10kV跌落式熔断器开关非正常故障频繁的分析及其对策
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摘要:本文对10kv跌落式熔断器开关在运行中的故障现象进行了阐述,对故障进行了分类,并对10kV跌落式熔断器开关的非正常性故障的产生原因进行了深入的分析和探讨,提出了相应的处理措施,并对处理措施的效果进行了实践式的验证,就降低10kV跌落式熔断器开关的故障次数,提高运行可靠性,减小运行人员的维护工作量,提高经济效益等方面提出了有效的改进方法。
Abstract: The phenomenon of 10kV drop-out fuse switch failure in the operation is described,the faults are classified,and abnormal causes of failure for 10kV drop-out fuse switch are analyzed and discussed. Measures to deal with it are put forward and tested practically. The paper proposes effective methods from the aspects of reduce 10kV drop-out fuse switch,improve reliability,reduce the maintenance workload of the operating personnel,improve economic efficiency,etc.
关键词:跌落式熔断器;故障;改进方法
Key words: drop fuse;failure;improving method
中图分类号:TM72 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)12-0219-01
110kV跌落式熔断器开关故障现象及其原因分析
1.1 跌落式熔断器的工作原理
高明区配网应用的10kV跌落式熔断器开关以HRW11型合成跌落式熔断器(硅橡胶)为主,还有RW11、RW3和PRW8(不锈钢)等小量的其它型号。其工作原理均是通过熔丝管两端的动触头依靠熔丝(熔体)系紧,将上动触头推入“鸭嘴”凸出部分后,磷铜片等制成的上静触头顶着上动触头,熔丝管牢固地卡在“鸭嘴”里,当短路电流通过熔丝熔断时,产生电弧,熔丝管内衬的钢纸管在电弧作用下产生大量的气体因熔丝管上端被封死,气体向下端喷出,吹灭电弧。由于熔丝熔断,熔丝管的上下动触头失去熔丝的系紧力,在熔丝管自身重力和上、下静触头弹簧片的作用下,熔丝管迅速跌落,使电路断开,切除故障段线路或者故障设备。
1.2 10kV跌落式熔断器故障的现象及其原因分析
①属于跌落式熔断器正常性故障的有:因雷击造成熔丝烧断,熔管脱落;因设备过负荷或短路故障导致熔丝烧断,熔管脱落;因线路短路故障导致熔丝烧断,熔管脱落。
雷击或线路发生短路故障而引起熔丝正常熔断后引起跌落式开关脱落,有效说明了10kV跌落式开关能发挥短路保护作用,属正常性故障。但从故障的实际情况而言,属于这类正常性故障的情况只占跌落式故障的19%左右。
②属于跌落式熔断器非正常性故障的有:熔丝不正常断开引起跌落式开关误脱落;熔丝未断跌落式开关误脱落。
跌落式开关熔丝误断和跌落式开关误脱落造成故障率的增加,浪费运行人员的抢修维护时间,无谓增加停电次数,造成经济损失,影响客户正常用电,属于非正常性故障。这类非正常性故障占跌落式熔断器故障的比例高达81%,因此,非正常性故障频繁是降低跌落式熔断器故障率的必然改进因素。
1.3 跌落式熔断器非正常性故障的原因分析
①熔断器熔丝不正常熔断。
一是跌落式熔断器开关存在产品质量问题。现时市场上的该类产品(包括硅橡胶跌落式开关)采用二十世纪六七十年代的设计,其上、下触头紧贴保险丝处不够圆滑,易损伤保险丝;跌落式熔断器开关下活动左右支点太短(国标10mm,实测存在9mm的情况),使跌落式开关合上时容易“走位”,操作困难,经用力操作时易损伤保险丝;且跌落式熔断器开关上、下间距易受碰变形,投运后容易出现故障(如变形扩大,则跌落式易脱落;如变形缩小,则跌落式合上操作时需增大力度,大力震动设备,损伤保险丝)。
二是保险丝存在质量问题。现时使用的保险丝大部分抗磨力和抗拉力均不足,仔细观察保险熔丝与铜线接口处,发现部分保险丝被压扁,导致保险熔丝质量差,抗拉力不足,且部分铜丝缠绕强度不足,易松开,抗磨力不够。该类故障主要是保险熔丝质量不良,其焊接处受到温度及机械力的作用后脱开,会发生误断。另外,锡合金焊接的和带丝弦或弹簧的旧式保险熔丝,因受到温度影响后会改变性能,又易氧化生锈,易发生误熔断。
三是保险丝安装方法不正确。在安装保险丝时,部分员工担心收紧保险丝容易造成保险丝断开,故实际安装时不收紧保险丝,导致保险丝容易松动,增大了保险丝的受力,保险丝容易断开。
②熔丝未断保险管误跌落故障。这类故障多表现在3月至4月间,天气潮湿,冷热交替频繁,宜造成管子的误脱落。有些开关保险管尺寸与保险器固定接触部分尺寸匹配不合适,极易松动,一旦遇到大风就会被吹落,有时由于操作后未进行检查,稍一振动便自行跌落;熔断器上部触头的弹簧压力过小,且在鸭嘴(保险器上盖)内之直角突起处被烧伤或磨损,不能挡住管子也是造成保险器误跌落的原因;熔断器安装的角度(即保险器轴线与垂直线之间的夹角)不合适时,也会影响管子跌落。
210kV跌落式熔断器开关非正常性故障的对策
2.1 从内挖潜,加强管理,提高运行维护的水平
一是邀请厂家到现场指导安装和操作,进一步提高运行人员的安装和操作技能水平;二是择优并合理选择跌落式熔断器和熔丝。对过往的历史数据进行了核查,并征询邻近运行单位的意见,对有共识认为产品质量相对较好的产品进行备品和新安装工程的购置,严格按规范进行设备的安装和操作,进一步用实践来验算产品的优劣,以降低10kV跌落式熔断器非正常性故障的发生率。
2.2 引进合资10kV跌落式熔断器开关
合资10kV跌落式熔断器开关由于价格较高,比国产10kV跌落式熔断器开关贵三倍左右,在本地区的配网中一直没有得到推广应用。但由于国产10kV跌落式熔断器的非正常性故障较高,从2007年开始,高明配网对合资的10kV跌落式熔断器进行了试用,选择一些原故障发生率较高的跌落式熔断器进行更换。现时采用的合资10kV跌落式熔断器主要为ABB NCX和库柏L9CAP1A两种产品。
从技术上分析,以ABB NCX跌落式开关为例,该开关与HRW11型合成跌落式熔断器(硅橡胶)相比主要有三大改进要点。一是开关的底座和支撑件均明显得到了改进,具优良的机械刚性,整体机构对中性好,不会产生变形,安装和操作方便;二是熔丝采用钮扣式熔丝设计,使熔丝与熔管底部接触紧密,避免了HRW11型熔断器在转折位磨损熔丝的情况,是一大改进亮点;三是动作原理的改进。在短路或过载状态下,利用电流热效应作用,熔丝的溶体升温、熔化、起弧,使内管的消弧材料产生气体,瞬间形成高压力,使电弧等离子气体从熔管的下端一次或逐级迅猛喷出,熔丝断开的瞬间,弹簧力失去作用,完成了跌落开断的功能。