6.2 熔断器保护

一、熔断器在供配电系统中的配置

熔断器在供配电系统中的配置，应符合选择性保护的原则，也就是熔断器要配置得能使故障范围缩小到最低限度。此外应考虑经济性，即供电系统中配置的熔断器数量要尽量地少。

必须注意：在低压系统中的PE线和PEN线上，不允许装设熔断器，以免PE线或PEN线因熔断器熔断而断路时，致使所有接PE线或PEN线的设备的外露可导电部分带电，危及人身安全。

二、熔断器熔体电流的选择

（－）保护电力线路的熔断器熔体电流的选择

保护线路的熔体电流，应满足下列条件：

1）熔体额定电流I_N·FE应不小于线路的计算电流I₃₀，以使熔体在线路正常运行时不致熔断，即

2）熔体额定电流I_N·FE还应躲过线路的尖峰电流I_pk以使熔体在线路上出现正常的尖峰电流时也不致熔断。由于尖峰电流是短时最大电流，而熔体加热熔断需一定时间，所以满足的条件为

式中，K为小于1的计算系数。

3）熔断器保护还应与被保护的线路相配合，使之不致发生因过负荷和短路引起绝缘导线或电缆过热起燃而熔体不熔断的事故，因此还应满足条件

式中，I_al为绝缘导线和电缆的允许载流量；Κ_OL为绝缘导线和电缆的允许短时过负荷倍数。

如果按式（6-2）和式（6-3）两个条件选择的熔体电流不满足式（6-4）的配合要求时，则应改选熔断器的型号规格，或者适当增大导线或电缆的芯线截面。

（二）保护电力变压器的熔断器熔体电流的选择

保护变压器的熔断器熔体电流，根据经验，应满足下式要求：

式中，I_N·FE为变压器的额定一次电流。

上式考虑了以下三个因素：

1）熔体电流要躲过变压器允许的正常过负荷电流。油浸式变压器的正常过负荷，在室内可达20％，室外可达30％。正常过负荷下熔断器不应熔断。

2）熔体电流要躲过来自变压器低压侧的电动机自起动引起的尖峰电流。

3）熔体电流还要躲过变压器自身的励磁涌流。励磁涌流又称空载合闸电流，是变压器在空载投入时或者在外部故障切除后突然恢复电压时所产生的一个电流。

（三）保护电压互感器的熔断器熔体电流的选择

由于电压互感器二次侧的负荷很小，因此保护高压电压互感器的RN2型熔断器的熔体额定电流一般为0.5A。

三、熔断器的选择与校验

选择熔断器时应满足下列条件：

1）熔断器的额定电压应不低于线路的额定电压。

2）熔断器的额定电流应不小于它所装熔体的额定电流。

3）熔断器的类型应符合安装条件（户内或户外）及被保护设备对保护的技术要求。

熔断器还必须进行断流能力的校验：

1）对限流式熔断器（如RN1、RT0等），由于限流式熔断器能在短路电流达到冲击值之前完全熔断并熄灭电流、切除短路，因此满足条件为

式中，I_oc为熔断器的最大分断电流；I^″⑶为熔断器安装地点的三相次暂态短路电流有效值，在无限大容量系统中，

式中，为熔断器安装地点的三相短路冲击电流有效值。

3）对具有断流能力上下限的熔断器（如RW4等跌开式熔断器），其断流能力的上限应满足式（6-1）的校验条件，其断流能力的下限应满足下列条件

式中，I_oc·min为熔断器的最小分断电流；为熔断器所保护线路末端的两相短路电流（对中性点不接地的电力系统）

四、熔断器保护灵敏度的检验

为了保证熔断器在其保护区内发生短路故障时可靠地熔断，按规定，熔断器保护的灵敏度应满足下列条件

式中，I_N·FE为熔断器熔体的额定电流；I_k·min为熔断器保护线路末端在系统最小运行方式下的最小短路电流；对TN系统和TT系统，为线路末端的单相短路电流或单相接地故障电流；对IT系统和中性点不接地系统，为线路末端的两相短路电流；对保护降压变压器的高压熔断器来说，为低压侧母线的两相短路电流折算到高压侧之值；Κ为灵敏系数的最小比值，如表6-1所示。

五、前后熔断器之间的选择性配合

前后熔断器的选择性配合，就是要求在线路发生故障时，靠近故障点的熔断器首先熔断，切断故障部分，从而使系统的其他部分恢复正常运行。前后熔断器的选择性配合，宜按它们的保护特性曲线（安秒特性曲线）来进行检验。

如图6-3a所示线路中，设支线WL2的首端k点发生三相短路，则三相短路电流I_k要通过熔断器FU2和FU1。但按保护选择性要求，应该是FU2的熔体首先熔断，切断故障线路WL2，而FU1不再熔断，使干线WL1恢复正常运行。但是熔体实际熔断时间与其产品的标准特性曲线查得的熔断时间可能有±30％～±50％的偏差，从最不利的情况考虑，设k点短路时，FU1的实际熔断时间比标准特性曲线查得的时间t₁小50％（为负偏差），而FU2的实际熔断时间又比标准特性曲线查得的时间t₂大50％（为正偏差），因此

上式说明：在后一熔断器所保护线路的首端发生最严重的三相短路时，前一熔断器按其保护特性曲线查得的熔断时间，至少应为后一熔断器按其保护特性曲线查得的熔断时间的3倍，才能确保前后两熔断器动作的选择性。如果不能满足这一要求时，则应将前一熔断器的熔体电流提高1～2级，再进行校验。

如果不用熔断器的保护特性曲线来检验选择性，则一般只有前一熔断器的熔体电流大于后一熔断器的熔体电流2～3级以上，才有可能保护其动作的选择性。