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常出現的問題，剖析了其故障“痛病”原因；結合筆者多年的檢修工作經驗，提出檢修方法，并對其引入創新技術方法，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定性。

關鍵詞：跌落式熔斷器；設備故障；設備檢修；配網系統；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配網系統中的主要設備之一，其可靠性、安全性、穩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，經常因跌落式熔斷器未能及時發揮作用，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，當出現故障時能快速有效地起到保護。然而當跌落式熔斷器產品設計或質量問題及安裝選用熔絲不當時，就會出現故障未及時發揮作用造成變壓器燒廢或10kV線路跳閘故障。以下是發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生三相短路，10kV跌落式熔斷在熔斷時產生強大的電弧。跌落式熔斷器型號RW3-10，熔管內紙筒出現膨脹，內壁有皺褶，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品設計、質量缺陷，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，成閉合狀態（合閘狀態）并保持這一狀態。

3.3.2 當系統發生故障時，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。斷口在熔管內產生電弧，電弧高溫致使消弧管內產生大量的氣體，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）高壓熔絲的數據分析，如表1所示。

從表1中數據所得，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熱，加上拉力的作用，使熔體加速了熔斷，在斷口處表現為圓點。其具體防范措施表現如下：

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。按運行規程規定：（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為熔體完全燒黑并燒斷。當變壓器內部故障，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如下：

第一，變壓器內部故障。檢查變壓器：通過望、嗅、摸、測的手段。望，觀察有無噴油；嗅，用鼻嗅變壓器內部有無焦味；摸，用手變壓器外殼有無發熱；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）調整熔管長度。必要時先拉開隔離開關，進行多次合熔管調試；（3）選用正規優質的熔絲。

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。拉力過大或熔絲質量差。

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）熔絲在管內不應有卡塞并置于管內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；（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（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）