防堵塞RW3-10跌落式熔管研制

方俊俊

（廣東電網(wǎng)有限責任公司江門開平供電局，廣東江門529300）

0 引言

10 kV跌落式熔斷器被廣泛應用于配電變壓器短路和過載保護，但配電變壓器長年累月受到太陽、雨水、污染物的侵蝕，經(jīng)過長期侵蝕，10 kV跌落式熔斷器的熔管配件安裝的熔絲螺母會出現(xiàn)銹蝕情況，由此增加了更換燒壞熔絲的難度；同時受自然環(huán)境風雨影響，熔管內(nèi)消弧管易受潮膨脹，發(fā)生內(nèi)徑減小或堵塞等情況，容易導致當熔絲熔斷時熔管仍較長時間保持原狀態(tài)，不能很快跌落，從而造成“假性”接通或放電燒壞熔管等隱患。鑒于此，本文通過分析、研究，并結合經(jīng)驗，對RW3-10跌落式熔斷器熔管進行了創(chuàng)新改良。

1 跌落式熔斷器的作用、工作原理

1.1 跌落式熔斷器的作用

跌落式熔斷器安裝在配電變壓器上，可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，以減小停電范圍[1]。

1.2 跌落式熔斷器的工作原理

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)，呈閉合狀態(tài)（合閘狀態(tài)）并保持這一狀態(tài)，當系統(tǒng)發(fā)生故障，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。斷口會在熔管內(nèi)產(chǎn)生電弧，電弧高溫將使消弧管內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，高壓氣體向管外高速噴出，從而將電弧吹滅。熔絲熔斷后熔絲的拉力消失，熔管在重力作用下將向下轉動掉落，形成明顯的開斷位置，達到切除故障的目的。

2 RW3-10跌落式熔斷器故障原因分析

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[2]。表1為轄區(qū)內(nèi)運行時間超3年的425只RW3-10跌落式熔斷器運行故障情況統(tǒng)計表。

表1 425只RW3-10跌落式熔斷器運行故障情況統(tǒng)計表

根據(jù)表1分析，2013—2015年，跌落式熔斷器故障主要集中在熔管部分，而熔管故障隨年份的增加，次數(shù)也直線上升，由2013年的2次到2015年的38次，故障增長速度非?？?，因此需要對其原因進行分析，并找出解決辦法。

首先要從熔管結構和作用方面進行分析，才能找出最根本的故障原因。

（1）熔管結構：一般熔管由內(nèi)層消弧管（鋼紙管）和外層酚醛紙或還氧玻璃纖維布管組成。消弧管（鋼紙管）由原棉紙浸在膨脹洗劑中經(jīng)卷粘結后加熱烘焙固化而成，其缺點在于由于材料是用原棉紙制作，容易受環(huán)境影響，發(fā)生受潮膨脹。圖1所示為因受潮膨脹出現(xiàn)堵塞的熔管，圖2所示為因受潮膨脹出現(xiàn)堵塞而燒壞的熔管。

圖1 因受潮膨脹出現(xiàn)堵塞的熔管

圖2 因受潮膨脹出現(xiàn)堵塞而燒壞的熔管

（2）得出結論：由于跌落式熔斷器普遍安裝在戶外的田野等處，受自然環(huán)境風雨影響，熔管內(nèi)消弧管（鋼紙管）易受潮膨脹，發(fā)生內(nèi)徑減小或堵塞等情況。當發(fā)生故障時，熔絲燒斷，但由于消弧管內(nèi)徑減小或出現(xiàn)堵塞，堵塞部位會將已熔斷的熔絲連接導線夾緊，導致當熔絲熔斷時熔管仍較長時間保持原狀態(tài)，不能很快跌落，從而造成“假性”接通或放電燒壞熔管等隱患[3]。

另外，在以往的跌落式熔斷器熔絲因故損壞需更換的作業(yè)過程中，也存在損耗一定時間或沒有辦法拆除銹蝕螺栓進行熔絲更換的情況。因此，針對此問題，對過去5年時間里更換熔絲的情況進行分析統(tǒng)計，表2為過去5年時間里工作人員對各種螺栓進行操作更換熔絲所需要的時間情況統(tǒng)計表。

表2 對各種螺栓進行操作更換熔絲所需時間情況統(tǒng)計表

從表2可以看出，各種用來緊固熔絲的螺栓隨著運行時間增長，在大自然的運行環(huán)境中受到雨水、風塵影響，銹蝕或與固定螺栓的螺母牙咬緊熔合的情況經(jīng)常出現(xiàn)，增加了工作人員拆除螺栓更換熔絲的作業(yè)難度，同時也增加了停電工作時間和勞動強度，因此需著力解決此問題。

3 RW3-10跌落式熔斷器結構創(chuàng)新改進方法

針對RW3-10跌落式熔斷器隨著運行時間變長而隱患不斷增加的問題，經(jīng)研究，采取創(chuàng)新措施進行改進，針對熔管內(nèi)消弧管（鋼紙管）運行時間長、容易受潮膨脹，發(fā)生內(nèi)徑減小或堵塞等情況，采用加裝排水水泥管的原理來解決問題。排水水泥管具有較高的抗壓能力，將其縮小到可以放入熔管內(nèi)消弧管是可以解決堵塞問題的，但市場上并沒有此類產(chǎn)品，同時水泥管不具有絕緣性。為了解決此問題，再進行研究，決定使用具有同樣功能和較高絕緣性的陶瓷管來進行加裝。而對于更換熔絲時難以拆除銹蝕螺母的問題，采取自行車的快拆座椅緊固夾理念來解決。

綜上所述，具體創(chuàng)新改進主要有以下兩方面：加裝高強度絕緣瓷管；加裝自壓緊固式螺桿[4]。具體內(nèi)容如下：

（1）針對熔管內(nèi)消弧管（鋼紙管）在自然環(huán)境中運行時間長，容易受潮膨脹，使內(nèi)徑減小或出現(xiàn)堵塞等情況，對熔管加裝一條高強度絕緣瓷管來防止消弧管（鋼紙管）受潮，并在熔管上、下端采用不銹鋼卡子將陶瓷管固定。同時，為了方便維護和操作管理，將原來的一條陶瓷管分鋸為兩斷，并在前、中、后加裝膠卷起緩沖作用，防止其受外力振動損壞。

（2）由于RW3-10跌落式熔絲管上、下底座螺桿使用時間長，容易出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，增加工作人員更換損壞熔絲的時間和難度，降低工作人員工作效率。另一方面，由于部分工作人員對工藝不熟悉，在更換熔絲擰緊螺栓時，易發(fā)生熔絲末端隨螺栓轉動而轉斷繞股的情況，容易使熔絲發(fā)生損壞。為此，對熔絲管上、下底座螺桿進行改造，創(chuàng)新理念來源于自行車的快拆座椅緊固夾，將熔絲管上、下底座螺桿改造成不銹鋼自壓緊固式螺桿，其根據(jù)不規(guī)則圓的原理進行壓緊，操作人員在更換燒壞熔絲時，不需要活扳手等任何工具進行操作，只需將熔絲圈在自壓緊固式螺桿上，隨后扳動自壓螺桿，即可壓緊熔絲，這樣不僅提高了工作人員的工作效率，同時自壓螺桿在跌落式熔斷器熔管上部設計成一個圓形封板，可以防止雨水、風塵等污染物的影響，還可防止以后螺栓銹蝕難以拆除更換熔絲等一系列隱患問題的出現(xiàn)，大大減少了停電更換時間和工作人員勞動強度[5]。圖3所示為改良后的RW3-10跌落式熔斷器熔管實物圖。

另外，自壓緊固式螺桿可以在現(xiàn)時較新型的RW3-10以上型號的跌落式熔斷器中使用，將新型跌落式熔斷器下接頭用來擰緊熔絲的螺栓拆除，重新開好螺紋后，直接將自壓緊固式螺桿擰進去就行，這樣新型跌落式熔斷器也可不借助任何工具，輕松、快速地更換損壞熔絲。

圖3 改良后的RW3-10跌落式熔斷器熔管實物圖

4 結語

綜上所述，跌落式熔斷器是配電線路上最常用作過載及短路保護的設備，所以將其安裝在配電變壓器一次側作為主保護的現(xiàn)象較為普遍，基本上每臺配電變壓器都安裝有一套跌落式熔斷器，因此本項目研制的防堵塞RW3-10跌落式熔管可廣泛應用于全網(wǎng)電力運行、維護、檢修等工作中，從而更好地提高設備正常運行水平，提高工作人員工作效率，減少停電時間，所以有較好的使用前景。

[1]高巍.可控跌落式高壓熔斷器的研制[D].天津：河北工業(yè)大學，2002.

[2]梁建江，李健文，鄧志洪.新型跌落式熔管裝拆工具的研制[J].機電信息，2017（27）：66-67.

[3]王保忠.更換跌落式熔斷器熔絲防斷一法[J].農(nóng)村電工，2013（1）：23.

[4]徐林峰，歐小波.一種新型的全封閉跌落式熔斷器[J].廣東電力，2012，25（11）：104-107.

[5]孟寅，章志鈞，王遜峰.10 kV跌落式熔斷器的故障分析[J].上海電力，2011，24（6）：497-499.