低壓熔斷器對交直流變換器的保護分析

在交直流混合式柔性電源系統(tǒng)中，各種以電力電子元件為核心的交直流變換器或直流變換器是很常用的設備之一，因為電力電子元件的i2t耐受值和過電壓耐受值遠低于具有相應額定值的其他電氣設備和電路導線的耐受值。因此，挑選符合gb/t13539.4（iec60269-4）《半導體設備低壓熔斷器保護用熔斷體補充要求》標準的低壓熔斷器，需要是很經(jīng)濟可靠的方案。

1、變流器要求的保護

變流器（如整流器、逆變器、變頻設備等）通常由多個電力電子元件組成。理想的保護設備應確保滿足以下條件：一旦半導體設備發(fā)生故障，應盡快斷開電路，以避免其他設備受損（經(jīng)驗表明，在這方面，半導體因短路而發(fā)生故障，并造成大電流）。對于設備中的其他故障，建議在損壞半導體設備之前斷開電路。在損壞半導體設備之前，建議切斷可能造成損壞的過電流。

2、半導體保護用低壓熔斷器

半導體保護用熔斷器符合gb/t13539.4（iec60269-4）“低壓熔斷器半導體設備保護用熔斷體的補充要求”，通過熔體窄徑設計，在規(guī)定電流下比其他保護電器運行更快。同時，通過挑選和碾磨滅弧填料，可以將滅弧期間的斷路過電壓降到很低。因此，半導體熔斷器的動作不僅可以快速斷開故障電流，而且不應在任何半導體設備上造成不可接受的過電壓。簡而言之，半導體熔斷器應滿足以下要求：

（1） 快速；

（2） 過電流允許通過能量?。?/p>

（3） 載流量大；

（4） 低功耗；

（5） 分斷電壓適中。

Gb/t13539.4（iec60269-4）“半導體設備低壓熔斷器保護用熔絲的補充要求”根據(jù)斷開范圍定義了半導體設備特性的兩種應用類別，R和s：

（1） 與S型相比，R型動作更快，過流允許能量i2t更??；

（1） 與R型相比，S型具有更低的功耗。

如果設備發(fā)生故障，流經(jīng)半導體器件的故障電流需要在造成器件損壞之前中斷。為了實現(xiàn)這一點，保險絲的故障電流允許傳導能量i2t需要小于受保護半導體的容許極限值。操作的允許能量值（操作i2t：預弧時間和起弧時間的能量總和）取決于恢復電壓。相應曲線由保險絲生產(chǎn)商提供。

低壓熔斷器運行期間的斷開電壓不得高于半導體PN結(jié)的耐受電壓。根據(jù)生產(chǎn)商的數(shù)據(jù)，當恢復電壓低于保險絲的額定電壓時，也可以下降開關電壓（保險絲工作電壓）。工作電流、可能的故障電流和恢復電壓取決于安裝在變流器電路中的保險絲的位置和工作模式。