基本介紹
- 中文名：限流器
- 外文名：current limiter
- 別稱：鎮流器
- 釋義：特別用於限制電流的裝置
概念描述,特點,優點,缺點,作用,工作原理,套用,超導限流器,超導限流器的背景,
概念描述
固定電阻也可以用做分壓器或限流器
電感器也可以用做分壓器或限流器
特點
實用新型結構簡單，能夠滿足大功率的阻流要求，也非常容易滿足各種電路的不同的阻流要求，可以阻止超額定電流的電流流過負載，保證了用電電器不會在超額定電流的狀態下工作，因此，可以有效的保護用電器的安全，延長電器的使用壽命。
優點
1.動作速度快，反應時間小於20ms（在一個電力周波內）；
2.可在電力系統故障時自動觸發；能將短路電流減少一半以上；
3.故障線路被斷路器開斷後，能快速自動復位並在幾秒之內多次動作，以配合重合閘；
4.正常運行時，功耗應接近於零，最大不能高於輸送功率的0.25%；
5.可靠性應高於與其同時運行的斷路器。
缺點
1.正常運行時功耗大；
2.動作反應慢；
3.對電網的穩定性有一定影響。
作用
鎮流器又叫限流器、扼流圈，是一個自感係數很大的鐵心線圈 。其作用有兩個：一是在日光燈啟動時它產生一個很高的感應電壓，與電源電壓疊加後使燈管點燃；二是燈管工作時限制通過燈管的電流，避免電流過大而燒毀燈絲。
工作原理
限流器（英文縮寫CL）是利用可導材料的導態––正常態（S–N）轉變特性及一些輔助部件，線上路出現故障時產生一個適當的阻抗來實現限流。當故障線路被斷開或故障消失後，限流器自動復位。限流器可在高電位運行，正常運行時表現為零阻抗或極小阻抗，幾乎無損耗地通過額定電流；故障時可在幾毫秒內作出反應，根據需要把短路電流限制在額定電流的兩倍左右。觸發、復位均自動，限流效果顯著，實現了取樣、檢測、觸發、限流、復位一體化。
根據限流方式，限流器可分為電阻（R）型、電抗（L）型和R+jwL型。
電阻型限流器的原理最簡單。線路正常運行時，流過限流器的交流電流最大值小於臨界電流Ic。出現短路故障時，短路電流超過Ic，限流器失超，線上路中表現為一個電阻，起到限流作用。電抗型限流器主要是利用超導體的S–N轉變改變各個線圈電流的分布，以實現限流功能。正常運行時，限流線圈的磁通被與其耦合的其它線圈的磁通所抵消，表現為低阻抗。發生故障時，超導部件失超，從而改變各線圈電流的分布情況，使限流線圈呈現一個較大阻抗，以實現限流。R型、L型限流器結合在一起，可組成R+jwL型限流器。據日本電氣學會1999年介紹：高電阻R型限流器效果最好，不僅限制故障電流，還提高電網的穩定性。
套用
現有繼電保護措施面臨瓶頸，常規限流器影響電能質量，限流器向現實生產力的轉化顯得非常迫切。從套用範圍來看，限流器可安裝於發電廠、輸電網、變電站等場所。
超導限流器
全稱為超導故障電流限制器（SFCL），主要是利用超導體的超導態，正常態轉變的物理特性，實現對故障短路電流的限制，提高電網的暫態穩定性。
超導限流器的背景
20世紀偉大的科學成就之一就是發現了超導現象和製成了高溫超導材料。在該領域工作的科學家們曾兩度榮獲諾貝爾物理獎。
超導是指某些物質在溫度下降到某一溫度Tc以下時，電阻變為零的現象。Tc稱為該物質的轉變溫度或臨界溫度。具有超導功能的材料，當其溫度T>Tc時，處於正常態，電阻不為零且服從一般的電阻規律；當T<tc時，電阻為零。
處於超導態的物體具有兩個特性：電阻完全為零；完全抗磁性，即超導體內磁感應強度為零。上述特性可穩定保持和重複。這三點是國際上公認的檢驗物體是否超導的準則。
當超導體內通過的電流超過某一數值Ic時，超導體會由超導態變為正常態，Ic則稱為臨界電流。當外磁場強度超過某一數值Hc時，超導現象也會消失，Hc稱為臨界磁場。因此，要使物體處於超導狀態，必須使其溫度、外磁場強度、通過的電流分別在Tc、Hc、Ic以下，任何一個條件不具備，物體就會從超導態變為正常態。這一特性中的Ic成為用超導材料製造限流器的極好條件。
自從1911年荷蘭物理學家昂尼斯發現汞在低溫下的超導現象以來，科學家發現的低溫超導材料已達8000多種。但由於Tc過低，實用價值不大。直到1986年，美國的柏諾茲和繆勒製造出高溫超導材料（中國的趙忠賢等在1987年也製造出臨界溫度為100K的高溫超導化合物），才使超導體有了實用的可能。高、低溫超導材料臨界溫度的分界是77K（–196℃），低於該溫度的超導體用液氦（He）冷卻，高於該溫度的超導體用液氮（N）冷卻。液氦每升3美元、液氮每升6美分，價格相差50倍！高溫超導材料的出現，使製造超導限流器的構想變成了現實。
