电热合金的电阻温度系数是正的,温度越低电阻越小。铁铬铝从室温升到 1200℃,电阻率从 1.40 涨到 1.67 μΩ·m,涨了 19%。反过来,冷态合闸时电阻只有热态的 84% 左右,电流就比稳态高 19%。
看起来不多,但合闸瞬间还有变压器的励磁涌流,两者叠加,第一周波的峰值电流可以到稳态的 3 到 5 倍。这个冲击对元件和接触器都是负担。
| 方法 | 原理 | 优点 | 代价 |
|---|---|---|---|
| 软启动器 | 逐步升高电压 | 冲击最小 | 增加成本,占柜内空间 |
| 分段合闸 | 先合一组再合其余 | 改造成本低 | 控制逻辑复杂 |
| 变压器低档启动 | 从低档起再升档 | 不需要额外设备 | 升温速度慢 |
功率小于 30 kW 的炉子,冲击电流影响有限,接触器选型时把电流档位放大一档就行。功率超过 100 kW、或者元件是细丝(φ0.5 mm 以下)的,必须做软启动或者分段合闸,否则元件端部会因为电动力振动而疲劳断裂。
细丝元件还有一个特殊问题:合闸瞬间的电磁力会让相邻的丝互相吸,间距小的位置会碰在一起。这也是为什么细丝元件要求间距不能太小。