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如何解决变压器合闸冲击电流导致的熔断器保护问题

嘉峪检测网        2021-08-12 12:59

隔离变压器是有源医疗器械常用的关键部件。常用来做网电源的隔离,解决漏电流和电介质强度的问题。但在使用了隔离变压器,特别是环形隔离变压器后,在启动设备的瞬间,会出现熔断器保护问题,为了应对这个问题,企业常见的办法就是加大熔断器的保护电流。但这会造成熔断器保护电流选取不符合GB 9706.1:2007的要求。那应该怎样解决这问题呢。首先要搞清楚是什么样导致的这个问题,然后在找对应的解决办法。

 

什么原因导致熔断器保护?

 

有源医疗器械在使用了隔离变压器特别是环形隔离变压器后,在合闸开启瞬间出现熔断器保护。说明这个启动瞬间有一个瞬发的冲击电流产生,这个电流是由变压器产生的。这就是变压器合闸冲击电流。所谓合闸冲击电流是指变压器在合闸时瞬间产生的冲击电流。环型变压器由于没有气隙和具有高磁导率则会造成更大的合闸冲击电流。

                                             

如何解决变压器合闸冲击电流导致的熔断器保护?

 

有2种解决方案:

 

1、 一种是改进变压器的设计。由于原边的漏感大小就决定了冲击电流的大小,所以只需要增大变压器的原边漏感,以下为具体解决方案:

 

a)       加大原边和副边的间距;

b)       将原边和副边分成多个,排列组合; 

c)        改善磁路结构,增大线圈的厚度。

 

以上方案实施需要供应商配合。

 

2、 另一种选用具有抗浪涌、慢熔等特性的熔断器。要求熔断器在启动时不熔断,在短路电流作用下和超过允许过负荷电流时,能可靠熔断,起到保护作用

 

如何选择熔断器?

 

参考GB 9706.1:2007版对医用电气设备所使用熔断器的要求,选取的熔断器应至少满足以下2条规定:

 

1、 GB 9706.1 中57.6 规定:“网电源熔断器和过电流释放器的电流标称值,应使它们能可靠地流过正常工作电流,并不应大于载有电网供电电流的电源电路中任何元、器件的电流标称值。” 例如:一医用电气设备外部标记额定供电电压为AC220V,电源频率为50Hz,输入功率标记为60VA,外部熔断器标记为F2AH250V,其网电源部分的变压器输入功率为60W,熔断器接在变压器初级绕组一端。根据变压器的输入功率可知变压器的初级绕组可承受的电流小于1A,而熔断器熔断值为2A,明显可看出熔断器无法对网电源变压器的故障起到保护作用,因此不符合标准中“并不应大于载有电网供电电流的电源电路中任何元、器件的电流标称值”的要求。

 

2、 GB 9706.1:2007 中对变压器和电动机的超温有特殊试验要求,见标准中52.5.8 和57.9。在这几个温度测量试验中,熔断器起到了很重要的作用。只有合理的选取了熔断器的额定电流值,才能真正对这些元器件起到保护作用,以符合标准的要求。如用熔断器作保护装置的变压器过载试验时,过载试验电流是按照熔断器额定电流值的相应倍数加载(见GB 9706.1:2007中表20),过高的电流值将导致变压器过热,超过温度限值。如上例情况,应选取的试验电流为2×2.1=4.2A。在此试验电流下加载30分钟,温度不应超过GB 9706.1:2007中表19 给定值。

 

如何解决变压器合闸冲击电流导致的熔断器保护问题

 

如何解决变压器合闸冲击电流导致的熔断器保护问题

 

综上,解决变压器合闸冲击电流,应选择具有抗浪涌、慢熔等特性的熔断器,熔断器应能可靠地流过正常工作电流,并不应大于载有电网供电电流的电源电路中任何元、器件的电流标称值,并应考虑变压器可以通过短路和过载试验。

 
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来源:致众医疗器械检验研究院