整流管的I²t_D值隨電流的倍數(shù)平方值增加，見表1。快速熔斷器的I²t_F值則增加更快，見表2。從表1、表2中可以看出，200A整流管可配315A熔斷器作保護，而2000A整流管只能配用2200A以下熔斷器作保護了。

表1 ZP型整流管的I²t_D值（平均值）

表2 法國FERRAZ公司PSC系列（660V）快速熔斷器的最大熔斷I²t_F值

大功率整流器的橋臂中通常設(shè)計為2～6個整流管并聯(lián)運行，如圖1所示。當A相某整流管反向擊穿形成變壓器閥側(cè)短路時，流過兩個健全臂（B、C相）的電流幅值并不相等，B、C相電流幅值為A相短路電流幅值的50％～80％^[2]。圖2為1500V、2000A整流器中快速熔斷器保護試驗波形，它是在人工短接A相橋臂整流管（相當于整流管反向擊穿而形成橋臂短路）時拍攝的變壓器閥側(cè)短路的相關(guān)波形圖。從圖2中看出，人工短接整流管支路的快速熔斷器經(jīng)9.9ms后分斷（由于短路電流值較小，因此分斷速度較慢），B、C相熔斷器與整流管完好，流過B、C相橋臂的短路電流幅值分別為12.3kA與11.0kA，為A相橋臂短路電流幅值的60％與54％。短路電流的幅值大小與產(chǎn)生短路的時刻（合閘角）及短路電路中的感抗X與電阻R值等因素有關(guān)。從這個觀點考慮，在多個整流管并聯(lián)的橋臂中，快速熔斷器的I²t_F值允許大于串聯(lián)連接的整流管的I²t_D值，但不宜相差太多。眾所周知，熔斷器的熔斷能量I²t_F是熔化能量I²t₁與燃弧能量I²t₂之和，即I²t_F=I²t₁＋I²t₂，I²t₁值約為（15～25）％I²t_F。因此，在選用快速熔斷器時，要防止流過健全臂中熔斷器的I²t₁值過大，否則會引起健全臂中熔斷器熱疲勞損壞及整流管的過載損壞。

圖2 模擬整流管擊穿短路時的相關(guān)波形圖

熔斷器的I²t_F值與其設(shè)計參數(shù)，生產(chǎn)工藝有關(guān)。因此，由于生產(chǎn)廠家不同，設(shè)計參數(shù)不同，生產(chǎn)工藝不同，國內(nèi)外廠家生產(chǎn)的相同額定電壓，額定電流的快速熔斷器，卻有著不同的I²t_F值。如西安西整熔斷器廠生產(chǎn)的1000V，6000A快速熔斷器老產(chǎn)品的I²t_F值為76×10⁶A²s，而該企業(yè)的新產(chǎn)品RS-1000V/6000AP115SS型快速熔斷器（1000V、6000A）的I²t_F值為55×10⁶A₂s，二者相差38％。因此，在設(shè)計大功率整流器時，對于具有相同電壓和電流的快速熔斷器應優(yōu)先選用I²t_F值較小的。

按上所述，針對圖1中的大功率整流器選用快速熔斷器時，應選用I²t_F值為40×10⁶A²s，與ZP4800V/4500A整流管的I²t_D相比，后者I²t_D值為30×10⁶A²s，尚小于前者，但相差不大。由于橋臂上有四只整流管并聯(lián)工作，這樣選用快速熔斷器是合理的，并且是可靠的。

2.4 分斷能力的核算

大功率整流器的整流變壓器容量大，當變壓器閥側(cè)橋臂短路時，短路電流相當大，整流器或直流電源系統(tǒng)設(shè)計時應計算橋臂短路電流值與直流側(cè)短路電流值。被選用快速熔斷器的分斷能力應大于可能流過故障支路熔斷器的最大短路電流值，否則快速熔斷器在分斷短路電流時可能會發(fā)生瓷套炸裂、噴弧、甚至燒損整流器等現(xiàn)象。

文獻[3]曾對圖1所示整流電路的橋臂短路電流進行過計算，流過橋臂故障整流管的穩(wěn)態(tài)短路電流有效值I_bD=186kA，直流側(cè)短路時，短路電流平均值I_bDp1=100.12kA。

在數(shù)臺整流器并聯(lián)的直流電源系統(tǒng)中，對三相橋式電路的橋臂熔斷器核算其分斷短路電流值時，可以計算整流變壓器閥側(cè)短路的穩(wěn)態(tài)電流有效值。但對雙反星型電路的整流器來說，流過故障橋臂熔斷器的短路電流除上述變壓器閥側(cè)短路的交流分量外，尚包含其余并聯(lián)整流器輸入的直流電流分量，這時，快速熔斷器應有更高的分斷能力。過去國產(chǎn)快速熔斷器的分斷能力為50、70、100kA數(shù)種，已不能適應大功率整流器配套的需要。目前，西安西整熔斷器廠已研制成功RS4（H）系列高分斷能力的快速熔斷器，經(jīng)國際著名試驗站試驗，其分斷能力達到230kA（有效值），可滿足大功率整流器配套的需要。

2.5 燃弧峰值電壓

快速熔斷器分斷時，其斷口產(chǎn)生的過電壓為熔斷器工作電壓的2～2.5倍，為此要防止正常的半導體器件受到損害。

3 結(jié)語

快速熔斷器的選型應綜合考慮額定電壓U_NF、額定電流I_NF、最大熔斷I²t值、分斷能力等參數(shù)，以做出最佳選擇。