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高压跌落式熔断器简介及操作注意事项
来源:京开华源
简介与分析
  
    跌落式熔断是10kV配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关,它具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点,被广泛应用于10kV配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用。它安装在10kV配电线路分支线上,可缩小停电范围,因其有一个明显的断开点,具备了隔离开关的功能,给检修段线路和设备创造了一个安全作业环境,增加了检修人员的安全感。安装在配电变压器上,可以作为配电变压器的主保护,所以,在10kV配电线路和配电变压器中得到了普及。
  
    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,磷铜片等制成的上静触头顶着上动触头,故而熔丝管牢固地卡在"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。
  
    在现实的农网10kV线路系统中和配电变压器上的熔断器不能正确动作,其原因之一是,农电工素质差,责任心不强,常年不进行跌落式熔断器的维护和检修;原因之二是,跌落式熔断器的产品质量低劣,不能灵活的拉、合操作。两原因降低了跌落式熔断器的功能。现实中经常出现缺熔管、缺熔体或用铜丝、铝丝甚至于铁丝勾挂代替熔体的情况。使得线路的跳闸率和配电变压器的故障率居高不下。
 
1、对跌落式熔断器装置性缺陷的剖析
随着电力行业的发展,高压跌落式熔断器的生产问题越来越大,主要问题如下:
  
    (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火花过热。
  
    (2) 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,熔管过长将鸭嘴顶死,造成熔体熔断后熔管不能迅速跌落,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。广灵电业局"6.7"事故就属于此类原因,导致了工作人员心里急躁,闪念出用手握熔管合闸动态,发生触电身亡。
  
    (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跌落式熔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,也容易使熔管烧毁或爆炸。
  
    (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。
 
    上述几方面缺陷的存在,不但增加了维护人员的工作量,而且也促使维护人员(尤其是农电工)的不正当使用,完全地失去跌落式熔断器应有的保护功能,在线路中发生短路只能将停电范围扩大,越级到变电所10kV出线总断路器跳闸,造成全线路停电。
   
    由北京京开华源电气有限公司生产的高压熔断器,不论是从工艺上,外观上,价格上在行业内都处于领先地位,在全国各大农网改造,风力发电厂都有良好的口碑。仅在新疆、内蒙古等地区使用的防风型跌落式熔断器达36533组,氧化锌避雷器达5866台,各类绝缘子达87965只。 为电力行业作出了贡献。
 
2、对跌落式熔断器(开关)的选择
  10kV跌落式熔断器适用于环境空气无导电粉尘、无腐蚀性气体及易燃、易爆等危险性环境,年度温差变比在±40℃以内的户外场所。其选择是按照额定电压和额定电流两项参数进行,也就是熔断器的额定电压必须与被保护设备(线路)的额定电压相匹配。熔断器具的额定电流应大于或等于熔体的额定电流。而熔体的额定电流可选为额定负荷电流的1.5~2倍。此外,应按被保护系统三相短路容量,对所选定的熔断器进行校核。保证被保护系统三相短路容量小于熔断器额定断开容量的上限,但必须大于额定断开容量的下限。若熔断器的额定断开容量(一般是指其上限)过大,很可能使被保护系统三相短路容量小于熔断器额定断开容量的下限,造成在熔体熔断时难以灭弧,最终引起熔管烧毁,爆炸等事故。目前,一些供电单位仍处于农网改造高峰,在选用该类熔断器时,必须严把产品质量关,保护合格的设备入网,同时要注意到它的额定断开容量上限值和下限值。  
 
3、跌落式熔断器的安装
  
    (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。
  
    (2) 熔断器安装在横担(构架)上应牢固可靠,不能有任何的晃动或摇晃现象。
  
    (3) 熔管应有向下25°±2°的倾角,以利熔体熔断时熔管能依靠自身重量迅速跌落。
  
    (4) 熔断器应安装在离地面垂直距离不小于4m的横担(构架)上,若安装在配电变压器上方,应与配变的最外轮廓边界保持0.5m以上的水平距离,以防万一熔管掉落引发其他事故。
  
    (5) 熔管的长度应调整适中,要求合闸后鸭嘴舌头能扣住触头长度的三分之二以上,以免在运行中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。
  
    (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。
  
    (7) 10kV跌落式熔断器安装在户外,要求相间距离大于70cm。
   
4、跌落式熔断器的操作
 
  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:
 
  (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。
 
  (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。这是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,因为中间相已被拉开,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。
 
  (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) 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
 
  (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:
 
  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整。
 
  ②熔断器的每次操作须仔细认真,不可粗心大意,特别是合闸操作,必须使动、静触头接触良好。
 
  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。
 
  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熔体熔断后应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。
 
  ⑥应定期对熔断器进行巡视,每月不少于一次夜间巡视,查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。
 
(2)在春检停电检修时应对熔断器做如下内容的检查:
  ①静、动触头接触是否吻合,紧密完好,有否烧伤痕迹。
 
  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。
 
  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。
 
  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300MΩ。
 
  ⑥检查熔断器上下连接引线有无松动、放电、过热现象。
 
对上述项目检查出的缺陷一定要认真检修处理。
 
操作方法(此方法由北京京开华源电气有限公司提供)
 
一、操作准备
 
    操作人员在拉开跌落式熔断器时,必须使用电压等级适合,经过试验合格的绝缘杆,穿绝缘鞋、戴绝缘手套、绝缘帽和防目镜或站在干燥的木台上,并有人监护,以保人身安全。
 
二、操作方法
 
    操作人员在拉、合跌落式熔断器开始或终了时,不得有冲击。冲击将会损伤熔断器,如将绝缘子拉断、撞裂,鸭嘴撞偏,操作环拉掉、撞断等。工作人员在对跌落式熔断器分、合操作时,千万不要用力过猛,发生冲击,以免损坏熔断器,且分、合必须到位。
 
  合熔断器的过程用力是慢(开始)--快(当动触头临近静触头时)--慢(当动触头临近合闸终了时)。拉熔断器的过程用力是慢(开始)--快(当动触头临近静触头时)--慢(当动触头临近拉闸终了时)。快是为了防止电弧造成电器短路和灼伤触头,慢是为了防止操作冲击力,造成熔断器机械损伤。
 
三、操作步骤
 
    高压跌落式熔断器三相的操作顺序。停电操作时,应先拉中间相,后拉两边相。送电时则先合两边相,后合中间相。停电时先拉中相的原因主要是考虑到中相切断时的电流要小于边相(电路一部分负荷转由两相承担),因而电弧小,对两边相无危险。操作第二相(边相)跌落式熔断器时,电流较大,而此时中相已拉开,另两个跌落式熔断器相距较远,可防止电弧拉长造成相间短路。遇到大风时,要按先拉中间相,再拉背风相,最后拉迎风相的顺序进行停电。送电时则先合迎风相,再合背凤相,最后合中间相,这样可以防止风吹电弧造成短路。
 
四、操作总结
 
    配电变压器停送电操作顺序:在一般情况下,停电时应先拉开负荷侧的低压开关,再拉开电源侧的高压跌落式熔断器。在多电源的情况下,按上述顺序停电,可以防止变压器反送电,遇有故障时,保护可能拒动,延长故障切除时间,使事故扩大。从电源侧逐级进行送电操作,可以减少冲击起动电流(负荷),减少电压波动,保证设备安全运行。如遇有故障,可立即跳闸或停止操作,便于按送电范围检查、判断和处理。停电时先停负荷侧,从低压到高压逐级停电操作顺序,可以避免开关切断较大的电流量,减少操作过电压的幅值、次数。操作中尽量避免带负荷拉合跌落式熔断器,如果发现操作中带负荷错合熔断器,即使合错,甚至发生电弧,也不准将熔断器再拉开。如果发生带负荷错拉熔断器,在动触头刚离开固定触头时,便发生电弧,这时应立即合上,可以消灭电弧,避免事故扩大。但如熔断器已全部拉开,则不许将误拉的熔断器再合上。对于容量为200千伏安及以下的配电变压器,允许其高压侧的熔断器分、合负荷电流。
 
 
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