淺談電氣開關故障的檢查及其處理

段建軍 程慧軍 高錦華

（大同煤礦集團娘子關發電有限公司，山西 陽泉 045233）

淺談電氣開關故障的檢查及其處理

段建軍 程慧軍 高錦華

（大同煤礦集團娘子關發電有限公司，山西 陽泉 045233）

本文針對螺旋式熔斷器弧前時間、燃弧時間過長，瞬態恢復電壓過低，飛弧過大，約定不熔斷電流、約定電流值、分斷能力不能滿足使用要求，提出了可以在選材的時候，對待選石英砂進行磁選、擦洗脫泥并用標準篩過篩等方法。這些方法可以有效提高石英砂的純度，從而提高螺旋式熔斷器保護的可靠性，進一步加強了熔斷器對電氣設備的保護。

螺旋式熔斷器；弧前時間；燃弧時間

螺旋式熔斷器是主要的電氣開關之一，它主要用于電氣設備的過載及短路保護，由于其分斷能力較高，結構相對緊湊，體積較小，且更換熔體方便，工作安全可靠，所以，它適用于交流50Hz、額定電壓至380V，額定電流至200A的線路中，作電氣設備短路或過載保護之用。為了更好地保護電氣設備，防止螺旋式熔斷器的原因而引起的故障，本文提出了一些提高螺旋式熔斷器保護的可靠性的方法。

1 螺旋式熔斷器的正常工作條件

1.1 海拔高度不超過2 000m。

1.2 周圍空氣溫度不高于+40℃及不低于-5℃且24小時平均值不超過35℃。

1.3 周圍空氣的相對濕度在最高溫度為40℃時不超過50%，在較低溫度下可以有較高的相對濕度，例如在20℃時，相對濕度可達90%。而且要考慮由于溫度變化而產生的凝露。

1.4 振幅不大于0.5mm，頻率不大于600次/min的振動。

1.5 在無爆炸危險的介質中，且介質中無足以腐蝕金屬或破壞絕緣的氣體和導電塵埃。

2 影響熔斷器可靠性原因分析及提高其保護特性采取的措施

經過大量調查發現，螺旋式熔斷器使用時發現：弧前時間、燃弧時間過長，瞬態恢復電壓過低，飛弧過大，約定不熔斷電流、約定電流值、分斷能力不能滿足要求。

針對以上問題，在螺旋式熔斷器加工制造過程采取的改進措施主要有以下幾種。

2.1 裝入高純度石英砂作為滅弧介質

熔斷器主要是利用金屬導體（銅、銀）作為熔體串聯于電路中，當過載或短路電流通過熔體時，因其自身發熱而熔斷，從而分斷電路的一種電器，但在分斷電路時應考慮燃弧時間、瞬態恢復電壓、工頻或恢復電壓、熔斷器的電弧電壓，為減少燃弧時間及熔斷時產生的飛弧，確保瞬態恢復電壓，在熔斷管中裝入高純度石英砂作為滅弧介質（熔體埋于石英砂中，熔體熔斷時，電弧噴向石英砂及其縫隙，可迅速降溫而熄滅、確保斷電絕緣），因此，石英砂是減少燃弧時間、飛弧，提高分斷能力，確保瞬態恢復電壓關鍵的材料，選擇的石英砂應確保（SiO2≥99.5—99.9%，Fe2O3≤0.001%）。

使用前用磁選：主要用于除去石英砂中的磁性礦物，如可以通過強磁性機除去赤鐵礦、褐鐵礦、黑云母等弱磁性礦物，而強磁性礦物如磁鐵礦則可以通過弱磁選機除去。

擦洗脫泥：擦洗是指借助機械力和砂粒間的磨剝力來除去石英砂表面的薄膜鐵、粘結及泥性雜質礦物和進一步擦碎未成單體的礦物集合體，再經分級作業達到進一步提純石英砂的效果。目前主要有棒磨擦洗和機械擦洗。

用標準篩過篩：保持粒度范圍1-0.1mm內，烘干（石英砂使用前用專用烘干設備烘干、保溫桶保存）、裝入熔管后、經震動設備震動、達到密實、減少縫隙，確保滿足弧前時間、燃弧時間過長，瞬態恢復電壓過低，飛弧過大，提高分斷能力要求。

2.2 合理選擇熔體

熔體由一組金屬（銅、銀）熔絲（片）組成，由于各種電氣設備都具有一定的過載能力，允許在一定條件下較長時間運行，還有一些設備起動電流很大，但起動時間很短，所以，要求這些設備的保護特性要適應設備運行的需要，要求熔斷體在電機起動時不熔斷，也就是熔體有約定不熔斷電流（在規定時間內、熔體能承載不熔化的規定電流值）；而當負載超過允許值時，就要求保護熔體在一定時間內熔斷也就是約定電流值（在規定時間內、引起熔斷體熔斷的規定電流值），在短路電流作用下和超過允許過負荷電流時，熔體能可靠熔斷也就是熔斷器分斷能力（在規定的使用和性能條件下、熔斷器在規定的電壓下分斷的預期電流值），起到保護作用。熔斷器的選擇性（熔體額定電流選擇偏大，負載在短路或長期過負荷時不能及時熔斷；選擇過小，可能在正常負載電流作用下就會熔斷，影響正常運行，為保證設備正常運行，必須根據負載性質合理地選擇熔體額定電流）。

表1 熔斷體的約定時間和約定電流

為確保熔斷體有（約定不熔斷電流，一般在150%In或115% In），約定電流值為210%In，時間—電流特性是熔斷體最主要的電性能指標，它表明了熔斷體在不同過載電流負載時熔斷的時間范圍，熔化熱能值I2t：熔化熱能值I2t是直接測定熔斷體熔絲（片）被熔斷所需的能量值（在0.008秒或更短的持續時間內），對于每一種不同的熔絲（片）來說是一個常量值。當選用熔斷體時應先測定選用熔斷體的I2t，再與所用電路可能出現的脈沖電流的I2t值作比較，一般是I2t/熔化I2t=1/3，這樣在留有一定的余量后，熔斷體遇到脈沖電流時不致產生誤熔斷。提高熔斷器的分斷能力（分斷能力是熔斷體最主要的安全指標，是由它的結構和所用材質決定的。所以，選用時應充分考慮所在電路的使用電壓及可能出現的最大故障電流值，這樣才能使熔斷體在電路中安全、有效地工作），目前，熔體一般選擇（銅、銀）材料，所以應對銅、銀的含量控制，含量應控制在99.9%左右，一般銅作為熔體時以絲狀為主、銀作為熔體時以片狀為主，當采用銅作為熔體時要對銅絲外徑控制、做到均勻，當采用銀片作為熔體時，應對銀片長度、厚度、寬度、形狀控制。在使用前用卡尺檢測，同時用直流電阻測試儀（如：電阻測試儀、雙臂直流電橋等）測試，確保電阻值符合要求，另一點是在熔體焊接時，制定焊接工藝規程、對操作人員交底、對焊接設備驗收、維護保養，焊接材料使用前選擇、驗收，焊接完畢自檢合格、報專業人員檢驗合格、入庫，確保螺旋式熔斷器的約定不熔斷電流、約定電流值、分斷能力能滿足要求。

3 結語

螺旋式熔斷器是主要的電氣開關之一，本文通過對螺旋式熔斷器在加工制造過程中的問題分析，可以看出主要部件的材料（石英砂、熔斷體）在選擇、加工過程中的重要性。通過驗證，在使用前，對石英砂進行磁選、擦洗脫泥并用標準篩過篩，可以有效地提高石英砂的純度，有利于加強熔斷器自身的質量。因此，螺旋式熔斷器生產廠家應制定螺旋式熔斷器選材、加工管理規定及工藝卡、加強過程管理，做到自檢、專檢、按照要求做型式試驗、經檢測合格出廠，確保螺旋式熔斷器在低壓配電系統和控制系統及用電設備中保護的可靠性。

[1]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.中國國家標準化管理委員會，GB13539.1-2008低壓熔斷器第1部分：基本要求[M].北京：中國標準出版社，2008.

[2]楊昌興，王敏.提高電容器外保護用熔斷器的可靠性[J].電力電容器，2013（4）：23-26.

TM564

A

1671-0037（2014）11-108-2

段建軍（1983.11-），男，本科，工程師，研究方向：電力技術。