高压跌落式熔断器操作便捷性的研究

2020-01-08

技术与市场 2020年1期

(广东电网有限责任公司清远清新供电局，广东清远 511500)

1 高压跌落式熔断器简介

熔断器作为配电线路分支的一个重要保护开关，在短路故障作用下操作便捷、使用经济，尤其是在户内外应用过程中，具有较强的功能性。高压熔断器有助于保护线路与配电变压器，要求高压熔断器本身操作简单，便于使用，在安装相应的配电线路过程中，分支线路有助于缩小停电范围，使用熔断器有助于断开点与后面分支线路产生隔离。开关与线路之间断开后便于线路检修和设备检修，为保障检修人员提供一个安全操作空间，确保人身安全。

高压跌落式熔断器，则是基于一般熔断器设计形成的具有自行跌落功能的熔断器。在配电变压器上面安装高压熔断器，作为保护变压器的开关，其应用得以普及，主要划分为户内和户外两种，户内的跌落式熔断器，其主要功能使用的室内充石英砂密封形成熔断器，在过载电流或者出现短路过程中熔体熔断，电弧之间形成高温高压喷入石英石空隙之间冷却凝固，游离气体和金属蒸气的减少，使电流自然过零，迫使电弧熄灭，在熔断器弹簧拉线拉断之后，弹簧管内弹出。使用高压跌落式的熔断器，分断容量较大，分断电路时无游离气体排出，产生截流电压作用。短路电流尚未达到冲击值就已经完全熔断，从而发挥限流作用(见图1)。

高压跌落式熔断器在户外的应用，主要是保护电力线路及变压器，在固定过程中由对应的活动熔管、熔丝、支持部分组成，主要采用的是瓷器合成绝缘体。工作原理是在熔管内穿入熔丝之后拧紧，在熔管偏上方将熔丝触头拉紧，让熔丝管儿向上翘形成闭合状态。当保护线路故障、电流熔丝熔断时形成电弧，分解出大量气体，管内逐渐增大的压力使气体高速喷出电弧，纵向吹弧拉长熄灭，熔丝熔断锁紧机构，熔丝管在自重和弹力作用下跌落形成断开距离，切除故障线路。

2 熔断器运作时出现的问题

熔断器在运行过程中往往出现不能正确运作的问题，尤其是部分熔断器制作工艺粗糙、质量差，对应的弹簧弹性不足，易出现火花。过热或者熔断管的转动轴操作不灵活达不到相应的标准要求，配备尺寸达不到规格要求，熔管过长不能迅速跌落或者电弧切断截面之后造成熔管爆炸，运作期间安全隐患较大。

图1 高压跌落式熔断器

另外，有些熔断器熔管合闸困难、尺寸短小、触头接触不良，容易产生电火花。有一些熔断器额定断开的容量较小，三相短路容量限值保护能力较低，对应的型号能力上限不足，短路故障熔体熔断时难以及时灭弧，导致熔管爆炸。而有些熔断器的尺寸匹配不合适，在外力作用下，尤其是在恶劣天气影响下会自行跌落，在没有短路条件下自行跌落的熔断器影响正常供电安全。

户外高压跌落式熔断器设置于电力线路中，用作电力变压器的保护电路。目前，熔断管的摘挂只能通过采用绝缘操棒来完成。但现时跌落式熔断管的本体结构不方便熔断管的摘挂，当操作人员使用绝缘棒摘挂熔断管时，仅靠绝缘棒工作头顶住熔断管下动触头部分，绝缘棒与熔断管之间连接相当不牢固，稍有不慎熔断管便会脱落，容易造成熔断管本体和触头损坏，从高处跌落的熔断管甚至可能砸到操作人员，造成操作人员受伤。

自行跌落熔断器的运作会增加工作人员的工作压力，失去其应有的保护作用。有时候因为断路器跳闸造成全线路停电，影响正常用电安全。为此，需要操作便捷、使用误差较小的高压跌落式熔断器。

3 改造高压跌落式熔断器

基于以上问题，需要对熔断管下动触头部分进行改造，以提高绝缘棒工作头与熔断管下动触头部分连接的可靠程度，提高熔断管摘挂成功率。主要采用的方案是在熔断管下动触头上加装2个带限位功能的Y型挂勾，2个挂勾相互对称放置，挂钩的大小与绝缘棒工作头相匹配，增大了绝缘操作杆与跌落式熔断管的接触范围，方便工作人员稳定安装，并且减少熔断管受风摇摆或触碰障碍物导致坠落的可能性，避免操作不当造成熔断管损坏和对操作人员造成伤害，因此提高跌落式熔断管的摘挂效率和操作安全性具有十分重要的意义。

4 改造后的高压跌落式熔断器操作便捷性的应用过程

为保障跌落式熔断器能够安全可靠地运行，需要选择正规厂家对配件进行改造，选择质量合格的绝缘棒，设计相应的凹槽，按照相应的尺寸设计符合标准要求的2个挂钩，与绝缘棒工作头进一步相匹配，保障二者之间在铰链过程中提高牢固性。配合使用的熔断器熔体负荷电流需要与熔断器额定电流相匹配，在操作时确保触头接触良好，禁止用铜丝代替熔体。应对新改造使用的熔断器进行严格验收，对不符合规定的触头、凹槽部分的接触需要进一步调整。对应用改造后的跌落式熔断器定期检查，严格验收以满足用电质量安全要求，对熔断后能够继续使用的熔体通过装入新的熔管继续使用，并定期巡视查看熔断器是否在夜间出现电火花，以及是否发出相应的响声。

通过对跌落式熔断器管加装带限位功能的Y型挂勾，并对称放置以匹配绝缘棒，在相互铰链中提高跌落式熔断器的连接牢固性，保障高压跌落式熔断器符合用电操作需求。在使用改造后的电路时间，从短期过程中要定期对触头与凹槽绝缘棒的接触处进行检查，尤其是对绝缘棒挂钩进行检查，检查其是否具有烧伤痕迹，保障挂钩与绝缘棒大小匹配，保障挂钩能放入绝缘棒。定期检查接触部分是否损坏，是否锈蚀，避免挂钩锈蚀影响绝缘棒的自行跌落，为此需要定期检查限位装置是否出现松动状况。通电过程中挂钩也不能过于松动，无故障的自行跌落会误导故障诊断效果。

相关人员对新改造的高压熔断器进行核对，明确设备名称、编号以及所安装的位置，并定期检查。如果发现故障处于熔断器设备之后，需要及时更换。在定期检查过程中，明确高压熔断器的实际位置，是否是使用了已经改造后的高压跌落式熔断器，并明确该熔断器出现的问题状况是否是出于绝缘棒，或者Y型挂钩，究竟是挂钩的牢固程度不足还是过于牢固，进而根据实际情况进一步优化改造设备。在检查过程中，工作人员需要佩戴相应的安全带，使用护目眼镜，尤其是安装相匹配的绝缘棒，检查过程中需要提前停送电，关掉开关，检查电源一旁的高压跌落式熔断器。按照操作流程进行操作，防止变压器反送电，避免故障造成的安全事故扩大。尤其是在逐级送电操作过程中启动电流避免电压波动，在设备安全的状况下，保障用电运行。在停电过程中要遵守从低压到高压主机停电的顺序，避免开关切断大电流影响电压幅值，尽量避免带负荷拉合跌落式熔断器，否则发生电弧会造成事故扩大。在熔断器操作过程中需要停电，先拉中间相后拉两边相，需要考虑的是电流要小于边相，这样操作危险系数小，否则电流较大。使用跌落式熔断器时，平均两个熔断器之间的距离要相称，防止电弧拉长造成的相间短路。