防堵塞RW3-10跌落式熔管研制

方俊俊

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)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(yīng)用于配電變壓器短路和過載保護(hù)，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(fēng)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(dǎo)致當(dāng)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(jié)合經(jīng)驗(yàn)，對RW3-10跌落式熔斷器熔管進(jìn)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(hù)和二次側(cè)出線故障的后備保護(hù)。故障時能熔斷隔離，并形成一個明顯可見的斷開點(diǎn)，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(yùn)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(dāng)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(zhuǎn)動掉落，形成明顯的開斷位置，達(dá)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(gòu)成[2]。表1為轄區(qū)內(nèi)運(yùn)行時間超3年的425只RW3-10跌落式熔斷器運(yùn)行故障情況統(tǒng)計(jì)表。

表1 425只RW3-10跌落式熔斷器運(yùn)行故障情況統(tǒng)計(jì)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?？欤虼诵枰獙ζ湓蜻M(jìn)行分析，并找出解決辦法。

首先要從熔管結(jié)構(gòu)和作用方面進(jìn)行分析，才能找出最根本的故障原因。

（1）熔管結(jié)構(gòu)：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(jié)后加熱烘焙固化而成，其缺點(diǎn)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(jié)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(fēng)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(dāng)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(dǎo)線夾緊，導(dǎo)致當(dāng)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(jìn)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(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，表2為過去5年時間里工作人員對各種螺栓進(jìn)行操作更換熔絲所需要的時間情況統(tǒng)計(jì)表。

表2 對各種螺栓進(jìn)行操作更換熔絲所需時間情況統(tǒng)計(jì)表

從表2可以看出，各種用來緊固熔絲的螺栓隨著運(yùn)行時間增長，在大自然的運(yùn)行環(huán)境中受到雨水、風(fēng)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(qiáng)度，因此需著力解決此問題。

3 RW3-10跌落式熔斷器結(jié)構(gòu)創(chuàng)新改進(jìn)方法

針對RW3-10跌落式熔斷器隨著運(yùn)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(jìn)行改進(jìn)，針對熔管內(nèi)消弧管（鋼紙管）運(yùn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)主要有以下兩方面：加裝高強(qiáng)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(yùn)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(qiáng)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(hù)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(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shè)計(jì)成一個圓形封板，可以防止雨水、風(fēng)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(qiáng)度[5]。圖3所示為改良后的RW3-10跌落式熔斷器熔管實(shí)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(jìn)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(shí)物圖

4 結(jié)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(hù)的設(shè)備，所以將其安裝在配電變壓器一次側(cè)作為主保護(hù)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(xiàng)目研制的防堵塞RW3-10跌落式熔管可廣泛應(yīng)用于全網(wǎng)電力運(yùn)行、維護(hù)、檢修等工作中，從而更好地提高設(shè)備正常運(yùn)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(xué)，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(jī)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.