淺談電氣開關(guān)故障的檢查及其處理

段建軍 程慧軍 高錦華

（大同煤礦集團娘子關(guān)發(fā)電有限公司，山西 陽泉 045233）

淺談電氣開關(guān)故障的檢查及其處理

段建軍 程慧軍 高錦華

（大同煤礦集團娘子關(guān)發(fā)電有限公司，山西 陽泉 045233）

本文針對螺旋式熔斷器弧前時間、燃弧時間過長，瞬態(tài)恢復(fù)電壓過低，飛弧過大，約定不熔斷電流、約定電流值、分?jǐn)嗄芰Σ荒軡M足使用要求，提出了可以在選材的時候，對待選石英砂進行磁選、擦洗脫泥并用標(biāo)準(zhǔn)篩過篩等方法。這些方法可以有效提高石英砂的純度，從而提高螺旋式熔斷器保護的可靠性，進一步加強了熔斷器對電氣設(shè)備的保護。

螺旋式熔斷器；弧前時間；燃弧時間

螺旋式熔斷器是主要的電氣開關(guān)之一，它主要用于電氣設(shè)備的過載及短路保護，由于其分?jǐn)嗄芰^高，結(jié)構(gòu)相對緊湊，體積較小，且更換熔體方便，工作安全可靠，所以，它適用于交流50Hz、額定電壓至380V，額定電流至200A的線路中，作電氣設(shè)備短路或過載保護之用。為了更好地保護電氣設(shè)備，防止螺旋式熔斷器的原因而引起的故障，本文提出了一些提高螺旋式熔斷器保護的可靠性的方法。

1 螺旋式熔斷器的正常工作條件

1.1 海拔高度不超過2 000m。

1.2 周圍空氣溫度不高于+40℃及不低于-5℃且24小時平均值不超過35℃。

1.3 周圍空氣的相對濕度在最高溫度為40℃時不超過50%，在較低溫度下可以有較高的相對濕度，例如在20℃時，相對濕度可達90%。而且要考慮由于溫度變化而產(chǎn)生的凝露。

1.4 振幅不大于0.5mm，頻率不大于600次/min的振動。

1.5 在無爆炸危險的介質(zhì)中，且介質(zhì)中無足以腐蝕金屬或破壞絕緣的氣體和導(dǎo)電塵埃。

2 影響熔斷器可靠性原因分析及提高其保護特性采取的措施

經(jīng)過大量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，螺旋式熔斷器使用時發(fā)現(xiàn)：弧前時間、燃弧時間過長，瞬態(tài)恢復(fù)電壓過低，飛弧過大，約定不熔斷電流、約定電流值、分?jǐn)嗄芰Σ荒軡M足要求。

針對以上問題，在螺旋式熔斷器加工制造過程采取的改進措施主要有以下幾種。

2.1 裝入高純度石英砂作為滅弧介質(zhì)

熔斷器主要是利用金屬導(dǎo)體（銅、銀）作為熔體串聯(lián)于電路中，當(dāng)過載或短路電流通過熔體時，因其自身發(fā)熱而熔斷，從而分?jǐn)嚯娐返囊环N電器，但在分?jǐn)嚯娐窌r應(yīng)考慮燃弧時間、瞬態(tài)恢復(fù)電壓、工頻或恢復(fù)電壓、熔斷器的電弧電壓，為減少燃弧時間及熔斷時產(chǎn)生的飛弧，確保瞬態(tài)恢復(fù)電壓，在熔斷管中裝入高純度石英砂作為滅弧介質(zhì)（熔體埋于石英砂中，熔體熔斷時，電弧噴向石英砂及其縫隙，可迅速降溫而熄滅、確保斷電絕緣），因此，石英砂是減少燃弧時間、飛弧，提高分?jǐn)嗄芰Γ_保瞬態(tài)恢復(fù)電壓關(guān)鍵的材料，選擇的石英砂應(yīng)確保（SiO2≥99.5—99.9%，F(xiàn)e2O3≤0.001%）。

使用前用磁選：主要用于除去石英砂中的磁性礦物，如可以通過強磁性機除去赤鐵礦、褐鐵礦、黑云母等弱磁性礦物，而強磁性礦物如磁鐵礦則可以通過弱磁選機除去。

擦洗脫泥：擦洗是指借助機械力和砂粒間的磨剝力來除去石英砂表面的薄膜鐵、粘結(jié)及泥性雜質(zhì)礦物和進一步擦碎未成單體的礦物集合體，再經(jīng)分級作業(yè)達到進一步提純石英砂的效果。目前主要有棒磨擦洗和機械擦洗。

用標(biāo)準(zhǔn)篩過篩：保持粒度范圍1-0.1mm內(nèi)，烘干（石英砂使用前用專用烘干設(shè)備烘干、保溫桶保存）、裝入熔管后、經(jīng)震動設(shè)備震動、達到密實、減少縫隙，確保滿足弧前時間、燃弧時間過長，瞬態(tài)恢復(fù)電壓過低，飛弧過大，提高分?jǐn)嗄芰σ蟆?/p>

2.2 合理選擇熔體

熔體由一組金屬（銅、銀）熔絲（片）組成，由于各種電氣設(shè)備都具有一定的過載能力，允許在一定條件下較長時間運行，還有一些設(shè)備起動電流很大，但起動時間很短，所以，要求這些設(shè)備的保護特性要適應(yīng)設(shè)備運行的需要，要求熔斷體在電機起動時不熔斷，也就是熔體有約定不熔斷電流（在規(guī)定時間內(nèi)、熔體能承載不熔化的規(guī)定電流值）；而當(dāng)負載超過允許值時，就要求保護熔體在一定時間內(nèi)熔斷也就是約定電流值（在規(guī)定時間內(nèi)、引起熔斷體熔斷的規(guī)定電流值），在短路電流作用下和超過允許過負荷電流時，熔體能可靠熔斷也就是熔斷器分?jǐn)嗄芰Γㄔ谝?guī)定的使用和性能條件下、熔斷器在規(guī)定的電壓下分?jǐn)嗟念A(yù)期電流值），起到保護作用。熔斷器的選擇性（熔體額定電流選擇偏大，負載在短路或長期過負荷時不能及時熔斷；選擇過小，可能在正常負載電流作用下就會熔斷，影響正常運行，為保證設(shè)備正常運行，必須根據(jù)負載性質(zhì)合理地選擇熔體額定電流）。

表1 熔斷體的約定時間和約定電流

為確保熔斷體有（約定不熔斷電流，一般在150%In或115% In），約定電流值為210%In，時間—電流特性是熔斷體最主要的電性能指標(biāo)，它表明了熔斷體在不同過載電流負載時熔斷的時間范圍，熔化熱能值I2t：熔化熱能值I2t是直接測定熔斷體熔絲（片）被熔斷所需的能量值（在0.008秒或更短的持續(xù)時間內(nèi)），對于每一種不同的熔絲（片）來說是一個常量值。當(dāng)選用熔斷體時應(yīng)先測定選用熔斷體的I2t，再與所用電路可能出現(xiàn)的脈沖電流的I2t值作比較，一般是I2t/熔化I2t=1/3，這樣在留有一定的余量后，熔斷體遇到脈沖電流時不致產(chǎn)生誤熔斷。提高熔斷器的分?jǐn)嗄芰Γǚ謹(jǐn)嗄芰κ侨蹟囿w最主要的安全指標(biāo)，是由它的結(jié)構(gòu)和所用材質(zhì)決定的。所以，選用時應(yīng)充分考慮所在電路的使用電壓及可能出現(xiàn)的最大故障電流值，這樣才能使熔斷體在電路中安全、有效地工作），目前，熔體一般選擇（銅、銀）材料，所以應(yīng)對銅、銀的含量控制，含量應(yīng)控制在99.9%左右，一般銅作為熔體時以絲狀為主、銀作為熔體時以片狀為主，當(dāng)采用銅作為熔體時要對銅絲外徑控制、做到均勻，當(dāng)采用銀片作為熔體時，應(yīng)對銀片長度、厚度、寬度、形狀控制。在使用前用卡尺檢測，同時用直流電阻測試儀（如：電阻測試儀、雙臂直流電橋等）測試，確保電阻值符合要求，另一點是在熔體焊接時，制定焊接工藝規(guī)程、對操作人員交底、對焊接設(shè)備驗收、維護保養(yǎng)，焊接材料使用前選擇、驗收，焊接完畢自檢合格、報專業(yè)人員檢驗合格、入庫，確保螺旋式熔斷器的約定不熔斷電流、約定電流值、分?jǐn)嗄芰δ軡M足要求。

3 結(jié)語

螺旋式熔斷器是主要的電氣開關(guān)之一，本文通過對螺旋式熔斷器在加工制造過程中的問題分析，可以看出主要部件的材料（石英砂、熔斷體）在選擇、加工過程中的重要性。通過驗證，在使用前，對石英砂進行磁選、擦洗脫泥并用標(biāo)準(zhǔn)篩過篩，可以有效地提高石英砂的純度，有利于加強熔斷器自身的質(zhì)量。因此，螺旋式熔斷器生產(chǎn)廠家應(yīng)制定螺旋式熔斷器選材、加工管理規(guī)定及工藝卡、加強過程管理，做到自檢、專檢、按照要求做型式試驗、經(jīng)檢測合格出廠，確保螺旋式熔斷器在低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及用電設(shè)備中保護的可靠性。

[1]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，GB13539.1-2008低壓熔斷器第1部分：基本要求[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[2]楊昌興，王敏.提高電容器外保護用熔斷器的可靠性[J].電力電容器，2013（4）：23-26.

TM564

A

1671-0037（2014）11-108-2

段建軍（1983.11-），男，本科，工程師，研究方向：電力技術(shù)。