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快速熔斷器的應用特性( 二 )

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另外 ， 產品制造的分散性也是影響分斷能力的因素之一 。
易于忽視的問題是在短路故障時線路的功率因數 ， 因為在快速熔斷器分斷時所產生的電弧能量的大小與電路感抗的大小有很大的關系 ， 當線路功率因數cosφ＜0.2時對分斷能力有特別高的要求 。
快速熔斷器分斷時的能量Wo=Wa+Wr+W1
式中：Wa---電弧能量；Wr---電阻消耗能量；W1---線路電感釋放的能量 。
在分斷能力滿足“整流器”的要求時 ， 還要注意分斷瞬間電弧電壓峰值（標準中稱為“暫態恢復電壓”）不能過高 ， 要在快速熔斷器制造時予以限制 ， 使其低于半導體器件所能承受的最大值 ， 否則半導體器件將會損壞 。 故分斷時間最短的熔斷器不一定最適用 。
當快速熔斷器用于直流電路中時 ， 因為在直流分斷過程中不存在電壓的過零點 ， 這對快速熔斷器的可靠分斷是一個苛刻的條件 ， 所以一般情況下快速熔斷器若用在直流電路中只能用到快速熔斷器額定電壓的60% ， 最好選用直流快速熔斷器 。
4.I2t的選擇
熔斷器的熔斷時間t與熔斷電流I的大小有關 ， 其規律是與電流的平方成反比 。 圖3表示t∞1/I2的關系曲線 ， 稱為熔斷器的秒-安特性曲線 。
由于各種電器設備（包括電網）都有一定的過載能力 ， 當過載較輕時可以允許較長時間運行 ， 而超過某一過載倍數時 ， 相應要求熔斷器在一定時間內熔斷 。 選擇熔斷器保護過載和短路 ， 必須了解用電設備的過載特性 ， 使這一特性恰當地處在熔斷器秒-安特性的保護范圍之內 。
熔斷電流Io的熔斷時間在理論上是無限大的 ， 稱為最小融化電流或臨界電流 ， 即通過熔體的電流小于臨界值就不會熔斷 。 所以選擇熔體的額定電流 Ie應小于Io；通常取Io與Ie的比值為1.5～2.0 ， 稱作熔化系數 。 該系數反映熔斷器在過載時的不同保護特性 ， 如要使熔斷器能保護小過載電流 ， 融化系數就應該低些；為了避免電動機起動時的短時過電流使熔體熔化 ， 融化系數就應高些 。
快速熔器電流通過能力滿足系統短路電流的要求后 ， 發生短路故障時可以隔離故障電流 ， 但能否保護所串聯的半導體器件則必須分析二者的I2t值 。 只有當快速熔斷器的I2t值小于半導體器件I2t值時 ， 才能對半導體器件起到保護作用 。 短路故障時I2t值分為兩個階段 ， 即弧前I2t和熔斷I2t 。 熔體金屬從固態轉為液態的時間是弧前時間 ， 大約1.0～2.0ms ， 可以認為是絕熱過程 ， 此時間段快速熔斷器產生的電流時間積分可以認為是一定值 ， 由設計來確定 。 弧前I2t值對于不同的材料其值也不同 ， 對于每一種材料它是一個常數 。 當熔體金屬變為蒸氣時電弧始燃 ， 在燃弧過程中電流由限流值降至零 ， 此階段的I2t即為熔斷I2t ， 它是一個變量 。 這一過程主要依靠填料被腐蝕而吸收能量 。
在設計快速熔斷器時 ， 為滿足半導體器件不斷提高的額定電流 ， 要采取許多措施 ， 而不能簡單地用算術方法來選擇快速熔斷器 。 實驗證明 ， 當額定電流增加1倍時 ， 快速熔斷器的I2t值是原來的4倍 ， 而半導體器件I2t值的增加要小的多 。 要使快速熔斷器降低I2t值有較大的難度 ， 只有多方面采取措施 ， 如合理的熔片分布、縮短熔體長度、減小電弧柵和提高滅弧材料的熄弧能力等 。 I2t值是精選快速熔斷器的重要指標之一 。