吳 迪1，劉若溪2
(1.國網(wǎng)北京市電力公司經(jīng)濟技術研究院，北京，100085；2.國網(wǎng)北京市電力公司電力科學研究院，北京100075)
摘 要： 10 kV戶外封閉型噴射式熔斷器是一種用于變壓器高壓側(cè)的過流保護裝置，其最初在日本被廣泛使用，近年來被引進國內(nèi)。由于其結(jié)構(gòu)封閉，受外力異物或鳥害等因素影響的可能性較低，因此被部分城市配電網(wǎng)建設工程所采用。但由于我國缺少其相應運行經(jīng)驗，因此有必要及時總結(jié)此類設備的相關運行信息，特別是其故障情況，為其日常使用和運維提供技術參考。本文針對一起發(fā)生在北京電網(wǎng)的10 kV戶外封閉型噴射式熔斷器故障，從熔斷器結(jié)構(gòu)角度深入分析了故障發(fā)生的原因，并給出了避免此類事故再次發(fā)生的建議，所得結(jié)論對設備的設計制造、施工安裝和日常運維具有一定的參考價值。
關鍵詞： 封閉型；噴射式熔斷器；配網(wǎng)；故障分析
0 引言
10 kV戶外封閉型噴射式熔斷器是一種用于變壓器高壓側(cè)的過流保護裝置，其最初在日本被廣泛使用，近年來被引進中國。由于其結(jié)構(gòu)封閉，受外力異物或鳥害等因素影響的可能性較低，因此被部分城市配電網(wǎng)建設工程所采用。但由于我國缺少其相應運行經(jīng)驗，因此有必要及時總結(jié)此類設備的相關運行信息，特別是其故障情況，為其日常使用和運維提供技術參考。
1 故障熔斷器基本情況
熔斷器由上出口引線、本體瓷套、安裝抱箍、下出口引線、下部密封罩、密封蓋、密封蓋軟繩等部分組成，故障熔斷器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
故障熔斷器外觀如圖2和圖3所示。由圖2和圖3可見熔斷器上端炸碎，2片傘群已經(jīng)損壞嚴重，上部電極有明顯燒蝕痕跡。
2 故障原因分析
從故障現(xiàn)象推斷，故障的可能原因為熔絲筒與上部電極接觸不良，導致接觸電阻過大，最終燒毀熔斷器，本節(jié)重點分析導致接觸不良的可能原因。
2.1 熔斷器動作原理
正常狀態(tài)下，熔絲引線拉緊后需纏繞在下部電極的螺栓上，如圖4所示。
此時熔絲筒所受的力包括熔絲筒自身重力、上部電極內(nèi)彈簧彈力、熔絲筒彈簧彈力、上部電極對熔絲筒保持力以及熔絲引線與下部電極螺栓連接部位的拉力，具體情況見圖5。
當熔絲熔斷時，熔絲引線拉力消失，熔絲筒在自身重力、上部電極內(nèi)彈簧彈力和熔絲筒彈簧彈力的共同作用下，克服上部電極對熔絲筒的保持力，將熔絲筒上部與上部電極分離，進而斷開電流通路，達到保護設備的目的。圖6為熔絲筒動作前后示意圖。
2.2 故障過程推理
從故障現(xiàn)象可見，放電部位為熔斷器上部電極與熔絲管的接觸部位，結(jié)合2.1節(jié)熔斷器動作原理，推測此次故障的主要原因為熔絲引線與下部電極螺栓連接松動導致熔絲管向下位移，致使上部電極與熔絲筒上部連接處接觸電阻增大，在工頻電流作用下產(chǎn)生電弧，進而燒毀設備。具體推理過程如下。
（1）受力分析
當熔絲引線與下部電極螺栓連接松動時，上部電極內(nèi)彈簧彈力約為3 g（N），熔絲筒彈簧彈力約為2 g（N），上部電極對熔絲筒保持力約為1 g（N），在不計算熔絲筒自身重力的條件下，電極內(nèi)彈簧彈力與熔絲筒彈簧彈力之和已經(jīng)大于了上部電極對熔絲筒保持力，因此當熔絲引線與下部電極螺栓連接松動時，熔絲筒向下位移是可能發(fā)生的。
（2）狀態(tài)模擬
在熔絲引線與下部電極螺栓連接松動的情況下，熔絲筒將向下位移直至熔絲引線重新拉緊為止，此時如果上部電極與熔絲筒上部仍處于接觸狀態(tài)，則接觸電阻必然增大。極端情況下（熔絲筒向下位移35 mm），熔絲筒與上電極正好處于如圖7所示狀態(tài)，則兩者表面將會產(chǎn)生持續(xù)的工頻電弧。
3 結(jié)論和建議
通過對此次故障的分析可以得出如下結(jié)論：
（1）如果施工安裝時熔絲引線與下部電極螺栓壓接不緊，出現(xiàn)松動現(xiàn)象，勢必會造成熔絲管向下位移，如果在上電極與熔絲管上部連接處出現(xiàn)接觸電阻過大的情況，則極有可能導致接觸處過熱熔斷，進而產(chǎn)生事故。
（2）因熔斷器為封閉式，無法從外觀上判斷熔絲管引線與下部電極螺栓壓接情況，因此存在缺陷無法識別的問題。
針對上述發(fā)現(xiàn)的問題，提出如下建議：
（1）建議設備制造廠家改進產(chǎn)品工藝質(zhì)量，采用限位固定措施，確保熔絲引線與下部電極螺栓連接，即使松動時也不會發(fā)生熔絲管位移情況。
（2）建議設備運維單位嚴把施工質(zhì)量關，加強噴射式熔斷器的現(xiàn)場施工監(jiān)理工作，確保熔絲引線安裝正確到位，避免下電極螺栓固定不緊現(xiàn)象的出現(xiàn)。