비의 과부하 특성을 이해하여이 특성이 퓨즈'의 2 차 암페어 특성의 보호 범위 내에 적절하게 포함되도록해야합니다. 그림 3에서 퓨징 전류 Io의 퓨징 시간은 이론적으로 무한하며, 이는 최소 용융 전류 또는 임계 전류, 즉 용융을 통과하는 전류가 임계 값보다 작으며 그렇지 않을 것입니다. 융합. 따라서 선택한 용융물의 정격 전류 Ie는 Io보다 작아야합니다. 일반적으로 Io 대 Ie의 비율은 1.5에서 2.0이며,이를 용융 계수라고합니다. 이 계수는 과부하시 퓨즈의 다양한 보호 특성을 반영합니다. 퓨즈가 작은 과부하 전류를 보호하는 것이라면 용융 계수가 낮아야합니다. 모터가 용융물을 녹이기 시작할 때 단기 과전류를 방지하려면 용융 계수가 더 높아야합니다. 고속 퓨즈 전류 통과 용량이 시스템 단락 전류 요구 사항을 충족하면 단락 오류 발생시 오류 전류를 분리 할 수 ​​있지만 직렬로 연결된 반도체 장치를 보호 할 수 있는지 여부는 둘의 I2t 값을 분석해야합니다. 고속 퓨즈의 I2t 값이 반도체 장치의 I2t 값보다 작을 때만 반도체 장치를 보호 할 수 있습니다. 단락 오류 중 I2t 값은 두 단계, 즉 사전 아크 I2t와 퓨징 I2t로 나뉩니다. 용융 금속이 고체에서 액체로 변하는 데 걸리는 시간은 사전 아크 시간 (약 1.0 ~ 2.0ms)이며 이는 단열 공정으로 간주 될 수 있습니다. 이 기간 동안 고속 퓨즈에 의해 생성 된 전류의 시간 적분은 설계에 의해 결정되는 특정 값으로 간주 될 수 있습니다. pre-arc I2t 값은 재료마다 다르며 각 재료마다 상수입니다. 용융 금속이 증기가되면 아크가 발화하기 시작하고 아크 과정 중에 전류가 전류 제한에서 0으로 감소합니다. 이 단계에서 I2t는 융합 I2t이며 변수입니다. 이 과정은 주로 에너지를 흡수하기 위해 부식되는 필러에 따라 달라집니다.

고속 퓨즈 설계에서는 반도체 소자의 지속적으로 증가하는 정격 전류를 충족하기 위해 단순히 산술적 방법을 사용하여 고속 퓨즈를 선택하는 대신 많은 조치를 취해야합니다. 실험을 통해 정격 전류가 두 배가되면 고속 퓨즈의 I2t 값은 원래의 4 배인 반면 반도체 장치의 I2t 값의 증가는 훨씬 적다는 것이 입증되었습니다. 고속 퓨즈의 I2t 값을 줄이는 것이 더 어렵습니다. 합리적인 퓨즈 분포, 용융 길이 단축, 아크 그리드 감소 및 아크 소화 능력 향상과 같은 다양한 조치 만 취해야합니다. 재료. I2t 값은 선택된 고속 퓨즈의 중요한 지표 중 하나입니다.

3.5 절연 저항 빠른 퓨즈 차단 후의 절연 저항 지수는 경험에 의해 매우 중요하다는 것이 입증되었습니다. 칼륨 염과 나트륨 염은 1990 년대에 많은 제품에 추가되었으며 나트륨 염은 아크 그리드의 차단 용량을 향상시킬 수 있습니다. 잘못 제조 된 고속 퓨즈의 절연 저항은 차단 후 0.3MΩ보다 낮으며 심지어 누설도 있습니다. 특수한 상황에서 오류가 차단되고 일정 시간이 지나면 다시 점화되어 훨씬 더 큰 오류가 발생합니다. 양질의 고속 퓨즈 (칼륨 염 및 나트륨 염 포함)는 차단 후 0.5MΩ 이상의 절연 저항을 형성해야합니다. 고속 퓨즈는 10 분의 차단 후 1-30MΩ 이상의 절연 저항에 도달 할 수 있으며 이는 우수한 신뢰성을 가진 것으로 간주 될 수 있습니다. 또한 고속 퓨즈를 사용할 때 수명과 신뢰성도 고려해야합니다. 차단 후 절연 저항 지수 (GG gt; 0.5MΩ); 가능한 가장 낮은 과도 회복 전압; 눈에 보이지 않는 결함이있는 제품은 사용되지 않습니다.