10kV跌落式熔斷器故障分析與技術改良

摘要：文章通過工作中的實例，針對10kV跌落式熔斷器運行中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，剖析了其故障“痛病”原因；結合筆者多年的檢修工作經(jīng)驗，提出檢修方法，并對其引入創(chuàng)新技術方法，改良熔斷器結構，提出解決方案，以此提高10kV跌落式熔斷器在實際運行中的可靠性和穩(wěn)定性。

關鍵詞：跌落式熔斷器；設備故障；設備檢修；配網(wǎng)系統(tǒng)；配電變壓器 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM464 文章編號：1009-2374（2017）01-0020-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.010

1 概述

跌落式熔斷器是10kV配網(wǎng)系統(tǒng)中的主要設備之一，其可靠性、安全性、穩(wěn)定性對于供電可靠性尤其重要。10kV跌落式熔斷器被廣泛應用于架空線保護配電變壓器或配電線路，經(jīng)常因跌落式熔斷器未能及時發(fā)揮作用，而造成變壓器燒毀或10kV線路跳閘，因此對跌落式熔斷器的使用必須予以重視。本文通過對多年來收集、統(tǒng)計跌落式熔斷器故障記錄進行分析，參照大量跌落式熔斷器的技術資料，深度剖析故障產(chǎn)生的各種原因，針對性地提出了一套檢修處理方法，并對10kV跌落式熔斷器提出了技術改良。

2 10kV跌落式熔斷器故障原因分析

配電變壓器高壓側廣泛采用10kV跌落式熔斷器進行保護，實踐證明這是一種經(jīng)濟、簡便、有效的方法。10kV跌落式熔斷器作為變壓器本體保護和二次側出線故障的后備保護，當出現(xiàn)故障時能快速有效地起到保護。然而當?shù)涫饺蹟嗥鳟a(chǎn)品設計或質(zhì)量問題及安裝選用熔絲不當時，就會出現(xiàn)故障未及時發(fā)揮作用造成變壓器燒廢或10kV線路跳閘故障。以下是發(fā)生在近期工作中的兩個事件，通過深入剖析加深對10kV跌落式熔斷器的認識與重視。

2.1 事件1

10kV江北線大通公用臺變，低壓母線短路引起跌落式熔管燒廢，10kV路線開關跳閘事件。群眾反映當時臺架發(fā)生爆炸，引起10kV江北線#4塔4T1開關、#43塔43T1開關同時跳閘。通過分析原因，大通公用臺變低壓母線發(fā)生三相短路，10kV跌落式熔斷在熔斷時產(chǎn)生強大的電弧。跌落式熔斷器型號RW3-10，熔管內(nèi)紙筒出現(xiàn)膨脹，內(nèi)壁有皺褶，從而熔體（絲）熔斷后熔絲壓接套卡塞導致電弧未能快速吹滅，大電流下引起強電弧繼而弧光短路，最終線路開關保護跳閘。

2.2 事件2

10kV塘口線北義公用臺變，因跌落式熔絲選用不當及產(chǎn)品設計、質(zhì)量缺陷，引起變壓器燒廢，10kV線路跳閘事件。通過分析原因，跌落式熔絲選用過大，未能快速熔斷保護，導致燒廢變壓，未能快速滅弧，熔管在電弧高溫下點燃燒廢及造成10kV線路開關越級跳閘。

理論推算故障電流可以避開10kV塘口線#69桿69T1開關（400A定值）跳閘?？焖俦Ｗo也可以避免變壓受損，還有熔管的設計缺陷未能快速滅弧，也導致了熔管燒廢。

3 跌落式熔斷器的作用、結構、工作原理和熔絲技術標準

3.1 跌落熔斷器的作用

跌落熔斷器安裝在配電變壓器上，可以作為變壓器本體保護和二次側出線故障的后備保護。故障時能熔斷隔離，并形成一個明顯可見的斷開點，快速隔離故障的同時避免線路越級跳閘，減少停電范圍。

3.2 跌落熔斷器的結構

跌落式熔斷器一般由絕緣子、上下接線端、上靜觸頭、上動觸頭、下支座、熔管等構成。

3.3 跌落式熔斷器的工作原理

3.3.1 在正常運行時將熔絲穿入熔管內(nèi)兩端擰緊。上動觸頭由于熔絲拉緊的張力而垂直于熔絲管向上翹起，用絕緣棒將上動觸頭推入靜觸頭內(nèi)，成閉合狀態(tài)（合閘狀態(tài)）并保持這一狀態(tài)。

3.3.2 當系統(tǒng)發(fā)生故障時，故障電流超過熔體（絲）的額定動作值時，熔體會按其反時限特性熔斷。斷口在熔管內(nèi)產(chǎn)生電弧，電弧高溫致使消弧管內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，高壓氣體向管外高速噴出，將電弧吹滅。熔絲熔斷后熔絲的拉力消失，在熔管的重力作用下向下轉動掉落，形成明顯的開斷位置，達到切除故障的目的。

3.4 熔絲技術標準

熔絲核技術標準：熔絲由引線、熔體、壓接套組成。熔絲型式分：K型為快速熔絲；T型為慢速熔絲。熔絲必須具有穩(wěn)定的安-秒特性。其安-秒特性應在以下3個時間點上滿足熔絲的最大和最小熔化電流值。以10（A）高壓熔絲的數(shù)據(jù)分析，如表1所示。

從表1中數(shù)據(jù)所得，K型快速熔絲具有較快的熔斷能力能更好地對變壓器做出內(nèi)部故障時斷開電源或過載時起到保護。綜上所述，應推廣應用K型快速熔絲。

4 跌落式熔斷器各種故障分析和技術處理

對跌落式熔斷器各種故障進行深入分析，結合實際采用務實有效措施加以解決，清除同類型熔斷器的“通病”，提高跌落式熔斷器運行可靠性對提高供電可靠具有十分重要的意義。

4.1 熔斷

4.1.1 熔體中間熔斷。熔體中間熔斷表現(xiàn)為斷口為圓點。當變壓器起載或選用熔絲額定電流過小不匹配時，超過熔絲的額定電流會使熔體發(fā)熱，加上拉力的作用，使熔體加速了熔斷，在斷口處表現(xiàn)為圓點。其具體防范措施表現(xiàn)如下：

第一，核查變壓器負荷，禁止變壓器長時間超負荷運行。必要時減少負荷或分割負荷，或降低大功率電動機的啟運電流。

第二，核算變壓器額定電流，選用合適的熔絲。按運行規(guī)程規(guī)定：（1）容量在100kVA及以下的變壓器配置2.0～3.0倍額定電流的熔絲；（2）容量在100kVA以上的變壓器配置1.5～2.0倍額定電流的熔絲。為方便計算易記，整理出口訣：100及以下選0.15S，100以上選0.1S（S為變壓器容量）。

4.1.2 熔體爆斷式熔斷。熔體爆斷式熔斷表現(xiàn)為熔體完全燒黑并燒斷。當變壓器內(nèi)部故障，如閘間短路、接地或變壓器外部故障，如避雷器泄流、故障或低壓側負荷短路、嚴重超負荷等原因，大電流造成熔體快速熔斷加上電弧的燃燒導致熔絲變黑。其具體防范措施表現(xiàn)如下：

第一，變壓器內(nèi)部故障。檢查變壓器：通過望、嗅、摸、測的手段。望，觀察有無噴油；嗅，用鼻嗅變壓器內(nèi)部有無焦味；摸，用手變壓器外殼有無發(fā)熱；測，用絕緣表測絕緣電阻、用電橋測線圈直流電阻。如無明顯故障跡象時，可先裝上小電流的（3A或5A）熔絲試供電。相應的處理方法包括以下三點：（1）減少負荷、改變大功率電動機的啟動方式；（2）檢查電源，檢查絕緣擊穿原因并處理；（3）檢查內(nèi)部結構或穿心螺栓。

第二，避雷器泄流或故障。檢查避雷器外觀，摸外殼是否發(fā)熱，測其絕緣電阻是否合格。

第三，低壓側負荷短路或嚴重超負荷。（1）檢查低壓開關是否跳閘、發(fā)熱，檢查低壓出線負荷是否正常；（1）變壓器供電后合上低壓開關后聽變壓器聲音是否正常。

4.2 折斷

4.2.1 熔體中間折斷。熔體中間折斷表現(xiàn)為熔體中間、斷口為尖點。由于安裝時拉力過大、熔管過長、使用了劣質(zhì)熔絲等原因所造成的機械性折斷，所以斷口為尖點。對此應采用的措施主要有以下三點：（1）重新更換熔絲，注意安裝工藝，要求熔絲的拉力不應大于30N；（2）調(diào)整熔管長度。必要時先拉開隔離開關，進行多次合熔管調(diào)試；（3）選用正規(guī)優(yōu)質(zhì)的熔絲。

4.2.2 熔絲引線折斷。熔絲引線折斷斷口為機械拆斷。其造成原因主要表現(xiàn)在以下三點：（1）螺絲釘壓接處。擰螺絲時塹栓一起轉動，拉傷壓傷熔絲導線；（2）熔管管口處。熔管管口有棱角壓傷；（3）熔管內(nèi)。拉力過大或熔絲質(zhì)量差。

5 跌落式熔斷器技術改良

5.1 特征

（1）滅弧能力差；（2）熔絲選用不當；（3）熔絲所受拉力難以控制；（4）熔絲容易受損壞。

5.2 提出對跌落式熔斷器的要求

（1）滅弧的速度與管徑大小成反比，所以不宜過大；（2）熔絲在管內(nèi)不應有卡塞并置于管內(nèi)中間處不應與管壁相碰；（3）要阻燃防止高溫燒廢熔管；（4）熔絲拉力以24.5N為宜，且不受操作影響；（5）熔絲在螺絲帽壓接處不應受壓而損壞；（6）熔絲在管口處不應被棱角所傷。

5.3 技術改良方法

（1）采用快速消弧管，熔絲熔體部位放置在快速消弧管內(nèi)；（2）熔管上部設置釋壓管帽，起到大電弧下釋放壓力，小電弧下快速向下噴射的作用；（3）熔絲在管口處設置快速彈片，而且可使熔絲拉力可調(diào)（使小電流熔絲拉力小，大電流熔絲拉力大，拉力在20～30N之間可調(diào)并有拉力大小顯示）；（4）熔絲在螺絲壓接處設防壓傷墊片。

6 結語

對10kV落式熔斷器在實際運行中容易出現(xiàn)的各種問題和故障及一些“痛病”，通過兩個典型事故個例深入地剖析原因，采取對應措施，提出了改良方案，有效地提高10kV落式熔斷器的運行可靠性。

參考文獻

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作者簡介：周炳輝（1975-），男，廣東開平人，廣東電網(wǎng)有限責任公司江門供電局高級技師，研究方向：配電技術。

（責任編輯：黃銀芳）