高壓跌落式熔斷器操作便捷性的研究

(廣東電網有限責任公司清遠清新供電局， 廣東 清遠 511500)

1 高壓跌落式熔斷器簡介

熔斷器作為配電線路分支的一個重要保護開關，在短路故障作用下操作便捷、使用經濟，尤其是在戶內外應用過程中，具有較強的功能性。高壓熔斷器有助于保護線路與配電變壓器，要求高壓熔斷器本身操作簡單，便于使用，在安裝相應的配電線路過程中，分支線路有助于縮小停電范圍，使用熔斷器有助于斷開點與后面分支線路產生隔離。開關與線路之間斷開后便于線路檢修和設備檢修，為保障檢修人員提供一個安全操作空間，確保人身安全。

高壓跌落式熔斷器，則是基于一般熔斷器設計形成的具有自行跌落功能的熔斷器。在配電變壓器上面安裝高壓熔斷器，作為保護變壓器的開關，其應用得以普及，主要劃分為戶內和戶外兩種，戶內的跌落式熔斷器，其主要功能使用的室內充石英砂密封形成熔斷器，在過載電流或者出現短路過程中熔體熔斷，電弧之間形成高溫高壓噴入石英石空隙之間冷卻凝固，游離氣體和金屬蒸氣的減少，使電流自然過零，迫使電弧熄滅，在熔斷器彈簧拉線拉斷之后，彈簧管內彈出。使用高壓跌落式的熔斷器，分斷容量較大，分斷電路時無游離氣體排出，產生截流電壓作用。短路電流尚未達到沖擊值就已經完全熔斷，從而發揮限流作用(見圖1)。

高壓跌落式熔斷器在戶外的應用，主要是保護電力線路及變壓器，在固定過程中由對應的活動熔管、熔絲、支持部分組成，主要采用的是瓷器合成絕緣體。工作原理是在熔管內穿入熔絲之后擰緊，在熔管偏上方將熔絲觸頭拉緊，讓熔絲管兒向上翹形成閉合狀態。當保護線路故障、電流熔絲熔斷時形成電弧，分解出大量氣體，管內逐漸增大的壓力使氣體高速噴出電弧，縱向吹弧拉長熄滅，熔絲熔斷鎖緊機構，熔絲管在自重和彈力作用下跌落形成斷開距離，切除故障線路。

2 熔斷器運作時出現的問題

熔斷器在運行過程中往往出現不能正確運作的問題，尤其是部分熔斷器制作工藝粗糙、質量差，對應的彈簧彈性不足，易出現火花。過熱或者熔斷管的轉動軸操作不靈活達不到相應的標準要求，配備尺寸達不到規格要求，熔管過長不能迅速跌落或者電弧切斷截面之后造成熔管爆炸，運作期間安全隱患較大。

圖1 高壓跌落式熔斷器

另外，有些熔斷器熔管合閘困難、尺寸短小、觸頭接觸不良，容易產生電火花。有一些熔斷器額定斷開的容量較小，三相短路容量限值保護能力較低，對應的型號能力上限不足，短路故障熔體熔斷時難以及時滅弧，導致熔管爆炸。而有些熔斷器的尺寸匹配不合適，在外力作用下，尤其是在惡劣天氣影響下會自行跌落，在沒有短路條件下自行跌落的熔斷器影響正常供電安全。

戶外高壓跌落式熔斷器設置于電力線路中，用作電力變壓器的保護電路。目前，熔斷管的摘掛只能通過采用絕緣操棒來完成。但現時跌落式熔斷管的本體結構不方便熔斷管的摘掛，當操作人員使用絕緣棒摘掛熔斷管時，僅靠絕緣棒工作頭頂住熔斷管下動觸頭部分，絕緣棒與熔斷管之間連接相當不牢固，稍有不慎熔斷管便會脫落，容易造成熔斷管本體和觸頭損壞，從高處跌落的熔斷管甚至可能砸到操作人員，造成操作人員受傷。

自行跌落熔斷器的運作會增加工作人員的工作壓力，失去其應有的保護作用。有時候因為斷路器跳閘造成全線路停電，影響正常用電安全。為此，需要操作便捷、使用誤差較小的高壓跌落式熔斷器。

3 改造高壓跌落式熔斷器

基于以上問題，需要對熔斷管下動觸頭部分進行改造，以提高絕緣棒工作頭與熔斷管下動觸頭部分連接的可靠程度，提高熔斷管摘掛成功率。主要采用的方案是在熔斷管下動觸頭上加裝2個帶限位功能的Y型掛勾，2個掛勾相互對稱放置，掛鉤的大小與絕緣棒工作頭相匹配，增大了絕緣操作桿與跌落式熔斷管的接觸范圍，方便工作人員穩定安裝，并且減少熔斷管受風搖擺或觸碰障礙物導致墜落的可能性，避免操作不當造成熔斷管損壞和對操作人員造成傷害，因此提高跌落式熔斷管的摘掛效率和操作安全性具有十分重要的意義。

4 改造后的高壓跌落式熔斷器操作便捷性的應用過程

為保障跌落式熔斷器能夠安全可靠地運行，需要選擇正規廠家對配件進行改造，選擇質量合格的絕緣棒，設計相應的凹槽，按照相應的尺寸設計符合標準要求的2個掛鉤，與絕緣棒工作頭進一步相匹配，保障二者之間在鉸鏈過程中提高牢固性。配合使用的熔斷器熔體負荷電流需要與熔斷器額定電流相匹配，在操作時確保觸頭接觸良好，禁止用銅絲代替熔體。應對新改造使用的熔斷器進行嚴格驗收，對不符合規定的觸頭、凹槽部分的接觸需要進一步調整。對應用改造后的跌落式熔斷器定期檢查，嚴格驗收以滿足用電質量安全要求，對熔斷后能夠繼續使用的熔體通過裝入新的熔管繼續使用，并定期巡視查看熔斷器是否在夜間出現電火花，以及是否發出相應的響聲。

通過對跌落式熔斷器管加裝帶限位功能的Y型掛勾，并對稱放置以匹配絕緣棒，在相互鉸鏈中提高跌落式熔斷器的連接牢固性，保障高壓跌落式熔斷器符合用電操作需求。在使用改造后的電路時間，從短期過程中要定期對觸頭與凹槽絕緣棒的接觸處進行檢查，尤其是對絕緣棒掛鉤進行檢查，檢查其是否具有燒傷痕跡，保障掛鉤與絕緣棒大小匹配，保障掛鉤能放入絕緣棒。定期檢查接觸部分是否損壞，是否銹蝕，避免掛鉤銹蝕影響絕緣棒的自行跌落，為此需要定期檢查限位裝置是否出現松動狀況。通電過程中掛鉤也不能過于松動，無故障的自行跌落會誤導故障診斷效果。

相關人員對新改造的高壓熔斷器進行核對，明確設備名稱、編號以及所安裝的位置，并定期檢查。如果發現故障處于熔斷器設備之后，需要及時更換。在定期檢查過程中，明確高壓熔斷器的實際位置，是否是使用了已經改造后的高壓跌落式熔斷器，并明確該熔斷器出現的問題狀況是否是出于絕緣棒，或者Y型掛鉤，究竟是掛鉤的牢固程度不足還是過于牢固，進而根據實際情況進一步優化改造設備。在檢查過程中，工作人員需要佩戴相應的安全帶，使用護目眼鏡，尤其是安裝相匹配的絕緣棒，檢查過程中需要提前停送電，關掉開關，檢查電源一旁的高壓跌落式熔斷器。按照操作流程進行操作，防止變壓器反送電，避免故障造成的安全事故擴大。尤其是在逐級送電操作過程中啟動電流避免電壓波動，在設備安全的狀況下，保障用電運行。在停電過程中要遵守從低壓到高壓主機停電的順序，避免開關切斷大電流影響電壓幅值，盡量避免帶負荷拉合跌落式熔斷器，否則發生電弧會造成事故擴大。在熔斷器操作過程中需要停電，先拉中間相后拉兩邊相，需要考慮的是電流要小于邊相，這樣操作危險系數小，否則電流較大。使用跌落式熔斷器時，平均兩個熔斷器之間的距離要相稱，防止電弧拉長造成的相間短路。

5 結語

本文通過在跌落式熔斷器上設計出Y型掛鉤的方式有效鉸鏈絕緣棒，以避免跌落式熔斷器操作不便捷的問題，從而使電力系統提高故障診斷的有效性，為工作人員操作安全提供保障。