新型全絕緣噴射式熔斷器的研究應(yīng)用

吳智剛++沈偉偉++胡偉源++王偉++沈圣煒++朱旭東

摘 要：新型全絕緣高壓噴射式熔斷器是廣泛應(yīng)用在10 kV架空配電開關(guān)柜的保護(hù)和開關(guān)設(shè)備，目前廣泛采用的跌落式熔斷器具有觸頭裸露、絕緣水平低、拉合操作有一定危險性等弊端?；诖搜邪l(fā)適用于國內(nèi)要求的熔斷器，將絕緣防護(hù)性能和操作安全性均較常規(guī)的熔斷器有較大改進(jìn)，并按國內(nèi)要求大幅提高了開斷能力和耐壓水平，可以拉合負(fù)荷電流，結(jié)合實際要求提出了全面的試驗標(biāo)準(zhǔn)，并成功地通過試驗掛網(wǎng)運行。

關(guān)鍵詞：噴射式 全絕緣熔斷器 配電變壓器 10kV線路絕緣化

中圖分類號：TM563 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（a）-0133-02

熔斷器作為一個線路保護(hù)裝置（開關(guān)設(shè)備），現(xiàn)普遍用于10 kW變壓器的一次側(cè)、支線、進(jìn)出線處，一直是性價比高的首選。架空配電線路使用的熔斷器是以跌落式為主，并非全絕緣性裝置。缺陷是觸頭暴露，容易產(chǎn)生故障，容易污染，情況嚴(yán)重者容易脫落，風(fēng)險大。本文就此在全絕緣方面研究了一下解決辦法，現(xiàn)總結(jié)如下。

針對上述問題，本次旨在研發(fā)的新型全絕緣高壓噴射式熔斷器是一種全密封型的設(shè)備，它需要具有以下特點。

（1）抗污性能良好，能夠在相當(dāng)于三級污穢的環(huán)境中使用；（2）能夠滿足處理短路容量最大值為8kA的開斷能力，基本上可以滿足國內(nèi)架空配網(wǎng)中的柱上變壓器（500 kVA以下）保護(hù)使用。

從而以滿足國內(nèi)配電網(wǎng)全絕緣化水平的要求。

1 開發(fā)背景

目前國內(nèi)熔斷器主流產(chǎn)品為跌落式熔斷器。具有結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，適用范圍廣泛等特點。但由于非全絕緣結(jié)構(gòu)，存在著以下方面的不足之處。

（1）絕緣性能不高，因此容易由于下雨、受潮等環(huán)境因素致使電極銹死，造成不能開斷的不良后果；（2）熔絲管被雨淋受潮加強日照后可能發(fā)生膨脹，造成熔絲被拉斷，造成意外停電，這些都使熔斷器極易損壞，影響其安全使用壽命；（3）由于傳統(tǒng)熔斷器的充電部位不完全密封，在粉塵、鹽污等條件惡劣的沿江、沿海及工業(yè)園等地區(qū)，電極易發(fā)生腐蝕、銹死等損壞，耐候性很差；（4）操作風(fēng)險大，對操作工人要求高，在風(fēng)、雨等惡劣天氣不能進(jìn)行操作等缺點。

新型全絕緣高壓噴射式熔斷器是采用熔體安裝在絕緣瓷體內(nèi)部，屬完全密封的結(jié)構(gòu)。可以解決跌落式熔斷器的缺點。其工作原理是利用熔體自身熔斷，形成電弧，然后在電弧高溫作用下，將滅弧管內(nèi)的產(chǎn)氣材料氣化產(chǎn)生大量氣體，再依靠此氣體在電流過零時將電弧吹滅，并將熔管退出絕緣體外，形成電路開斷，切除故障段線路或者故障設(shè)備，達(dá)到保護(hù)其它非故障線路或設(shè)備的目的。

上下觸頭電極以及熔絲熔管均在絕緣瓷套內(nèi)部，并且上下引出線與絕緣體處于完全密封狀態(tài)，能適應(yīng)在鹽污嚴(yán)重或風(fēng)沙等環(huán)境惡劣的地區(qū)使用，耐鹽污性能具有等價鹽分附著量0.35 mg/cm2以上水平，提高了產(chǎn)品壽命降低設(shè)備故障率和設(shè)備維護(hù)工作量，提高線路絕緣化水平。

2 原理及研發(fā)改進(jìn)

2.1 工作原理及構(gòu)造

新型全絕緣高壓噴射式熔斷器通過熔斷熔體本身而形成電弧，之后利用電弧的高溫氣化滅弧管內(nèi)的特殊材料，這樣形成大量氣體，電流如果過零，那么該氣體將會吹滅電弧，再利用彈簧推活動部分的熔管至熔斷器之外，這樣就會出現(xiàn)電氣斷口，這樣就可以將故障段線路或者故障設(shè)備與電路之間開斷。

同時由于采用狹縫滅弧方式，電弧在消弧棒和消弧管之間的狹縫中延伸，電弧的電阻增大，消弧棒、消弧管會產(chǎn)生滅弧性氣體吹滅電弧，可以熄滅負(fù)荷電流。

另外，可以通過熔斷器的操作決定內(nèi)部結(jié)構(gòu)：如何設(shè)計電機的上下級結(jié)構(gòu)，計算校核其載流能力以及短路電動力；設(shè)計固定電機的結(jié)構(gòu)；如何選擇進(jìn)出線引線以及怎么樣固定；如何防水密封；如何外部絕緣；如何固定以及安裝熔管；如何設(shè)計操作桿等方面?；ò晔接|頭的設(shè)計能更好的確保熔筒的穩(wěn)定性。

其整體外形如圖1所示。

2.2 結(jié)構(gòu)改進(jìn)

（1）電流的開端能力要提高：密封性熔斷器電流的開斷能力要根據(jù)現(xiàn)階段配網(wǎng)的載流量、短路容量、線路參數(shù)來計算線路短路電流的分布規(guī)律，在考慮其經(jīng)濟性，確定其開斷電流能力。在產(chǎn)品形式上，按額定電壓等級10 kV開斷短路電流8kA來設(shè)計，滿足約90%的相間短路時的開斷能力。對載熔件產(chǎn)氣滅弧材料進(jìn)行重新計算后改進(jìn)了開斷材料，并重新計算力學(xué)強度后對內(nèi)部結(jié)構(gòu)也進(jìn)行重新設(shè)計，提高了開斷電流的能力。（2）改進(jìn)花瓣式電極觸頭抓力并對電極表面進(jìn)行特殊鍍銀處理，保證載熔件在開斷噴出過程中的機械穩(wěn)定性，而且能承受更大電流，不易燒損。（3）增加外絕緣爬距：經(jīng)過改進(jìn)后本產(chǎn)品的實際爬距（沿紅線）：從下端子絕緣頭開始固定金具抱箍的距離（A→C→D）為290 mm，附加100 mm絕緣電纜；無底蓋場合，從內(nèi)下部電極到抱箍的距離（B→C→D）為430 mm，即使無底部封蓋，也基本滿足三級污穢的要求（320 mm～380 mm）。（如圖1所示）。（4）斷口、相對地的工頻耐壓分別滿足48kV、42kV、42kV的標(biāo)準(zhǔn)。（5）根據(jù)國內(nèi)操作習(xí)慣，密封底蓋改進(jìn)為無繩化結(jié)構(gòu)；對于8 mm2的引線與35 mm2直徑電纜連接采用了壓接端子螺栓接線方式，并為此開發(fā)了新型的變徑冷縮管作為端子絕緣封接材料。

3 相關(guān)試驗

第一部分：結(jié)合國標(biāo)、行標(biāo)，研究確定了以下基本試驗標(biāo)準(zhǔn)。

（1）溫升試驗；（2）機械穩(wěn)定性試驗；（3）熔斷件機械穩(wěn)定性試驗，包括靜態(tài)試驗和動態(tài)試驗；（4）開合負(fù)荷電流試驗；（5）工頻耐壓試驗，按干燥和注水狀態(tài)下試驗；（6）雷電沖擊耐壓試驗：雷電沖擊耐壓試驗按要求施加正負(fù)標(biāo)準(zhǔn)波形1.2/50μs的雷電沖擊電壓各15次，進(jìn)行雷電沖擊耐壓試驗時，不發(fā)生閃絡(luò)；7）開斷試驗：試驗回路接線按照DL/T 640-1997戶外交流高壓跌落式熔斷器及熔斷件訂貨技術(shù)條件要求。按照額定0.7～0.8倍、0.2～0.3倍開斷電流400～500A、2.7～3.3倍最小熔絲額定電流共18種方式進(jìn)行完全開斷試驗，試驗結(jié)束后進(jìn)行溫升和工頻耐壓試驗，滿足相應(yīng)要求。[1]

第二部分，根據(jù)該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點和使用條件要求，研究確定了以下試驗標(biāo)準(zhǔn)。

（1）冷熱性能試驗：冷熱性能：在冷水溫度0～10 ℃，熱水溫度90 ℃～100 ℃下30分鐘為1個周期，各進(jìn)行3個周期試驗。試驗結(jié)束，各個部位沒有異常，絕緣電阻測試沒有異常；[2]（2）鍍鋅性能試驗：引用標(biāo)準(zhǔn)JIS H0401-2007熔融鍍鋅試驗方法實施；（3）引出線結(jié)合部性能試驗：試驗方法旋轉(zhuǎn)次數(shù)為20次；（4）老化試驗；（5）局放特性：按GB/T 7354-2003局部放電測量進(jìn)行試驗。在相對地電壓7（12/）kV時，局部放電量應(yīng)小于10pC。[4]

4 結(jié)論

由于傳統(tǒng)的跌落式熔斷器造成線路停電事故多發(fā)，在線路停電時，往往造成上萬戶居民停電，以及線路所帶的工、商業(yè)企業(yè)停電，影響城市運行、影響正常的生產(chǎn)生活秩序。更換為新型全絕緣高壓噴射式熔斷器，將在較大程度上提高供電可靠性，減少對用戶的影響，社會效益是巨大的。

經(jīng)過對產(chǎn)品的升級研發(fā)，以及對產(chǎn)品的實際操作的可行性上的研究，使得本產(chǎn)品已經(jīng)基本上滿足了國內(nèi)10 kV電網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范和操作上可行性，為今后提高我國配電網(wǎng)絕緣化程度和供電可靠性提供了一個嶄新的解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 引用標(biāo)準(zhǔn)GB/T15166.3-2008高壓熔斷器第3部分：噴射式熔斷器（其中d.開合試驗引用DL/T640-1997戶外交流高壓跌落式熔斷器及熔斷訂貨技術(shù)條件）[M].

[2] JIS C3801-1-1999電瓷絕緣子試驗方法-第1部：架空線路用電瓷絕緣子.

[3] 引用標(biāo)準(zhǔn)JIS H0401-2007熔融鍍鋅試驗方法[Z].

[4] GB/7354-2003，局部放電測量實施[S].endprint

摘 要：新型全絕緣高壓噴射式熔斷器是廣泛應(yīng)用在10 kV架空配電開關(guān)柜的保護(hù)和開關(guān)設(shè)備，目前廣泛采用的跌落式熔斷器具有觸頭裸露、絕緣水平低、拉合操作有一定危險性等弊端。基于此研發(fā)適用于國內(nèi)要求的熔斷器，將絕緣防護(hù)性能和操作安全性均較常規(guī)的熔斷器有較大改進(jìn)，并按國內(nèi)要求大幅提高了開斷能力和耐壓水平，可以拉合負(fù)荷電流，結(jié)合實際要求提出了全面的試驗標(biāo)準(zhǔn)，并成功地通過試驗掛網(wǎng)運行。

關(guān)鍵詞：噴射式 全絕緣熔斷器 配電變壓器 10kV線路絕緣化

中圖分類號：TM563 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（a）-0133-02

熔斷器作為一個線路保護(hù)裝置（開關(guān)設(shè)備），現(xiàn)普遍用于10 kW變壓器的一次側(cè)、支線、進(jìn)出線處，一直是性價比高的首選。架空配電線路使用的熔斷器是以跌落式為主，并非全絕緣性裝置。缺陷是觸頭暴露，容易產(chǎn)生故障，容易污染，情況嚴(yán)重者容易脫落，風(fēng)險大。本文就此在全絕緣方面研究了一下解決辦法，現(xiàn)總結(jié)如下。

針對上述問題，本次旨在研發(fā)的新型全絕緣高壓噴射式熔斷器是一種全密封型的設(shè)備，它需要具有以下特點。

（1）抗污性能良好，能夠在相當(dāng)于三級污穢的環(huán)境中使用；（2）能夠滿足處理短路容量最大值為8kA的開斷能力，基本上可以滿足國內(nèi)架空配網(wǎng)中的柱上變壓器（500 kVA以下）保護(hù)使用。

從而以滿足國內(nèi)配電網(wǎng)全絕緣化水平的要求。

1 開發(fā)背景

目前國內(nèi)熔斷器主流產(chǎn)品為跌落式熔斷器。具有結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，適用范圍廣泛等特點。但由于非全絕緣結(jié)構(gòu)，存在著以下方面的不足之處。

（1）絕緣性能不高，因此容易由于下雨、受潮等環(huán)境因素致使電極銹死，造成不能開斷的不良后果；（2）熔絲管被雨淋受潮加強日照后可能發(fā)生膨脹，造成熔絲被拉斷，造成意外停電，這些都使熔斷器極易損壞，影響其安全使用壽命；（3）由于傳統(tǒng)熔斷器的充電部位不完全密封，在粉塵、鹽污等條件惡劣的沿江、沿海及工業(yè)園等地區(qū)，電極易發(fā)生腐蝕、銹死等損壞，耐候性很差；（4）操作風(fēng)險大，對操作工人要求高，在風(fēng)、雨等惡劣天氣不能進(jìn)行操作等缺點。

新型全絕緣高壓噴射式熔斷器是采用熔體安裝在絕緣瓷體內(nèi)部，屬完全密封的結(jié)構(gòu)?？梢越鉀Q跌落式熔斷器的缺點。其工作原理是利用熔體自身熔斷，形成電弧，然后在電弧高溫作用下，將滅弧管內(nèi)的產(chǎn)氣材料氣化產(chǎn)生大量氣體，再依靠此氣體在電流過零時將電弧吹滅，并將熔管退出絕緣體外，形成電路開斷，切除故障段線路或者故障設(shè)備，達(dá)到保護(hù)其它非故障線路或設(shè)備的目的。

上下觸頭電極以及熔絲熔管均在絕緣瓷套內(nèi)部，并且上下引出線與絕緣體處于完全密封狀態(tài)，能適應(yīng)在鹽污嚴(yán)重或風(fēng)沙等環(huán)境惡劣的地區(qū)使用，耐鹽污性能具有等價鹽分附著量0.35 mg/cm2以上水平，提高了產(chǎn)品壽命降低設(shè)備故障率和設(shè)備維護(hù)工作量，提高線路絕緣化水平。

2 原理及研發(fā)改進(jìn)

2.1 工作原理及構(gòu)造

新型全絕緣高壓噴射式熔斷器通過熔斷熔體本身而形成電弧，之后利用電弧的高溫氣化滅弧管內(nèi)的特殊材料，這樣形成大量氣體，電流如果過零，那么該氣體將會吹滅電弧，再利用彈簧推活動部分的熔管至熔斷器之外，這樣就會出現(xiàn)電氣斷口，這樣就可以將故障段線路或者故障設(shè)備與電路之間開斷。

同時由于采用狹縫滅弧方式，電弧在消弧棒和消弧管之間的狹縫中延伸，電弧的電阻增大，消弧棒、消弧管會產(chǎn)生滅弧性氣體吹滅電弧，可以熄滅負(fù)荷電流。

另外，可以通過熔斷器的操作決定內(nèi)部結(jié)構(gòu)：如何設(shè)計電機的上下級結(jié)構(gòu)，計算校核其載流能力以及短路電動力；設(shè)計固定電機的結(jié)構(gòu)；如何選擇進(jìn)出線引線以及怎么樣固定；如何防水密封；如何外部絕緣；如何固定以及安裝熔管；如何設(shè)計操作桿等方面?；ò晔接|頭的設(shè)計能更好的確保熔筒的穩(wěn)定性。

其整體外形如圖1所示。

2.2 結(jié)構(gòu)改進(jìn)

（1）電流的開端能力要提高：密封性熔斷器電流的開斷能力要根據(jù)現(xiàn)階段配網(wǎng)的載流量、短路容量、線路參數(shù)來計算線路短路電流的分布規(guī)律，在考慮其經(jīng)濟性，確定其開斷電流能力。在產(chǎn)品形式上，按額定電壓等級10 kV開斷短路電流8kA來設(shè)計，滿足約90%的相間短路時的開斷能力。對載熔件產(chǎn)氣滅弧材料進(jìn)行重新計算后改進(jìn)了開斷材料，并重新計算力學(xué)強度后對內(nèi)部結(jié)構(gòu)也進(jìn)行重新設(shè)計，提高了開斷電流的能力。（2）改進(jìn)花瓣式電極觸頭抓力并對電極表面進(jìn)行特殊鍍銀處理，保證載熔件在開斷噴出過程中的機械穩(wěn)定性，而且能承受更大電流，不易燒損。（3）增加外絕緣爬距：經(jīng)過改進(jìn)后本產(chǎn)品的實際爬距（沿紅線）：從下端子絕緣頭開始固定金具抱箍的距離（A→C→D）為290 mm，附加100 mm絕緣電纜；無底蓋場合，從內(nèi)下部電極到抱箍的距離（B→C→D）為430 mm，即使無底部封蓋，也基本滿足三級污穢的要求（320 mm～380 mm）。（如圖1所示）。（4）斷口、相對地的工頻耐壓分別滿足48kV、42kV、42kV的標(biāo)準(zhǔn)。（5）根據(jù)國內(nèi)操作習(xí)慣，密封底蓋改進(jìn)為無繩化結(jié)構(gòu)；對于8 mm2的引線與35 mm2直徑電纜連接采用了壓接端子螺栓接線方式，并為此開發(fā)了新型的變徑冷縮管作為端子絕緣封接材料。

3 相關(guān)試驗

第一部分：結(jié)合國標(biāo)、行標(biāo)，研究確定了以下基本試驗標(biāo)準(zhǔn)。

（1）溫升試驗；（2）機械穩(wěn)定性試驗；（3）熔斷件機械穩(wěn)定性試驗，包括靜態(tài)試驗和動態(tài)試驗；（4）開合負(fù)荷電流試驗；（5）工頻耐壓試驗，按干燥和注水狀態(tài)下試驗；（6）雷電沖擊耐壓試驗：雷電沖擊耐壓試驗按要求施加正負(fù)標(biāo)準(zhǔn)波形1.2/50μs的雷電沖擊電壓各15次，進(jìn)行雷電沖擊耐壓試驗時，不發(fā)生閃絡(luò)；7）開斷試驗：試驗回路接線按照DL/T 640-1997戶外交流高壓跌落式熔斷器及熔斷件訂貨技術(shù)條件要求。按照額定0.7～0.8倍、0.2～0.3倍開斷電流400～500A、2.7～3.3倍最小熔絲額定電流共18種方式進(jìn)行完全開斷試驗，試驗結(jié)束后進(jìn)行溫升和工頻耐壓試驗，滿足相應(yīng)要求。[1]

第二部分，根據(jù)該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點和使用條件要求，研究確定了以下試驗標(biāo)準(zhǔn)。

（1）冷熱性能試驗：冷熱性能：在冷水溫度0～10 ℃，熱水溫度90 ℃～100 ℃下30分鐘為1個周期，各進(jìn)行3個周期試驗。試驗結(jié)束，各個部位沒有異常，絕緣電阻測試沒有異常；[2]（2）鍍鋅性能試驗：引用標(biāo)準(zhǔn)JIS H0401-2007熔融鍍鋅試驗方法實施；（3）引出線結(jié)合部性能試驗：試驗方法旋轉(zhuǎn)次數(shù)為20次；（4）老化試驗；（5）局放特性：按GB/T 7354-2003局部放電測量進(jìn)行試驗。在相對地電壓7（12/）kV時，局部放電量應(yīng)小于10pC。[4]

4 結(jié)論

由于傳統(tǒng)的跌落式熔斷器造成線路停電事故多發(fā)，在線路停電時，往往造成上萬戶居民停電，以及線路所帶的工、商業(yè)企業(yè)停電，影響城市運行、影響正常的生產(chǎn)生活秩序。更換為新型全絕緣高壓噴射式熔斷器，將在較大程度上提高供電可靠性，減少對用戶的影響，社會效益是巨大的。

經(jīng)過對產(chǎn)品的升級研發(fā)，以及對產(chǎn)品的實際操作的可行性上的研究，使得本產(chǎn)品已經(jīng)基本上滿足了國內(nèi)10 kV電網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范和操作上可行性，為今后提高我國配電網(wǎng)絕緣化程度和供電可靠性提供了一個嶄新的解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 引用標(biāo)準(zhǔn)GB/T15166.3-2008高壓熔斷器第3部分：噴射式熔斷器（其中d.開合試驗引用DL/T640-1997戶外交流高壓跌落式熔斷器及熔斷訂貨技術(shù)條件）[M].

[2] JIS C3801-1-1999電瓷絕緣子試驗方法-第1部：架空線路用電瓷絕緣子.

[3] 引用標(biāo)準(zhǔn)JIS H0401-2007熔融鍍鋅試驗方法[Z].

[4] GB/7354-2003，局部放電測量實施[S].endprint

摘 要：新型全絕緣高壓噴射式熔斷器是廣泛應(yīng)用在10 kV架空配電開關(guān)柜的保護(hù)和開關(guān)設(shè)備，目前廣泛采用的跌落式熔斷器具有觸頭裸露、絕緣水平低、拉合操作有一定危險性等弊端?；诖搜邪l(fā)適用于國內(nèi)要求的熔斷器，將絕緣防護(hù)性能和操作安全性均較常規(guī)的熔斷器有較大改進(jìn)，并按國內(nèi)要求大幅提高了開斷能力和耐壓水平，可以拉合負(fù)荷電流，結(jié)合實際要求提出了全面的試驗標(biāo)準(zhǔn)，并成功地通過試驗掛網(wǎng)運行。

關(guān)鍵詞：噴射式 全絕緣熔斷器 配電變壓器 10kV線路絕緣化

中圖分類號：TM563 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（a）-0133-02

熔斷器作為一個線路保護(hù)裝置（開關(guān)設(shè)備），現(xiàn)普遍用于10 kW變壓器的一次側(cè)、支線、進(jìn)出線處，一直是性價比高的首選。架空配電線路使用的熔斷器是以跌落式為主，并非全絕緣性裝置。缺陷是觸頭暴露，容易產(chǎn)生故障，容易污染，情況嚴(yán)重者容易脫落，風(fēng)險大。本文就此在全絕緣方面研究了一下解決辦法，現(xiàn)總結(jié)如下。

針對上述問題，本次旨在研發(fā)的新型全絕緣高壓噴射式熔斷器是一種全密封型的設(shè)備，它需要具有以下特點。

（1）抗污性能良好，能夠在相當(dāng)于三級污穢的環(huán)境中使用；（2）能夠滿足處理短路容量最大值為8kA的開斷能力，基本上可以滿足國內(nèi)架空配網(wǎng)中的柱上變壓器（500 kVA以下）保護(hù)使用。

從而以滿足國內(nèi)配電網(wǎng)全絕緣化水平的要求。

1 開發(fā)背景

目前國內(nèi)熔斷器主流產(chǎn)品為跌落式熔斷器。具有結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，適用范圍廣泛等特點。但由于非全絕緣結(jié)構(gòu)，存在著以下方面的不足之處。

（1）絕緣性能不高，因此容易由于下雨、受潮等環(huán)境因素致使電極銹死，造成不能開斷的不良后果；（2）熔絲管被雨淋受潮加強日照后可能發(fā)生膨脹，造成熔絲被拉斷，造成意外停電，這些都使熔斷器極易損壞，影響其安全使用壽命；（3）由于傳統(tǒng)熔斷器的充電部位不完全密封，在粉塵、鹽污等條件惡劣的沿江、沿海及工業(yè)園等地區(qū)，電極易發(fā)生腐蝕、銹死等損壞，耐候性很差；（4）操作風(fēng)險大，對操作工人要求高，在風(fēng)、雨等惡劣天氣不能進(jìn)行操作等缺點。

新型全絕緣高壓噴射式熔斷器是采用熔體安裝在絕緣瓷體內(nèi)部，屬完全密封的結(jié)構(gòu)。可以解決跌落式熔斷器的缺點。其工作原理是利用熔體自身熔斷，形成電弧，然后在電弧高溫作用下，將滅弧管內(nèi)的產(chǎn)氣材料氣化產(chǎn)生大量氣體，再依靠此氣體在電流過零時將電弧吹滅，并將熔管退出絕緣體外，形成電路開斷，切除故障段線路或者故障設(shè)備，達(dá)到保護(hù)其它非故障線路或設(shè)備的目的。

上下觸頭電極以及熔絲熔管均在絕緣瓷套內(nèi)部，并且上下引出線與絕緣體處于完全密封狀態(tài)，能適應(yīng)在鹽污嚴(yán)重或風(fēng)沙等環(huán)境惡劣的地區(qū)使用，耐鹽污性能具有等價鹽分附著量0.35 mg/cm2以上水平，提高了產(chǎn)品壽命降低設(shè)備故障率和設(shè)備維護(hù)工作量，提高線路絕緣化水平。

2 原理及研發(fā)改進(jìn)

2.1 工作原理及構(gòu)造

新型全絕緣高壓噴射式熔斷器通過熔斷熔體本身而形成電弧，之后利用電弧的高溫氣化滅弧管內(nèi)的特殊材料，這樣形成大量氣體，電流如果過零，那么該氣體將會吹滅電弧，再利用彈簧推活動部分的熔管至熔斷器之外，這樣就會出現(xiàn)電氣斷口，這樣就可以將故障段線路或者故障設(shè)備與電路之間開斷。

同時由于采用狹縫滅弧方式，電弧在消弧棒和消弧管之間的狹縫中延伸，電弧的電阻增大，消弧棒、消弧管會產(chǎn)生滅弧性氣體吹滅電弧，可以熄滅負(fù)荷電流。

另外，可以通過熔斷器的操作決定內(nèi)部結(jié)構(gòu)：如何設(shè)計電機的上下級結(jié)構(gòu)，計算校核其載流能力以及短路電動力；設(shè)計固定電機的結(jié)構(gòu)；如何選擇進(jìn)出線引線以及怎么樣固定；如何防水密封；如何外部絕緣；如何固定以及安裝熔管；如何設(shè)計操作桿等方面?；ò晔接|頭的設(shè)計能更好的確保熔筒的穩(wěn)定性。

其整體外形如圖1所示。

2.2 結(jié)構(gòu)改進(jìn)

（1）電流的開端能力要提高：密封性熔斷器電流的開斷能力要根據(jù)現(xiàn)階段配網(wǎng)的載流量、短路容量、線路參數(shù)來計算線路短路電流的分布規(guī)律，在考慮其經(jīng)濟性，確定其開斷電流能力。在產(chǎn)品形式上，按額定電壓等級10 kV開斷短路電流8kA來設(shè)計，滿足約90%的相間短路時的開斷能力。對載熔件產(chǎn)氣滅弧材料進(jìn)行重新計算后改進(jìn)了開斷材料，并重新計算力學(xué)強度后對內(nèi)部結(jié)構(gòu)也進(jìn)行重新設(shè)計，提高了開斷電流的能力。（2）改進(jìn)花瓣式電極觸頭抓力并對電極表面進(jìn)行特殊鍍銀處理，保證載熔件在開斷噴出過程中的機械穩(wěn)定性，而且能承受更大電流，不易燒損。（3）增加外絕緣爬距：經(jīng)過改進(jìn)后本產(chǎn)品的實際爬距（沿紅線）：從下端子絕緣頭開始固定金具抱箍的距離（A→C→D）為290 mm，附加100 mm絕緣電纜；無底蓋場合，從內(nèi)下部電極到抱箍的距離（B→C→D）為430 mm，即使無底部封蓋，也基本滿足三級污穢的要求（320 mm～380 mm）。（如圖1所示）。（4）斷口、相對地的工頻耐壓分別滿足48kV、42kV、42kV的標(biāo)準(zhǔn)。（5）根據(jù)國內(nèi)操作習(xí)慣，密封底蓋改進(jìn)為無繩化結(jié)構(gòu)；對于8 mm2的引線與35 mm2直徑電纜連接采用了壓接端子螺栓接線方式，并為此開發(fā)了新型的變徑冷縮管作為端子絕緣封接材料。

3 相關(guān)試驗

第一部分：結(jié)合國標(biāo)、行標(biāo)，研究確定了以下基本試驗標(biāo)準(zhǔn)。

（1）溫升試驗；（2）機械穩(wěn)定性試驗；（3）熔斷件機械穩(wěn)定性試驗，包括靜態(tài)試驗和動態(tài)試驗；（4）開合負(fù)荷電流試驗；（5）工頻耐壓試驗，按干燥和注水狀態(tài)下試驗；（6）雷電沖擊耐壓試驗：雷電沖擊耐壓試驗按要求施加正負(fù)標(biāo)準(zhǔn)波形1.2/50μs的雷電沖擊電壓各15次，進(jìn)行雷電沖擊耐壓試驗時，不發(fā)生閃絡(luò)；7）開斷試驗：試驗回路接線按照DL/T 640-1997戶外交流高壓跌落式熔斷器及熔斷件訂貨技術(shù)條件要求。按照額定0.7～0.8倍、0.2～0.3倍開斷電流400～500A、2.7～3.3倍最小熔絲額定電流共18種方式進(jìn)行完全開斷試驗，試驗結(jié)束后進(jìn)行溫升和工頻耐壓試驗，滿足相應(yīng)要求。[1]

第二部分，根據(jù)該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點和使用條件要求，研究確定了以下試驗標(biāo)準(zhǔn)。

（1）冷熱性能試驗：冷熱性能：在冷水溫度0～10 ℃，熱水溫度90 ℃～100 ℃下30分鐘為1個周期，各進(jìn)行3個周期試驗。試驗結(jié)束，各個部位沒有異常，絕緣電阻測試沒有異常；[2]（2）鍍鋅性能試驗：引用標(biāo)準(zhǔn)JIS H0401-2007熔融鍍鋅試驗方法實施；（3）引出線結(jié)合部性能試驗：試驗方法旋轉(zhuǎn)次數(shù)為20次；（4）老化試驗；（5）局放特性：按GB/T 7354-2003局部放電測量進(jìn)行試驗。在相對地電壓7（12/）kV時，局部放電量應(yīng)小于10pC。[4]

4 結(jié)論

由于傳統(tǒng)的跌落式熔斷器造成線路停電事故多發(fā)，在線路停電時，往往造成上萬戶居民停電，以及線路所帶的工、商業(yè)企業(yè)停電，影響城市運行、影響正常的生產(chǎn)生活秩序。更換為新型全絕緣高壓噴射式熔斷器，將在較大程度上提高供電可靠性，減少對用戶的影響，社會效益是巨大的。

經(jīng)過對產(chǎn)品的升級研發(fā)，以及對產(chǎn)品的實際操作的可行性上的研究，使得本產(chǎn)品已經(jīng)基本上滿足了國內(nèi)10 kV電網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范和操作上可行性，為今后提高我國配電網(wǎng)絕緣化程度和供電可靠性提供了一個嶄新的解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 引用標(biāo)準(zhǔn)GB/T15166.3-2008高壓熔斷器第3部分：噴射式熔斷器（其中d.開合試驗引用DL/T640-1997戶外交流高壓跌落式熔斷器及熔斷訂貨技術(shù)條件）[M].

[2] JIS C3801-1-1999電瓷絕緣子試驗方法-第1部：架空線路用電瓷絕緣子.

[3] 引用標(biāo)準(zhǔn)JIS H0401-2007熔融鍍鋅試驗方法[Z].

[4] GB/7354-2003，局部放電測量實施[S].endprint