10kV跌落式熔断器的故障分析.pdf

2011年第6期
上海电力
工程与技术
10k跌落式熔断器的故障分析
孟寅1,章志钓2,王逊逃峰
(1.上海市南电力(集困)有限公司,上海201800;2.上海市电力公司嘉定供电公司,上海201800)
摘要:10kV跌落式熔断器是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。然而,实
际运行经验表明:传统跌落式熔断器的故障率较高。为保证线路设备的安全稳定运行,本文利用统计数据从
供电方式、熔断器型号和损坏原因三个角度对跌落式熔断器的故障进行了分析,提出了运行维护管理改进措
施,同时为未来跌落式熔断器的采用提出建议。
关键词:跌落式熔断器;绝缘支架;运行维护管理
中图分类号:TM563文献标志码:B
功能有对保护性能要求不高的地方,它可以与隔
0引言
离开关配合使用,代替自动空气开关;还可以与负
10kV跌落式熔断器是10k配电线路分支荷开关配合使用,代替价格高昂的断路器。同时
线和配电变压器最常用的一种短路保护开关,它还具有短路保护、过载及隔离电路。
具有维护方便、价格便宜、适应户外环境能力强等
以PRW10型熔断器为例,它由绝缘支架和
特点,因而被广泛应用于10kV配电线路和配电嫆丝管两部分组成,静触头安装在绝缘支架两端,
变压器一次側而作为保护和进行设备投、切操作动触头安装在熔丝管两端。产品运行时,系串联
之用。跌落式嫆断器安装在10kV配电线路分在线路中,正常工作时,当熔丝张紧后,使熔丝管
支线上,可缩小停电范围,又因其有一个明显的断上、下的活动关节锁紧,故熔丝管能在静触头的压
开点,具备了隔离开关的功能,给检修段线路和设力下处于合闻位置。当系统发生故障,故障电流
备创造了一个安全作业环境,增加了检修人员的使熔丝迅速熔断,并形成电弧,熔丝管内衬的消弧
安全感;如果安装在配电变压器上,可以作为配电管受电弧的灼热作用而分解出大量气体,使管内
变压器的主保护。
形成很高压力,并沿管道形成强烈纵吹,使电弧迅
在目前的线路运行中,10k熔断器的故障速拉长,在电流过零时,由于强烈去游离作用而熄
率较高,已经成为当前线路设备故障中表现最为灭。熔丝熔断后,上、下部动触头失去张力而下
突出的一类故障12,同时熔断器故障处理在带翻,使锁紧机构释放,熔丝管在触头弹力和熔丝管
电作业工作中所占比例也变得越来越大。为了保自身重量的作用下,回转跌落,形成明显可见的隔
证线路设备的安全稳定运行、降低带电作业的劳离间隙。
动强度,本文对日常工作中熔断器故障的统计数1.2跌落式熔断器的工作原理
据进行分析和探讨,从而提出减少10kV跌落式
当嫆丝管两端的动触头依靠熔丝(熔体)系
熔断器故障的改进措施。
紧,将上动触头推入“鸭嘴”凸出部分后,磷铜片
1跌落式塎断器
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
1.1跌落式嫆断的结构特征
断时,产生电弧,熔丝管内树的钢纸管在电弧作
跌落式熔断器由绝缘支架、动静触头、嫆丝管用下产生大量的气体因熔丝管上端被封死,气
三部分组成。静触头安装在绝缘支座两端,熔丝体向下端喷出,吹灭电弧。由于熔丝熔断,熔丝
管由内层的消孤管和外层的酚醛纸管或还氧玻璃管的上下动触头失去熔丝的系紧力,在熔丝管
纤维布管组成。跌落式嫆断器适用于频率为自身重力和上、下静触头弹簧片的作用下,熔丝
50H2、额定电压为35kV及以下的电力系统中,管迅速跌落,使电路断开,切除故障段线路或者
装在配电变压器高压侧或配电之干线路上。主要
故障设备。
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1.3几种跌落式熔断器的比较
的高
目前国内使用的跌落式熔断器类型主要有2.2熔断器型号角度统计分析
33型、 HRW型、PRW4/PRW10型。33型熔断
现今在用的跌落式熔断器型号主要有4种
器乂称鸭嘴式熔断器,由其上触头形状似鸭嘴得分别为:33型、HRW型、PRW10型、PRW4型。
名,其材质为瓷质,体积较大,重量较重,螺母上下根据故障熔断器的型号进行统计的数据如表2
接头处和现在装置不符,因而在1995年后不再生所示
产。对于正在使用中的33型熔丝普遍使用年限
表2熔断器型号角度跌落式熔断器故障统计表
超过了20年,处在合理更换嬸断器的周期内。二婚断沿型号」故が断器总数」故率%
33型
15
HRW型熔断器为以灰色硅胶为主体的熔断器,
HRW型
1294
1.93%
由于其容量上限为100A,对于日益增长的负荷
PRW10型
1.96%
需求和新线路容量的增加,低容量的HRW型熔
PRW4型
断器也将逐渐退出历史的舞台。PRW4/PRW10
由表2可见,33型跌落式熔断器的故障率最
作为新时代的熔断器,它的主要构造仿造了日本高,其次是PRW10型,HRW型比PRW10型稍
熔断器的结构,材质也有硅橡胶和瓷瓶两种规格。低,而PRW4型暂时未出现故障。分析原因为,
在容量上,它也打破了原有熔断器100A的上限,33型跌落式熔断器本体结构设计上的缺陷,再加
提升到了125A、150A、200A等不同的规格,为上已接近寿命终期导致了较高的故障率;HRW
适应新时代的电力供应需求,莫定了坚实的基础。型也由于结构设计的问题表现出一定的故障率;
2故障情况统计及分析
PRW1O型由于瓷铁结合处制造质量问题而导致
较髙的故障率;而PRW4型由于从结构上进行了
本文根据上海市电力公司嘉定供电公司带电改进,且绝缘支柱部分采用软质硅橡胶制作,不存
作业组在2010年5月~10月更换熔断器情况的在传统瓷质熔断器由于瓷铁结合膨胀系数不一致
数据进行统计分析。
而导致的故障,因而故障率极低。现今,嘉定供电
2.1供电方式角度统计分析
公司供电范围普遍采用了PRW4型跌落式熔断
10kV跌落式熔断器的供电方式一般有高压器,对原有的几种熔断器逐步进行更换。
用户变和系统变(包括杆变和厢变)两种。根据供2.3损坏原因角度统计分析
电方式统计的跌落式熔断器故障数据如表1
跌落式熔断器损坏原因主要有两种:上触座
所示。
烧坏;瓷瓶断裂。当熔管上触头与熔断器帽盖的
表1供电方式角度跌落式熔断器故障统计表
接触面积偏小时,接触电阻就增大,从而导致熔管
供电方式「故障数量熔断器总数故障率/(%)
上触头或熔断器帽盖烧坏。33型熔丝由于早期
高压用户变
1549
2.13%
生产工艺因瓷、铁、水泥等膨胀系数不匹配,因热
系统变3
l657
1.81%
胀冷缩引起瓷质绝缘子与上下嵌件脱落。
由表1可见,高压用户变相比较于系统变熔PRW10型熔断器瓷瓶断裂位于中部指甲铁件嵌
断器故障率较高,究其原因主要是由于用户变通入处,由于支架铁件嵌入处的内孔及嵌件未有效
常装接容量较大,造成通过跌落式熔断器的电流涂布10号沥青缓冲层,这样就有可能造成绝缘子
也较大,而且不能排除个别用户有超容量等情况。的嵌件与胶合剂接触处有热应力产生而导致绝缘
对于大容量用户,其用电设备的启动电流通常也子断裂;另外嵌件与瓷件结合部位上的胶合剂表
较大,故跌落式熔断器经常性地受到大电流的