10kV跌落式熔断器故障分析与技术改良
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摘要：文章通过工作中的实例，针对10kv跌落式熔断器运行中经常出现的问题，剖析了其故障“痛病”原因；结合笔者多年的检修工作经验，提出检修方法，并对其引入创新技术方法，改良熔断器结构，提出解决方案，以此提高10kV跌落式熔断器在实际运行中的可靠性和稳定性。
关键词：跌落式熔断器；设备故障；设备检修；配网系统；配电变压器 文献标识码：A
中图分类号：TM464 文章编号：1009-2374（2017）01-0020-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.010
1 概述
跌落式熔断器是10kV配网系统中的主要设备之一，其可靠性、安全性、稳定性对于供电可靠性尤其重要。10kV跌落式熔断器被广泛应用于架空线保护配电变压器或配电线路，经常因跌落式熔断器未能及时发挥作用，而造成变压器烧毁或10kV线路跳闸，因此对跌落式熔断器的使用必须予以重视。本文通过对多年来收集、统计跌落式熔断器故障记录进行分析，参照大量跌落式熔断器的技术资料，深度剖析故障产生的各种原因，针对性地提出了一套检修处理方法，并对10kV跌落式熔断器提出了技术改良。
2 10kV跌落式熔断器故障原因分析
配电变压器高压侧广泛采用10kV跌落式熔断器进行保护，实践证明这是一种经济、简便、有效的方法。10kV跌落式熔断器作为变压器本体保护和二次侧出线故障的后备保护，当出现故障时能快速有效地起到保护。然而当跌落式熔断器产品设计或质量问题及安装选用熔丝不当时，就会出现故障未及时发挥作用造成变压器烧废或10kV线路跳闸故障。以下是发生在近期工作中的两个事件，通过深入剖析加深对10kV跌落式熔断器的认识与重视。
2.1 事件1
10kV江北线大通公用台变，低压母线短路引起跌落式熔管烧废，10kV路线开关跳闸事件。群众反映当时台架发生爆炸，引起10kV江北线#4塔4T1开关、#43塔43T1开关同时跳闸。通过分析原因，大通公用台变低压母线发生三相短路，10kV跌落式熔断在熔断时产生强大的电弧。跌落式熔断器型号RW3-10，熔管内纸筒出现膨胀，内壁有皱褶，从而熔体（丝）熔断后熔丝压接套卡塞导致电弧未能快速吹灭，大电流下引起强电弧继而弧光短路，最终线路开关保护跳闸。
2.2 事件2
10kV塘口线北义公用台变，因跌落式熔丝选用不当及产品设计、质量缺陷，引起变压器烧废，10kV线路跳闸事件。通过分析原因，跌落式熔丝选用过大，未能快速熔断保护，导致烧废变压，未能快速灭弧，熔管在电弧高温下点燃烧废及造成10kV线路开关越级跳闸。
理论推算故障电流可以避开10kV塘口线#69杆69T1开关（400A定值）跳闸。快速保护也可以避免变压受损，还有熔管的设计缺陷未能快速灭弧，也导致了熔管烧废。
3 跌落式熔断器的作用、结构、工作原理和熔丝技术标准
3.1 跌落熔断器的作用
跌落熔断器安装在配电变压器上，可以作为变压器本体保护和二次侧出线故障的后备保护。故障时能熔断隔离，并形成一个明显可见的断开点，快速隔离故障的同时避免线路越级跳闸，减少停电范围。
3.2 跌落熔断器的结构
跌落式熔断器一般由绝缘子、上下接线端、上静触头、上动触头、下支座、熔管等构成。
3.3 跌落式熔断器的工作原理
3.3.1 在正常运行时将熔丝穿入熔管内两端拧紧。上动触头由于熔丝拉紧的张力而垂直于熔丝管向上翘起，用绝缘棒将上动触头推入静触头内，成闭合状态（合闸状态）并保持这一状态。
3.3.2 当系统发生故障时，故障电流超过熔体（丝）的额定动作值时，熔体会按其反时限特性熔断。断口在熔管内产生电弧，电弧高温致使消弧管内产生大量的气体，高压气体向管外高速喷出，将电弧吹灭。熔丝熔断后熔丝的拉力消失，在熔管的重力作用下向下转动掉落，形成明显的开断位置，达到切除故障的目的。
3.4 熔丝技术标准
熔丝核技术标准：熔丝由引线、熔体、压接套组成。熔丝型式分：K型为快速熔丝；T型为慢速熔丝。熔丝必须具有稳定的安-秒特性。其安-秒特性应在以下3个时间点上满足熔丝的最大和最小熔化电流值。以10（A）高压熔丝的数据分析，如表1所示。
从表1中数据所得，K型快速熔丝具有较快的熔断能力能更好地对变压器做出内部故障时断开电源或过载时起到保护。综上所述，应推广应用K型快速熔丝。
Φ落式熔断器各种故障进行深入分析，结合实际采用务实有效措施加以解决，清除同类型熔断器的“通病”，提高跌落式熔断器运行可靠性对提高供电可靠具有十分重要的意义。
4.1 熔断
4.1.1 熔体中间熔断。熔体中间熔断表现为断口为圆点。当变压器起载或选用熔丝额定电流过小不匹配时，超过熔丝的额定电流会使熔体发热，加上拉力的作用，使熔体加速了熔断，在断口处表现为圆点。其具体防范措施表现如下：
第一，核查变压器负荷，禁止变压器长时间超负荷运行。必要时减少负荷或分割负荷，或降低大功率电动机的启运电流。
第二，核算变压器额定电流，选用合适的熔丝。按运行规程规定：（1）容量在100kVA及以下的变压器配置2.0～3.0倍额定电流的熔丝；（2）容量在100kVA以上的变压器配置1.5～2.0倍额定电流的熔丝。为方便计算易记，整理出口诀：100及以下选0.15S，100以上选0.1S（S为变压器容量）。
4.1.2 熔体爆断式熔断。熔体爆断式熔断表现为熔体完全烧黑并烧断。当变压器内部故障，如闸间短路、接地或变压器外部故障，如避雷器泄流、故障或低压侧负荷短路、严重超负荷等原因，大电流造成熔体快速熔断加上电弧的燃烧导致熔丝变黑。其具体防范措施表现如下：
第一，变压器内部故障。检查变压器：通过望、嗅、摸、测的手段。望，观察有无喷油；嗅，用鼻嗅变压器内部有无焦味；摸，用手变压器外壳有无发热；测，用绝缘表测绝缘电阻、用电桥测线圈直流电阻。如无明显故障迹象时，可先装上小电流的（3A或5A）熔丝试供电。相应的处理方法包括以下三点：（1）减少负荷、改变大功率电动机的启动方式；（2）检查电源，检查绝缘击穿原因并处理；（3）检查内部结构或穿心螺栓。
第二，避雷器泄流或故障。检查避雷器外观，摸外壳是否发热，测其绝缘电阻是否合格。
第三，低压侧负荷短路或严重超负荷。（1）检查低压开关是否跳闸、发热，检查低压出线负荷是否正常；（1）变压器供电后合上低压开关后听变压器声音是否正常。
4.2 折断
4.2.1 熔体中间折断。熔体中间折断表现为熔体中间、断口为尖点。由于安装时拉力过大、熔管过长、使用了劣质熔丝等原因所造成的机械性折断，所以断口为尖点。对此应采用的措施主要有以下三点：（1）重新更换熔丝，注意安装工艺，要求熔丝的拉力不应大于30N；（2）调整熔管长度。必要时先拉开隔离开关，进行多次合熔管调试；（3）选用正规优质的熔丝。
4.2.2 熔丝引线折断。熔丝引线折断断口为机械拆断。其造成原因主要表现在以下三点：（1）螺丝钉压接处。拧螺丝时堑栓一起转动，拉伤压伤熔丝导线；（2）熔管管口处。熔管管口有棱角压伤；（3）熔管内。拉力过大或熔丝质量差。
5 跌落式熔断器技术改良
5.1 特征
（1）灭弧能力差；（2）熔丝选用不当；（3）熔丝所受拉力难以控制；（4）熔丝容易受损坏。
5.2 提出对跌落式熔断器的要求
（1）灭弧的速度与管径大小成反比，所以不宜过大；（2）熔丝在管内不应有卡塞并置于管内中间处不应与管壁相碰；（3）要阻燃防止高温烧废熔管；（4）熔丝拉力以24.5N为宜，且不受操作影响；（5）熔丝在螺丝帽压接处不应受压而损坏；（6）熔丝在管口处不应被棱角所伤。
5.3 技术改良方法
（1）采用快速消弧管，熔丝熔体部位放置在快速消弧管内；（2）熔管上部设置释压管帽，起到大电弧下释放压力，小电弧下快速向下喷射的作用；（3）熔丝在管口处设置快速弹片，而且可使熔丝拉力可调（使小电流熔丝拉力小，大电流熔丝拉力大，拉力在20～30N之间可调并有拉力大小显示）；（4）熔丝在螺丝压接处设防压伤垫片。
6 结语
对10kV落式熔断器在实际运行中容易出现的各种问题和故障及一些“痛病”，通过两个典型事故个例深入地剖析原因，采取对应措施，提出了改良方案，有效地提高10kV落式熔嗥鞯脑诵锌煽啃浴
参考文献
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作者简介：周炳辉（1975-），男，广东开平人，广东电网有限责任公司江门供电局高级技师，研究方向：配电技术。