跌落式熔断器故障原因

跌落式熔断器故障原因（精选七篇）

跌落式熔断器故障原因 篇1

造成跌落式熔断器故障的主要原因是拉合操作时用力不当。从其本身构造来看, 绝缘支柱、上触头、鸭嘴罩及熔管等部位都容易发生故障。

绝缘支柱的机械强度有限, 与金属附件结合部位的应力较集中, 操作时的冲击力, 容易使绝缘支柱产生裂纹或破碎, 造成跌落式熔断器报废, 甚至造成接地或短路故障, 导致全条线路停电事故。上触头和鸭嘴罩分别相当于开关的动静触头, 在拉合时会有电弧产生, 电弧的高温可能烧坏上触头和鸭嘴罩, 使熔管跌落后不能合上。熔管一般是有机材料制成, 在长期户外运行中易老化, 机械强度降低, 操作不当时熔管易断裂。

一种新型跌落式熔断器的研制 篇2

关键词：跌落 熔断器 技术创新 实际应用

0 引言

技术背景：跌落式熔断器（也称跌落保险）是10千伏配电线路分支和配电变压器最常用的一种集过流、短路及隔离电路功能为一体的保护开关。它具有经济、操作方便、保护可靠、户外环境适应性强等特点，被广泛用于10千伏配电变压器一次侧作为保护及设备投、切操作。

目前市场上出售的各型跌落保险在实际应用中还存在着或多或少的缺陷与不足。主要表现在熔断器在合闸时熔丝易被拉伤、拉断，造成投切时间长，供电可靠性低；熔断器的熔丝消耗量大；为防止熔丝被拉断，减少更换熔丝的次数，供电所职工都存在人为绑扎现象，或者用铝丝代替铜丝，这就埋下了更为严重的安全隐患，甚至引起变压器烧毁。

上述问题主要因为跌落熔断器熔管下触头结构设计不合理而造成。国内的数十个厂家都在积极地寻求改变该结构的方式、方法，如有的将高压熔丝并入一根尼龙绳以增加熔丝强度防止拉断；有的采取增大熔丝容量，突显机械强度的办法；有的将熔管下部触头活动部位用铁丝捆绑固定。以上解决办法，不但不能从根本上解决问题，而且容易造成跌落保险性能降低，甚至失去对变压器的保护，导致造成变压器的损坏和供电可靠性降低。究其原因，主要还是生产厂家实践经验相对短缺，没有能够在这个问题上有针对性的改造，所以也没有取得真正的突破与发展。

经调查分析2009年淅川电网运行的5670支跌落熔断器中，年更换数量为490件，其中熔断器故障中，熔丝故障为382次，所以淅川局跌落熔断器年故障率为8.6%，熔丝故障率为78%。

淅川局杨红举、徐永远等专家由于在农电一线从事配网运行、检修工作多年，有着丰富的实践经验。所以经深入分析发现上述问题产生的主要原因是跌落熔断器熔管下触头结构设计不合理造成的。因此淅川局科研小组决定进行技术攻关，其目标是：使熔丝故障率由78%降到9%，熔断器故障率由8.6%降到2.6%，供电可靠率由99.5125%提高至99.6232%。

1 主要技术思路和研制路线

以安装便捷、操作省工省力、高效节能为目标，以现有PR5型新型跌落熔断器为基础，在传统安装投运过程中容易出现问题的熔丝压接和合闸运行张力点部位为改造突破口，采用虚拟理论模型→技术方案设计→关键部位制造工艺研究→模具制作→实物组装调配→试验（现场安装试验、运行可靠性试验、推广运用测试）的技术路线，进行了5项主要受力部位的系列开发研制。

2 主要科技创新

2.1 设计了一种先进的熔丝压装方法，保护熔丝压接时无损伤，彻底根除了熔丝安装时，尾线伴随螺钉的转动被割伤、绞伤断股等降低熔丝机械强度的不良现象。

2.1.1 传统熔丝压接方法出现的问题。以前所有的跌落熔断器对熔丝尾端的压接，设计全部都是螺钉压接方法，在熔丝传入熔管后，在熔管下部动触头的固定螺钉的垫片下按照顺时针方向沿螺丝缠绕一周半或者两周，再用扳手慢慢固定螺钉，压紧熔丝。

①在用扳手固定熔丝时，螺钉锋利的螺纹对缠绕的熔丝压接部分产生切割力，并且伴有旋转搅动力矩，很容易造成熔丝压接处断股、暗伤，甚至完全断开，需要返工重新安装。②在熔断管合闸投切时，因合闸张力给熔丝造成影响，在熔丝断股、暗伤处挣断熔丝，需要重新安装。③为了增加熔丝强度，预防合闸张力拉断熔丝，采取将高压熔丝并入一根拉紧而且具有弹性的尼龙绳，但是因为其因环境因素容易受热老化，仍然治标不治本。

2.1.2 熔丝压接的改进措施。通过研究，科研人员采用一种超级万能粘合剂将螺钉一端丝纹头部固定在熔管的下触头上，待螺钉固定好后，用砂轮把螺钉的尾帽切掉，同时安装和螺纹相匹配的螺帽和垫片。安装熔丝时，将螺钉压接改造成螺丝杆旋入固定，使用螺帽旋转压接熔丝，消除了丝纹对熔丝的切割力和旋转绞动力。

2.1.3 实施效果：实施后在更换安装熔丝时，把熔丝固定在垫片下，只用旋紧螺帽就能把熔丝压紧固定，尾线随螺栓的转动被轧伤、断股现象得到根除，即使有合闸张力也不至于在压接处出现断开。跌落熔断器在尾线处故障得到彻底解决。

2.2 对熔断器熔管下部进行机械结构的合理改进，解决了老式熔断器常见的结构性缺陷，对熔管、熔丝和熔断器本身具有保护作用。

2.2.1 设计了一种带“V”型滚轮的新型弹板组合结构替换原来的下触头弹簧片，解决了熔丝桥接部位滑脱和易被割伤现象，减少了安装、合闸和运行过程中对熔丝的张力造成熔丝的非要因机械损伤。

①熔丝管的下触头弹簧片，凹槽型设计较浅，当熔丝较松时易脱槽，造成合闸操作熔断管自行脱落；熔丝较紧时凹槽一侧的端口处极易磨损熔丝，使熔丝的合闸瞬间割伤或者在运行中震动割伤，导致运行中的熔断管的非正常性跌落。②改造传统的弹片结构，利用不锈钢材质加工成由两个大小不同的“U”型夹背靠背焊接而成的弹板组合结构，同时在小“U”型夹末端加装一“V”型滚轮，用以敷设熔丝，V型槽的凹槽设计比传统弹片凹槽深，能防止熔丝合闸弹出滑脱；滚轮结构使合闸时熔丝可以顺势滚动，消除熔丝磨损力。

2.2.2 设计了一种新型合闸限位挡块，在熔断管合闸时，利用弹板组合的大U型夹底部顶住限位挡块，消除合闸张力对熔丝的机械式拉伤。

①熔丝管在合闸投运时，为防止出现比较大的高压电弧而采用迅速用力合入，因传统设计缺陷，熔断管下触头没有限位装置，合闸力矩全部在熔丝上承载，对熔丝造成很大的张力，极易挣断熔丝造成合闸失败。再者熔丝安装不当情况出现暗伤断股，在用力合闸瞬间造成熔丝挣断，需要取下熔断管重新安装熔丝。为了保证合闸不挣断熔丝，将熔断管下部弹簧片附近活动部位用铝丝或者铁丝捆绑固定，导致出现问题时失去自动跌落功能，不能从根本上解决问题。②我们科研小组成员针对熔丝合闸时被拉断的实际情况进行反复研究，并在我局试修所进行多次改造试验，确定在熔管下部加装限位挡块的方案：即在熔管下部的铸件的突刺部位，用砂轮机切割做出一个L型金属臂勾作为合闸限位挡块，在合闸时利用上面的V型弹板组合中的大U型夹和限位挡块扣接，完全消除合闸时熔管下动触头与静触头之间张力对熔丝的影响。

通过对熔丝压接方式、V型弹片组合结构和合闸限位挡块等熔管下触头结构的改进，经过反复试验证明，该新型跌落熔断器安装方便快捷，省时省力，彻底消除了跌落熔断器熔丝割断，压接暗伤和脱落现象，熔丝故障得到彻底消除。

3 新型跌落熔断器的技术创新点

3.1 独创了一种新的熔丝压装方式，彻底根除了在安装熔丝压接时，尾线伴随螺钉的转动被割伤、绞伤断股等降低熔丝机械强度的不良现象。

3.2 对熔断器熔管下部进行机械结构的合理改进，解决了老式熔断器常见的结构性缺陷。

3.2.1 设计了一种带“V”型滚轮的新型弹板组合结构，解决了熔丝桥接部位滑脱和易被割伤现象，减少了安装、合闸和运行过程中对熔丝的张力造成熔丝的非要因机械损伤。

3.2.2 在熔管下动触头铸件末端改造制作一“L”型金属臂钩作为合闸限位挡块，在熔断管合闸时，利用弹板组合的大U型夹底部顶住限位挡块，消除合闸张力对熔丝的机械式拉伤。

4 与目前市场同类产品比较

该项目于2009年9月完成，主要技术经济指标：熔丝故障率由安装前的78%下降到0%，跌落熔断器故障率由安装前的8.6%降到2.1%，安装省时省力，也从一定程度上减轻作业人员工作强度，大大提高了工作效率，提高了供电可靠性。

参考文献：

[1]孙路阳.10KV跌落式熔断器故障分析及防范[J].中国新技术新产品，2010.NO.4.

[2]郑春生.一种具有过电压保护功能的跌落式熔断器[J].中国电力，2003年增刊.

跌落式熔断器故障及其防止措施 篇3

1 跌落式熔断器的工作原理

跌落式熔断器的熔管两端的上动触头和下动触头依靠熔断体系紧, 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, 故而将管牢固地卡在鸭嘴里。当短路电流通过使熔断体熔断时, 即产生电弧, 管内衬的钢纸管在电弧使用下产生大量气体, 在电流过零使用弧熄灭。由于熔断体熔断, 在熔管的上下动触头弹簧片的作用下, 熔管迅速跌落, 使电路断开, 切除故障段线路或者故障设备。

2 跌落式熔断器的熔丝规格的选择

在10kv电网中, 普遍采用跌落式熔断器作为分支线路和配电变压器的过电流保护。如果熔丝规格选用不当, 将会造成当线路或配电变压器发生短路故障时熔丝不能正确熔断而导致变电所出线开关跳闸。所以在选用熔丝规格时, 一定要与变电所出线开关继电保护动件时间相配合, 其配合的原则是:

跌落式熔断器熔丝的额定电流必须小于变电所出线开关过电流保护装置的一次整定电流。熔丝的熔断时间必须小于变电所线路开关过电流保护装置的整定时间。l0kv分歧线上安装的跌落式熔断器, 主要用作过负荷保护, 其熔丝一般按分歧线最大负荷电流选择.跌落式熔断器的熔丝不能多条并联使用的原因是:跌落式熔断器熔丝的电阻是由制作熔丝的原料及加工工艺决定的, 与熔丝的额定电流不是成正比关系。不同规格的熔丝电阻不同;不同厂家的同一规格熔丝其电阻也不一定相同。如果将两条或多条不同规格的熔丝并联起来使用, 根据并联电阻的分流原理, 流过每条熔丝的电流不是按其额定电流成正比分配, 这样, 就会造成当流过熔丝的总电流尚未达到总额定值时, 额定电流小的熔丝就因流过较大的电流而熔断, 并产生电弧烧断其它熔丝, 造成停电事故。

3 跌落熔断器通常作为下列几种装置的过电流保护

配电变压器。高压配电线路的支线。当配电线路过长, 变电所继电保护不能保护的范围内的末端线段。

跌落熔断器正常运行时, 依靠保险管内熔丝的拉力保持其正常状态。当故障时, 由于电流很大, 熔丝被熔断.保险管上部和下部的机件便以转轴为中心发生转动, 管子依靠自身的重量, 以下部挂钩为轴向下跌落。由于熔丝熔断和跌落过程中拉长电弧的作用, 使电弧很快被切断, 起到保护的效果。在配电线路上.熔断器的故障所占的比重是相当大的, 这是由于运行管理部门对熔断器缺乏正确的管理所致。

4 跌落熔断器存在的问题及主要故障

4.1 跌落式熔断器的问题

产品工艺粗糙, 制造质量差, 触头弹簧弹性不足, 造成触头接触不良而产生火花过热。

熔管转动轴制造的粗糙不灵活, 使熔管角度达不到规程要求, 尤其是配备的熔管尺寸多数达不到规程要求, 要不就将鸭嘴顶死, 造成熔体熔断后熔管不能迅速跌落, 不能及时将电弧切闸困难, 触头接触不良, 产生电火花。

熔断器额定断开能量小, 其下限值小于被保护系统的三相短路容量。目前, 10kv户外跌落式熔断器分三种型号, 即50A、100A、200A。就200A的上限是200MVA, 下限是20MVA。

有些产品熔管尺寸与熔断器固定接触部分尺寸匹配不合适, 极易松动, 在运行中一旦遇到外力作用、振动或者大风天气, 便会自行误动而跌落, 不但减少了售电量, 而且也很难保证供电可靠率指标。

4.2 跌落熔断器存在主要故障

4.2.1 烧保险管

常见熔断器的烧管故障都在熔丝熔断后发生。中小型电力网中烧管的原因多是熔丝熔断后不能迅速自动跌落, 这时电弧在管子内未被切断形成了连续电弧而将管子烧坏, 而在大电力网中, 烧管则常因故障容量超过了熔断器所能遮断的容量。保险管常因上下转动轴安装不正, 被杂物阻塞, 以及转轴部分粗糙。有时由于熔丝附件太粗.保险管孔太细, 即使熔丝熔断, 熔丝元件也不易从管中脱出使管子不能迅速跌落。

4.2.2 保险管误跌落故障

保险管不正常跌落的主要原因, 是保险管长度与熔断器固定接触部分尺寸不合适.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 (熔断器上盖) 内之直角突起处被烧伤或磨损, 不能挡住管子, 也是造成熔断器误跌落的原因。

4.2.3 熔断器熔丝误断

保险丝误熔断, 而且重复发生.常常是因为熔丝选择得过小或与下一级熔丝容量配合不当, 发生越级误熔断。这类事故, 可能是因为换用大容量的变压器后, 未随之更换大容量的保险丝所致。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, 也会发生误断。

5 防止跌落熔断器故障的主要措施

5.1 加强正常的维修

对运行中的熔断器, 要定期停电检查调整各个接点及活动元件。检查和调整工作一般1～3年进行一次。因缺陷严重现场不能维修的熔断器, 则应拆回修配。

跌落熔断器检查调整的项目和内容, 主要包括安装固定是否牢靠, 角度是否合适, 各部接点有无烧伤, 弹力是否合适, 各部活动轴是否灵活, 保险管长度与固定元件位置是否配合等, 小的缺陷可在现场维修、调整, 如用小锤、砂布打磨各部接点和转轴等, 如有瓷件裂纹、闪络、烧伤、接点烧坏、接点弹簧锈坏等情况则应更换入厂检修。

5.2 改进消弧装置

根据过去对跌落熔断器的鉴定试验, 它只能可靠的遮断约35MVA的短路容量。但由于许多农村电网是接自大电力网, 其短路容量都很大。因此, 改进跌落熔断器的消弧装量, 提高其遮断短路故障的能力, 具有极其重要的意义。装有消弧管的跌落熔断器, 其遮断故障容量有很大的提高, 试验证明可提高一倍以上, 且遮断故障的时间大大缩短, 可由原来的30多个周渡 (0.6s) 缩短到半个周渡 (0.0ls) 。装有消弧管的熔断器, 当保险熔丝熔断时, 其所发生的电弧受到石英砂的冷却以及棉纸腔剂因受高温产生的气体, 使管内产生很大压力向两端喷气, 因而很快地就会熄灭电弧将故障遮断。

5.3 改进保脸熔丝

高压跌落熔断器所用保险熔丝的材料, 最好采用铜银合金。因为它的熔点较高, 井具有一定的机械强度。熔丝特性不受气温变化的影响, 且在空气中不易被氧化变质。

这种高熔点熔丝的配制成分如下。

(1) 25A及以上电流的熔丝:

铜:50% (以重量计)

银:50% (以重量汁)

(2) 小容量l5A以下的熔丝:

铜50“ (以重量计)

银30% (以重量计)

锌20% (以重量计)

熔丝与软铜压接元件的连接.应采用可靠的冲压方法。在使用前应先抽取样品进行电气和机械试验, 以鉴定其性能。

电气试验:一般对熔丝的电气性能, 要求作安-秒特性试验。最简单的试验方法是通过l.3倍的标称电流.在1h内熔丝不应熔断;而当通过1.6～2倍的标称电流时, 则需要在5min内熔断。

机械试验:应满足在150N的静拉力下保证lmin内不断的要求。

摘要：本文结合实践经验, 以跌落式熔断器故障及其防止措施为研究核心, 详细阐述了存在的问题, 并提出了应对的防止措施。

关键词：跌落式熔断器,故障,防止措施

参考文献

[1]江涛, 杨勇涛.配电网电容器熔丝的配置[J]农村电工.2005年08期.

[2]王义刚.跌落式熔断器常见故障及防范措施[J].农村电工.2005年07期.

跌落式熔断器故障原因 篇4

1 跌落式熔断器的工作原理

由于跌落式熔断器安装在配电变压器上, 可以作为配电变压器的主保护, 故在10KV配电线路和配电变压器中得到了普及应用。其工作原理是: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, 磷铜片制成的上静触头顶着上动触头, 故而熔丝管牢固地松在“鸭嘴”里。当短路电流通过熔丝熔断后产生电弧, 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, 在熔丝管白身重力和上、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。

2 跌落式熔断器装置性缺陷的剖析

2.1 产品工艺粗糙, 制造质量差, 触头弹簧弹性不足, 造成触头接触不良而产生电火花。

2.2 熔管转动轴粗糙不灵活, 使熔管角度达不到规程要求。尤其是配备的熔管过长将鸭嘴顶死, 造成熔体熔断后熔管不能迅速跌落, 无法及时将电弧切断、熄灭, 造成熔管烧毁或爆炸;熔管尺寸短, 合闸困难, 触头接触不良产生电火花。

2.3 熔断器额定断开容量小, 其下限值小于被保护系统的三相短路容量。目前, 10KV户外跌落式熔断器分为三种型号, 即50A、100A、200A。200A跌落式断器的遮断能力上限是200MVA, 下限是20MVA。根据其遮断容量的能力, 我们不难看出, 短路故障时熔体熔断后不能及时灭弧, 也容易使熔管消毁或爆炸。

2.4 有些新开关熔管尺寸与熔断器固定接触部分尺寸匹配不合适, 极易松动。在运行中一旦遇到外力作用、振动或者大风天气, 便会自行误动而跌落, 不但减少了售电量, 而且也很难保证供电可靠率指标。

3 跌落式熔断器的检修安装要点

3.1 安装时应将熔体拉紧 (使熔体大约受到24.5N左右的拉力) , 否则容易引起触头发热。

3.2 熔断器安装在横担 (构架) 上应牢固可靠, 不能有任何的动动或摇摆现象。

3.3 熔管的轴线安装应与铅垂线成15-30°的倾角, 有利于熔体熔断时熔管能依靠自身重量迅速跌落。

3.4 熔断器应安装在离地面垂直距离不小于4.5m的横担 (构架) 上, 以防万一熔管掉落引发其他事故。

3.5 熔管的长度调整应适中, 要求合闸鸭嘴舌头能扣住触头长度的三分之二以上, 以免发生自行跌落的误动作, 熔管亦不可顶死鸭嘴, 以防止熔体熔断后熔管不能及时跌落。

3.6 所使用的熔体必须是正规厂家的标准产品, 并具有一定的机械强度, 一般要求熔体最少能承受147N以上的拉力。

3.7 10KV跌落式熔断器安装在户外, 要求相间距离大于0.5m。

4 跌落式熔断器的检修操作

一般情况下不允许带负荷操作跌落式熔断器, 只允许其操作空载设备 (线路) 。但在农网10KV配电线路分支线和额定容量小于200KVA的配电变压器允许按下列要求带负荷操作:

4.1 操作时由两人进行 (一人监护, 一人操作) , 但必须戴经试验合格的绝缘手套, 穿绝缘靴、戴护目眼镜, 使用电压等级相匹配的合格绝缘棒操作, 在雷电或者大雨的气候下禁止操作。

4.2 在拉闸操作时, 一般规定为先拉断中间相, 再拉背风的边相, 最后拉断迎风的边相。因为配电变压器由三相运行改为两相运行, 拉断中间相时所产生的电弧火花最小, 不致造成相间短路。其次是拉断背风边相, 因为中间相己被拉开, 背风边相与迎风边相的距离增加了一倍, 即使有过电压产生, 造成相间短路的可能性也很小。最后拉断迎风边相时, 仅有对地的电容电流, 产生的电火花则已很轻微。

4.3 合闸的时候操作顺序拉闸时相反, 先合迎风边相, 再合背风的边相, 最后合上中间相。

4.4 操作熔管是一项频繁的项目, 注意不到便会造成触头烧伤引起接触不良, 使触头过热, 弹簧退火, 促使触头接触更为不良, 形成恶性循环。所以, 拉、合熔管时要用力适度, 合好后要仔细检查鸭嘴舌头能紧紧扣住舌头长度三分之二以上, 可用拉闸杆钩住上鸭嘴向下压几下, 再轻轻试拉, 检查是否合好。合闸时未能到位或未合牢靠, 熔断器上静触头压力不足, 极易造成触头烧伤或者熔管自行跌落。

5 跌落式熔断器的运行维护管理

5.1 为使熔断器能更可靠、安全的运行, 除按规程要求严格地选择正规厂家生产的合格产品及配件包括熔件等外, 在运行维护管理中应特别注意以下事项。

5.1.1 熔断器具额定电流与熔体及负荷电流值是否匹配合适, 若配合不当必须进行调换。

5.1.2 熔断器的每次操作须仔细认真, 不可粗心人意, 特别是合闸操作, 必须使动、静触头接触良好。

5.1.3 熔管内必须使用标准熔体, 禁止用铜丝铝丝代替熔体, 更不准用铜丝、铝丝及铁丝将触头绑扎住使用。

5.1.4 对新安装或更换的熔断器, 要严格验收工序, 必须满足规程质量要求, 熔管安装角度达到25°左右的倾下角。

5.1.5 更换新的同规格熔体, 不可将熔断后的熔体联结起来再装入熔管继续使用。

5.1.6 断器进行巡视, 每月不少于一次夜间巡视, 杳看有无放电火花和接触不良现象, 有放电, 会伴有嘶嘶的响声, 要尽早安排处理。

5.2 在停电检修时应对熔断器做如下内容的检查

5.2.1 静、动触头接触是否吻合, 紧密完好, 有否烧伤痕迹。

5.2.2 熔断器转动部位是否灵活, 有否锈蚀、转动不灵等异常, 零部件是否损坏、弹簧有否锈蚀。

5.2.3 熔体本身有否受到损伤, 经长期通电后有无发热伸长过多变得松弛无力。

5.2.4 熔管经多次动作管内产气用消弧管是否烧伤及日晒雨淋后是否损伤变形、长度是否缩短。

5.2.5 清扫绝缘子并检查有无损伤、裂纹或放电痕迹, 拆开上、下引线后, 用2500V摇表测试绝缘电阻应大于300ΜΩ。

5.2.6 检查熔断器上下连接引线有无松动、放电、过热现象。

对上述项日检查出的缺陷一定要认真检修处理。

6 熔丝熔断原因分析

6.1 熔丝不正常熔断引起掉管, 从理论上说是熔丝保护起到了作用。但是, 从以往的统计中可明显地看出, 不正常熔断有时间和气候规律, 多发生在每年的7~8月间, 气温高、用电负荷大、配变负载上升快。这说明了熔丝不正常熔断的重要原因:一是熔丝容量与配变容量配置不当, 达不到熔丝配置的技术标准;二是熔丝的质量不过关, 熔断特性比较差。

6.2 熔丝由于轧伤引起掉管没有特别的时间规律和气候规律, 从熔丝本体轧断的部位来看有两点:一是熔丝两端固定的螺栓处, 二是熔丝在熔丝管两端的金属铸件转角处。

6.3 在拧紧螺栓时, 熔丝末端随螺栓的转动而绕转断股。

6.4 由于熔丝管两端金属铸件转角处有凹凸锋利刃口, 熔丝在固定上紧以后, 经过一段时间运行, 受机械力震动的影响, 熔丝被割伤而断股。

6.5 在更换熔丝时, 如果上得过紧或过松, 经过一段时间的运行之后, 由于受到自然环境、机械震动和长时间受力等影响, 就会使熔丝在过紧状态下拉出, 或者熔丝较原先更换时拉长松脱, 造成掉管故障。其原因有:

6.5.1 更换熔丝时, 调换受力不适当。

6.5.2 熔丝松脱拉出, 主要是指熔丝本体从与多股尾线的压接处拉出, 此类问题属于厂家的产品质量问题。

6.5.3 跌落式熔断器运行年久, 尤其是负荷长期较小的配变, 熔丝管内有进水受潮而发生熔丝霉断的现象。

7 检修运行对策

7.1 采购合格的产品。

7.2 配置的熔丝容量应按有关规程规定选取:

7.2.1 变压器一次侧熔丝是作为变压器本身和二次侧出线故障的后备保护, 与变电所出线开关继电保护的动作时间相配合, 必须小于变电所出口断路器的开断时间, 要求熔丝熔断而出口断路器不动作。变压器容量在80KVA以下, 其一次侧熔丝可按 (2-2.5) 倍额定电流选用;在100KVA及以上的配变, 其一次侧熔丝可按 (1.5-2) 倍额定电流选用。

7.2.2 分支线路干线熔丝主要作为过负荷保护, 一般按分支线路最大负荷电流选择熔丝的额定电流, 熔断时间应小于变电所出线开关电流保护装置的整定时间。

7.2.3 提高电二的技术素质和检修工艺。在安装或更换熔丝时, 要使其受力适度, 避免过松、过紧。

7.2.4 对熔丝管两端存在的铸件不平缺陷问题, 生产厂家应进行“倒角”处理或作其他改进。

综上所述可知, 对跌落式熔断器的管理和改进还需要做很多方面的工作。为了让老百姓能够放心地用上高质星的电能, 我们一定要加强学习和提高工作质量, 让配电线路能够安全高效的运行。同时继续夯实基础建设, 改善设备状况, 细化现场管理, 提高配电设备运行的健康水平, 为企业争取更大效益。

参考文献

[1]李育钢, 徐华文.城区低压配电网台区的运行故障调查分析[J]湖北电力2006.2。

[2]郑文勇.对变电站安全运行的探讨[J]广东科技.2008.12。

跌落式熔断器故障原因 篇5

石油企业电力部门运行管理上千台配电变压器, 配电变压器一次侧过载和短路保护, 以及进行设备投、切操作的唯一开关设施是跌落式熔断器。跌落式熔断器主要组成是熔管、绝缘支座和上、下动静触头, 其中, 熔管由内层的消弧管 (钢纸管) 和外层的酚醛纸管或环氧玻璃纤维布管组成。熔管长期暴露在室外, 受环境温度、恶劣气候条件以及施工工艺等因素影响, 极易烧损, 导致配电变压器缺相运行, 而且高温的熔管残渣掉落在干草或杂物处会引起火灾。

1 工作原理

熔丝一端由导电性能良好的圆铜片经带螺纹的铜扣旋紧封死固定, 另一端由螺丝固定。熔管两端的动触头依靠熔丝 (熔体) 系紧, 并使熔丝位于熔管中间偏上方, 上动触头由于熔丝拉紧的拉力而垂直于熔管向上翘起。将上动触头推入上静触头 (俗称鸭嘴) 凸出部分后, 上静触头顶着上动触头, 故熔管牢固地卡在“鸭嘴”里。当短路电流通过熔丝熔断时, 产生电弧, 熔管内衬的钢纸管在电弧作用下产生大量气体, 因熔管上端被封死, 气体向下端喷出, 吹灭电弧。由于熔丝熔断, 熔管上下动触头失去熔丝的系紧力, 在熔管自身重力和下动触头弹簧片作用下, 熔管迅速跌落, 断开电路, 切除故障段线路或故障设备。

2 故障原因分析

2.1 熔管质量低劣

(1) 熔管本体质量达不到要求, 管壁过薄、电气绝缘性差, 垂直于壁层耐电压低于9~11 k V的指标值。

(2) 熔管转动轴制造粗糙、不灵活, 造成熔管角度达不到规程要求, 尤其是配备的熔管尺寸多数达不到规程要求, 熔管过长将“鸭嘴”顶死, 造成熔丝熔断后熔管不能迅速跌落, 不能及时切断、熄灭电弧, 导致熔丝两个端点长时间放电, 烧损熔管。

2.2 熔丝容量选择不当

熔丝额定电流一般按负荷电流的1.5~2 倍进行选择。负荷电流是一个变化范围较大的变量, 因此选择时必须既要满足实际负荷电流要求, 又要强度满足操作要求。选择后, 还要按被保护系统三相短路容量进行校核, 该系统三相短路容量小于熔丝的额定断开容量上限, 但必须大于额定断开容量下限, 若低于下限则可能因电流过小, 产气不足而无法熄灭电弧, 最终引起熔管烧损。

2.3 施工操作不规范

由于熔丝一端由螺丝固定, 有些岗位员工操作工艺不规范, 更换或安装熔丝时造成熔丝与固定点之间安装不紧密。由于野外环境温度不同, 造成螺丝固定点热胀冷缩的比例不同, 加之长时间野外大风的不停作用, 形成该部位局部放电现象。另外, 上动、静触头之间因操作不当或熔管调整不到位造成的局部放电现象。这两种情况若长期存在, 就会造成连接部位的放电热传导, 熔管长时间在下动触头放电热传导作用下受热而烧损。

2.4 下动触头弹簧片异位

熔丝熔断后产生的气体吹灭电弧, 熔管在自身重力和下动触头弹簧片作用下迅速跌落。其中, 弹簧片的作用非常重要, 如果长期在野外恶劣环境和弹簧片一直受外力张开情况下, 极易造成弹簧片失去弹性或造成异位而不能将熔管迅速跌落。这时熔断后的熔丝尖端再次持续放电, 造成熔管长时间承受高温而烧损。

3 改进措施

3.1 技术改进

熔丝额定电流按负荷电流1.5~2 倍的上限进行选择, 选择后, 对熔丝额定电流进行短路容量校核, 这样即可满足负荷电流的上限熔丝熔断, 避免长时间放电烧损熔管。对于弹簧片失去弹性或异位, 不能将熔管迅速跌落烧损熔管的问题, 在弹簧片打一个孔, 将熔丝通过小孔后缠绕一圈再进行连接固定。这样当弹簧片失去弹性或异位不能有效断开熔丝时, 靠弹簧片自身力量就能够将熔丝快速拉开, 避免熔管烧损。

3.2 管理改进

强化产品进货渠道的考察和监督, 特别是对进入电网的新产品在厂家检验合格基础上, 进行一定数量的产品抽查, 保证产品质量满足电网要求和运行规范。

加强职工技术培训, 提高新转岗职工和送电线路职工现场操作水平 (如实际选择熔丝额定电流) , 多训练、多操作, 合理调整上动、静触头之间张弛度, 对固定点采用带螺纹的螺丝, 这样能够保障接触点紧密, 放电场强小。

4 结束语

上述措施在公司管理的660 多台变压器实施后, 熔管烧损由以前的每月6 次降低到1 次, 提高了变压器使用效率, 降低了用电负荷缺相故障, 减小了熔管烧损造成火灾风险, 用户反映良好, 效果显著。

摘要：变压器跌落式熔断器在运行过程中经常发生熔管烧损问题, 直接影响配电变压器和低压运行设备的安全运行, 分析熔管烧损原因, 提出改进方法。

关键词：跌落式熔断器,熔管,烧损,改进

参考文献

跌落式熔断器故障原因 篇6

1.1 跌落式熔断器的工作原理

高明区配网应用的10k V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 10k V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10k V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。

2 10k V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10k V跌落式熔断器非正常性故障的发生率。

2.2 引进合资10k V跌落式熔断器开关

合资10k V跌落式熔断器开关由于价格较高,比国产10k V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10k V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10k V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10k V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。

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。

新型跌落式熔断器的应用 篇7

随着城乡电网建设改造力度的加大以及农网科技水平的提高, 系统内电气设备的性能日益完善, 相对而言, 传统RW系列跌落式熔断器存在的问题也越来越突出, 严重制约了10～35kV配网的发展。新型跌落式熔断器具有成本低廉、结构简单、体积小、重量轻、安装操作方便和户外环境适应性强等特点, 可广泛应用于功率较小和对保护性能要求不高的配电网络, 作为控制与保护设备用于停送电操作、分合负荷电流及隔离电路, 也可兼作短路、过载保护之用。

1 传统RW系列跌落式熔断器缺陷

众所周知, 传统RW系列跌落式熔断器合闸困难、易脱落、经常烧坏触头和熔管, 故障率偏高, 不但增加了维护人员的工作量, 而且也滋生了维护人员的不当使用。比如, 因机械强度不够随意更换大规格熔丝, 以单根铝丝或铜丝代替高压熔丝, 或用铁丝绑死熔管两端动触头等严重违章操作, 使熔断器完全失去了应有的保护功能。故障时不仅影响用户正常用电, 甚至可能越级跳闸引发大面积停电事故, 对优质、安全、可靠供电构成重大威胁。常见熔断器故障现象及原因有触头烧损、熔管烧坏、载熔件误跌落、熔丝误断等。

传统RW系列跌落式熔断器在运行中高压熔丝长期承受3个作用力的合力F: (1) 熔丝对熔管两端动触头的拉紧力F1; (2) 熔管尾端弹簧支架的弹力F2, 将弹簧支架压到底会感觉到有很大的反作用弹力; (3) 熔断器上静触头组件对动触头向下的压力F3。在这3个力的合力F作用下高压熔丝始终处于拉紧状态, 合闸操作完成时还要承受一个机械冲击力。农村10～35kV配网中使用的高压熔丝大部分为小规格熔丝, 而小规格熔丝没有足够的机械强度, 往往无法承受这几个作用力的合力导致熔丝易被拉断或从套圈中拔出。

2 新型跌落式熔断器介绍

以FCRW12-100 (200) /12.5型跌落式熔断器为例, 新型熔断器在结构上做了较大改进, 使得构造更为简单合理, 具备优良的电气特性、绝缘强度、机械刚性、自洁能力, 整体机构对中性好, 安装方便, 安全可靠。熔管具有不吸潮、不变形, 开断容量大, 抗紫外线, 寿命长、维修方便等优点。

新型跌落式熔断器将载熔件上端铜质压帽的顶端做动触头接触面, 下压板接触面 (上静触头) 为一圆形凹槽, 增大了导体接触面积;下压板由上端的不锈钢弹簧提供较大接触压力, 对载熔件的压帽顶端施以正压力, 使动静触头接触更加紧密;动静触头表面镀银, 提高了电接触的可靠性, 保证了良好的电流通路;专门设计的喇叭型叉钩能可靠地将载熔件导入合闸位置。最关键、最重要的改进是跌落式熔断器动静触头组件, 合闸操作时大大减弱了传递到高压熔丝上的冲击力。合闸到位后, 熔断器下端的锁紧关节锁住, 熔丝绷紧程度与上静触头组件压力关系不大, 熔丝不再承受较大的拉紧张力, 这种改进较好地解决了高压熔丝误断现象。

载熔件采用单端向下排气结构, 熔管上端用上动触头封住, 只留下端敞开排气, 兼顾开断大小电流。当被保护对象发生故障 (如短路或过载) 时, 故障电流使熔丝迅速熔断并形成电弧, 熔丝管内衬的钢纸管在电弧作用下分解出大量的气体, 使管内压力急剧增大, 并沿熔管下端出口喷出, 形成强有力的纵向吹弧, 电弧被迅速拉长而熄灭, 熔丝熔断后载熔件可靠跌落。这就保证了从过载直至短路的故障电流可靠开断, 确保了电弧在灭弧管内熄灭, 防止上触头拉弧烧损;同时能防止在开断过程中电弧对熔断器安装部位上方线路或设备的损害。载熔件上端封闭后, 能够有效防止雨水侵入使熔管内衬的钢纸管或辅助消弧管受潮失效。

新型换代产品相应结构性能的改进, 能够在较大程度上克服传统跌落式熔断器的性能缺陷, 能够避免无故障脱落掉电事故, 保护特性和可靠性都得到了很大提高。

3 配套高压熔丝的选用

当前农网10～35kV配电变压器, 绝大部分容量在50～200kVA之间, 按照国家电网公司提出的服务“三新”发展战略要求:农网新建或改造时, 必须依据“小容量、密布点、短半径”的原则选择安装配电变压器。为提高供电可靠性和安全性、改善电压质量、降低电能损耗, 人口较多、村庄面积较大、低压线路较长的台区, 宜采用2台及以上小容量配变供电, 因此在新一轮农网改造升级工程中还是以选用小容量配变为主。小容量配变高压侧一般选用5～15A的高压熔丝, 10kV分支线、分支干线保护用跌落式熔断器高压熔丝规格大多选用30A及以下。小规格的高压熔丝机械强度低, 使用绝缘操作杆进行合闸操作的过程中, 熔丝往往无法承受其冲击力而断开, 需反复多次才能成功合上载熔件。运行中, 在熔断器静触头组件、弹簧支架和熔管两端动触头共同作用下熔丝一直处于绷紧状态, 因为长期承受这一强度的张力, 熔丝经常由于机械强度低而误断。

高压熔丝是人为地在电路中设置一个最薄弱的发热元件, 当流过的电流超过一定数值时, 熔体发热熔化产生电弧, 在周围灭弧介质作用下, 熄灭电弧断开电路, 保护电气设备。与10kV跌落式熔断器配套使用的高压熔丝有T型和K型2种规格, 熔体材料一般采用铜锌锡合金或铜银合金。T型熔丝的熔化速率较高, SR=10～13;而K型熔丝的熔化速率较低, SR=6～8 (SR的定义为熔体在0.1s时的电流I0.1S与在300s时的电流I300s的比值, 即SR=I0.1S/I300s) 。农网中高压熔丝宜选用K型熔丝。

临邑县电业公司选用的是上海智广熔断器公司生产的K型高压熔丝, 为防止小规格熔丝的熔体机械强度低而易被拉断或拔出, 该产品在熔体两端套圈处并联细钢丝, 有效地增强了熔丝的机械强度, 避免了误断现象。并联细钢丝之后, 还可防止低熔点熔体因长期运行而受热伸长, 从而影响熔断器动静触头间的接触压力。为保证可靠熄灭过载电流电弧, 在熔丝上还套有小直径的辅助熄弧钢纸管, 以确保过负荷小电流也能可靠灭弧。另一种新型高压熔丝是用高强度尼龙塑料作为高压熔丝的辅助材料, 复合在熔丝的薄弱部位———熔体及两端套圈表面, 以增加熔丝的机械强度, 达到合闸时或投运后熔丝不断的目的。该型熔丝表面敷一层尼龙塑料后, 阻隔了空气进入与熔体接触的机会, 减少了熔体受潮霉变而断裂的现象。当熔丝因过流熔断时, 瞬间产生高温电弧使尼龙塑料熔化, 迅速使熔断器跌落而熄灭电弧, 以达到小规格熔丝保护小电流设备的目的。

上述2类高压熔丝和新型跌落式熔断器配合使用, 可以较好地解决小规格熔丝因机械强度不够而频频误断, 换大规格熔丝后失去保护的问题。避免了因机械强度低用铁丝绑死熔管上下动触头, 而使载熔件无法跌落, 不能迅速熄灭电弧而烧坏熔管的人为问题。大大降低了烧坏触头、无故脱落等故障发生机率, 保证了10kV配网的安全运行。

4 实际应用

自2010年起, 在新建或改造的10kV配网工程中, 临邑县电业公司开始采用FCRWM12-100 (200) /12.5带消弧栅型和FCRW12-100 (200) /12.5不带消弧栅型2种高压跌落式熔断器。安装在线路上的跌落式熔断器采用带消弧栅型, 负荷开断由1个独立的灭弧棚完成, 包括灭弧室和弧触头, 具备带负荷操作分、合闸的能力。当需要拉开负荷时, 首先主触头分离, 由辅助触头切断负荷电流, 在辅助触头之间产生电弧, 电弧在灭弧室狭窄缝隙中被拉长, 同时灭弧罩产生强烈的游离气体, 在电流过零时使电弧熄灭, 保证了主触头的安全, 延长了熔断器的寿命。操作人员用普通的绝缘操作杆就可轻松、安全地切断负荷电流。不带消弧栅型则适用于配电变压器高压侧保护。需引起注意的是, 带消弧栅型跌落式熔断器应尽可能减少带负荷拉合闸次数。在开断一定次数的负荷电流, 独立灭弧栅烧损严重后, 应及时更换相应组件, 避免设备带病运行引起停电事故。

目前在10kV分支线及分支干线中已安装新型跌落式熔断器59组, 配电变压器高压侧安装78组, 共计安装投运137组。和传统RW型跌落式熔断器相比较, 新型熔断器故障率大为降低, 如表1所示。

5 结束语

新型跌落式熔断器价格虽然比传统RW型产品贵, 但投、切操作容易, 合闸时载熔件到位精确, 动静触头接触紧密, 能可靠的实现带负荷开断, 性价比高、性能稳定、实际运行情况良好, 有效降低了10kV配网故障率, 减轻维护人员工作量, 提高供电可靠性和安全性。无论从农网投资的长远利益和经济效益来讲, 还是从提高供电企业的优质服务来讲都值得推广应用。