提高35 kV电压互感器高压熔断器熔体更换效率

2022-10-18侯天玉敬如雪魏宁

农村电气化 2022年10期

侯天玉，敬如雪，魏宁

（国网甘肃省电力公司武威供电公司，甘肃武威 733000）

1 高压熔断器背景

RW10-3510.5型35 kV电压互感器(transformer voltage,TV)高压熔断器在我公司所辖变电站35 kV母线应用率高达90%，由于设备生产厂家在生产该高压熔断器时未充分考虑其安装的便捷性，导致在更换熔体管熔体时效率较低；传统35 kV TV高压熔断器熔体管的安装模式为水平固定放置，该高压熔断器在发生熔丝熔断故障后，必须由操作人员进行停电并做好安全措施后，方能由两人登上电压互感器构架进行更换作业，更换过程中其部分零件很难一次安装到位，造成多次返工，每更换一相熔体管需要两人协作耗时约0.5 h甚至更长时间，其内部部件安装是否到位又看不到，这将对设备安全稳定运行产生很大威胁。

此外，RW10-3510.5型35 kV TV高压熔断器内部密封胶垫与弹簧在更换过程中难以固定，密封胶垫无法精确的放置在放置槽内，且弹簧的弹性较大，弹簧在安装过程中经常出现打滑脱落现象，使得工作人员反复安装。基于以上分析本文研制一种新型不停电更换高压熔断器溶体的装置，该装置采用绝缘材料与电压等级相匹配的绝缘杆来更换熔体管，通过改造现有高压熔断器结构，减少熔体更换步骤。

2 高压熔断器结构及作用

图1为高压熔断器结构图，其主要由封盖、弹簧、熔体管（装在瓷套管内部）、绝缘套管、棒形支柱绝缘子、紧固法兰和接线端帽等组成。主要用于电压互感器短路保护和过载保护。通常采用含氧化硅较高的原料作为熔体管的灭弧介质，熔丝采用小直径的金属线，当过载电流或短路电流通过熔体管时，熔丝立即被熔断，在几条并联的窄缝中出现电弧，电弧中的金属蒸汽渗入石英砂中，被强烈去游离，迅速把电弧熄灭。

图1 高压熔断器结构

3 传统35 kV TV高压熔断器更换熔体的方法

3.1 熔体更换步骤

RW10-35型户外高压限流熔断器由于其结构采用水平固定安装方式，当出现熔丝熔断故障后，须手工更换高压熔断器熔体管，其更换步骤为：（1）将用以连接高压熔断器一端与导线或铝排的固定螺栓拧开；（2）取下螺栓，将接线端两个固定卡扣打开，此时把接线端帽从熔断器上取下，发生故障的熔断管随即从管内被顶出，取下旧熔体管，更换新熔体管；（3）由两人配合更换完成熔体管后，安装接线端帽，并将高压熔断器一端与导线或铝排的固定螺栓拧紧。

3.2 存在问题

恢复更换完成的熔体管时，首先需要两人配合安装固定好其中一端的接线端帽，并在瓷套管内部放入一只新的熔体管，此后在接线端帽上依次固定密封胶垫与弹簧，由于弹簧自身弹性压力较大，其中一人需要双手用力负责将弹簧及接线端帽水平压置到熔体管顶端，另一人则快速压紧接线端帽，拧入固定螺丝，并用螺丝刀拧紧。整个更换作业过程中，至少需要两名工作人员相互配合，密切协作方能保证高质量完成工作。若安装位置不当，则螺栓与原先位置无法紧固，导致安装过程费时费力，一只熔体管更换下来耗时约1 h，大量时间都浪费在接线端帽与弹簧、密封胶垫的恢复过程中；有时安装完成后，如果安装工艺出现瑕疵，熔断器内部的密封胶垫和弹簧出现对位不精确等问题，致使接线端帽出现缝隙，密封不良，极易渗入沙尘和雨水，长此以往，会影响内部导电片接触面，起不到良好的导电作用，对设备安全稳定运行产生严重威胁。特别是在冬季更换熔体管时，由于接线帽材质由铝制作而成，金属特性较脆弱，所以接线板与母线搭接时极易发生断裂，一旦发生断裂，若现场无备品备件则会浪费更长时间。

此外，如果固定卡扣上的螺栓出现锈蚀现象，在进行正常拆装熔体管工作之外还需对锈蚀螺丝进行除锈和松动处理，拆装工作变得更加困难；同时，锈蚀螺栓在拆卸过程中经常会因拆卸不当而断裂在固定卡扣中，无法取出，若螺栓断裂，则高压熔断器报废，必须更换整套瓷套管，更换时间随之加长，生产成本也随之增加，加大了检修维护工作量、经济成本和安全工作的风险程度。

4 原因分析及解决策略

4.1 原因分析

设备因素：弹簧未固定在端帽上；密封垫容易脱落，弹簧弹性过大，安装困难。

环境因素：作业空间小，行动受限，季节原因，部件热胀冷缩。

方法因素：作业步骤烦琐，倒闸操作，停电更换。

4.2 解决策略

改变RW10-3510.5型35 kV TV高压限流熔断器与母线原有接线方式，将接线板移至接线帽顶端，减少作业流程。

在接线帽上开熔体更换孔，孔径与熔体直径相同，并在熔体更换孔上装设开闭式熔体压盖，方便熔体更换。

将弹簧、密封垫固定在接线帽底座上，防止安装时偏移，提高安装效率。

对高压熔断器结构进行优化，由原来的T字型结构变换为π字型结构，熔体管与下部连接处采取可拆卸方式连接，可靠固定，方便取换。

如图2所示为改造后的高压熔断器结构，该高压熔断器通过卡槽固定在两侧瓷瓶支柱上。图3为使用专用高压熔断器更换杆在不停电方式下取换高压熔熔断器瓷套管。

图2 改造后的高压熔断器

图3 取换熔体管

图4为在地面进行熔体管更换。改造后的RW10-3510.5型35 kV TV高压熔断器通过在110 kV打柴沟变电站应用后发现，改造后的RW10-3510.5型35 kV TV高压熔断器在更换熔体管时可通过特制绝缘更换杆在不停电方式下进行，整个过程可在地面进行，解决了传统需要停电并攀爬到高压熔断器构架上更换熔体管的困难，方便检修人员检修，熔体更换过程仅需要5 min，极大地缩短了检修时间。