10kV跌落式熔断器常见故障分析

严有根

摘要：10kV跌落式熔断器是10kV配电线路分支线和配电变压器重要设备之一,它具有维护方便、价格便宜、适应户外环境能力强等特点，因而被广泛应用于10kV配电线路和配电变压器一次侧而作为保护和进行设备投、切操作之用。跌落式熔断器安装在10kV 配电线路分支线上，可缩小停电范围，又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；如果安装在配电变压器上，可以作为配电变压器的主保护。本文主要对跌落式熔断器的故障进行了分析，并提出了相关的改进措施，可供同行参考。

关键词：跌落式熔断器；配电线路；故障

Abstract：10kV drop type fuse is 10kV distribution lines and the distribution transformer branch line is one of the important equipment, it has convenient maintenance, low price, suitable for outdoor environment capability and characteristics, so it is widely used in10kV distribution circuit and a side of the transformer and as protection and equipment investment, cut with the operation of the. Drop type fuse is installed in the10kV distribution line branch line, which can reduce the power outage, and because there is a obvious cut-off point, with the function of the isolating switch, to the maintenance section lines and equipment to create a safe working environment, increase the safety of maintenance personnel; if installed in distribution transformer distribution, can be used as the main protection of transformer. This paper focuses on the drop type fuse failure were analyzed, and put forward the relevant improvement measures, which can be used for reference.

Key words：Drop type fuse；Distribution line；Fault

中图分类号：TM563文献标识码： A 文章编号：

0前言

跌落式熔断器是10 kV 配电线路中的重要设备之一， 安装在配电变压器的一次侧，既有保护线路和变压器的作用，又有控制变压器投退的功能。在目前的线路运行中，10kV熔断器的故障率较高，已经成为当前线路设备故障中表现最为突出的一类故障，同时熔断器故障处理在带电作业工作中所占比例也变得越来越大。为了保证线路设备的安全稳定运行、降低带电作业的劳动强度，本文对日常工作中熔断器故障的统计数据进行分析和探讨，从而提出减少10kV跌落式熔断器故障的改进措施。

1跌落式熔断器

1.1跌落式熔断的结构特征

跌落式熔断器由绝缘支架、动静触头、熔丝管三部分组成。静触头安装在绝缘支座两端，熔丝管由内层的消弧管和外层的酚醛纸管或还氧玻璃纤维布管组成。跌落式熔断器适用于频率为50HZ、额定电压为35kV及以下的电力系统中，装在配电变压器高压侧或配电之干线路上。主要功能有对保护性能要求不高的地方，它可以与隔离开关配合使用，代替自动空气开关；还可以与负荷开关配合使用，代替价格高昂的断路器。同时还具有短路保护、过载及隔离电路。

以PRW10型熔断器为例，它由绝缘支架和熔丝管两部分组成，静触头安装在绝缘支架两端，动触头安装在熔丝管两端。产品运行时，系串联在线路中，正常工作时，当熔丝张紧后，使熔丝管上、下的活动关节锁紧，故熔丝管能在静触头的压力下处于合闸位置。当系统发生故障，故障电流使熔丝迅速熔断，并形成电弧，熔丝管内衬的消弧管受电弧的灼热作用而分解出大量气体，使管内形成很高压力，并沿管道形成强烈纵吹，使电弧迅速拉长，在电流过零时，由于强烈去游离作用而熄灭。熔丝熔断后，上、下部动触头失去张力而下翻，使锁紧机构释放，熔丝管在触头弹力和熔丝管自身重量的作用下，回转跌落，形成明显可见的隔

离间隙。

1.2跌落式熔断器的工作原理

当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。

1.3几种跌落式熔断器的比较

目前国内使用的跌落式熔断器类型主要有33型、HRW 型、PRW4／PRW10型。33型熔断器又称鸭嘴式熔断器，由其上触头形状似鸭嘴得名，其材质为瓷质，体积较大，重量较重，螺母上下接头处和现在装置不符，因而在1995年后不再生产。对于正在使用中的33型熔丝普遍使用年限超过了20年，处在合理更换熔断器的周期内。HRW型熔断器为以灰色硅胶为主体的熔断器，由于其容量上限为100A，对于日益增长的负荷需求和新线路容量的增加，低容量的HRW 型熔断器也将逐渐退出历史的舞台。PRW4/PRW10作为新时代的熔断器，它的主要构造仿造了日本熔断器的结构，材质也有硅橡胶和瓷瓶两种规格。在容量上，它也打破了原有熔断器100A的上限，提升到了125A、150A、200A等不同的规格，为适应新时代的电力供应需求，奠定了坚实的基础。

2故障情况统计及分析

本文根据本公司带电作业组在2010年5月～10月更换熔断器情况的数据进行统计分析。

2.1供电方式角度统计分析

10kV跌落式熔断器的供电方式一般有高压用户变和系统变（包括杆变和厢变）两种。根据供电方式统计的跌落式熔断器故障数据如表1所示。

表1供电方式角度跌落式熔断器故障统计表

供电方式 故障数量 熔断器总数 故障率/(%)

高压用户变 33 1549 2.13%

系统变 30 1657 1.81%

由表1可见，高压用户变相比较于系统变熔断器故障率较高，究其原因主要是由于用户变通常装接容量较大，造成通过跌落式熔断器的电流也较大，而且不能排除个别用户有超容量等情况。对于大容量用户，其用电设备的启动电流通常也较大，故跌落式熔断器经常性地受到大电流的冲击，由此引起熔断器故障频发。而在33付用户变熔丝故障中，用户装接容量在1000kVA及以上的有20付，占用户变熔丝故障总数的60.6%。可见，大容量用户变的熔丝故障率较高，建议采用柱上开关。而系统变熔断器由于受冲击电流的可能性小，因而其故障率没有高压用户变熔断器的高。

2.2熔断器型号角度统计分析

现今在用的跌落式熔断器型号主要有4种，分别为：33型、HRW 型、PRW10型、PRW4型。根据故障熔断器的型号进行统计的数据如表2所示。

表2熔断器型号角度跌落式熔断器故障统计表

熔断器型号 故障数量 熔断器总数 故障率/(%)

33型 15 737 2.03%

HRW型 25 1294 1.93%

PRW10型 23 1175 1.96%

PRW4型 0 3873 0

由表2可见，33型跌落式熔断器的故障率最高，其次是PRW10型，HRW 型比PRW10型稍低，而PRW4型暂时未出现故障。分析原因为，33型跌落式熔断器本体结构设计上的缺陷，再加上已接近寿命终期导致了较高的故障率；HRW型也由于结构设计的问题表现出一定的故障率；PRW10型由于瓷铁结合处制造质量问题而导致较高的故障率；而PRW4型由于从结构上进行了改进，且绝缘支柱部分采用软质硅橡胶制作，不存在传统瓷质熔断器由于瓷铁结合膨胀系数不一致而导致的故障，因而故障率极低。现今，嘉定供电公司供电范围普遍采用了ＰＲＷ４型跌落式熔断器，对原有的几种熔断器逐步进行更换。

2.3损坏原因角度统计分析

跌落式熔断器损坏原因主要有两种：上触座烧坏；瓷瓶断裂。当熔管上触头与熔断器帽盖的接触面积偏小时，接触电阻就增大，从而导致熔管上触头或熔断器帽盖烧坏。33型熔丝由于早期生产工艺因瓷、铁、水泥等膨胀系数不匹配，因热胀冷缩引起瓷质绝缘子与上下嵌件脱落。PRW10型熔断器瓷瓶断裂位于中部指甲铁件嵌入处，由于支架铁件嵌入处的内孔及嵌件未有效涂布10号沥青缓冲层，这样就有可能造成绝缘子的嵌件与胶合剂接触处有热应力产生而导致绝缘子断裂；另外嵌件与瓷件结合部位上的胶合剂表面无防水涂料封涂，使得雨水顺着胶合剂表面及内部的孔隙渗入到瓷件的球窝处长期积聚，导致胶合剂加快膨胀，这样也容易造成熔断器瓷绝缘子断裂。按照损坏原因统计的数据如图1所示。

由图1可见，上触座烧坏占了熔断器故障原因的2/3多，是熔断器故障的主要原因，所以为减少跌落式熔断器的故障，应将熔断器上触座的结

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图１损坏原因角度熔断器故障统计图

构作出改进，使得上触座与熔管帽盖的接触面增大，改变传统点接触的方式而向面接触形式发展。瓷瓶断裂也是熔断器故障的又一重要方面，鉴于传统熔断器绝缘支柱采用瓷件所带来的问题，新型熔断器的绝缘支架应采用软质硅橡胶材料制

作，同时也加强了跌落式熔断器防止污闪放电的性能。

3运行维护管理措施

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250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。

4结语

本文通过对本公司带电作业组2010年5～10月份带电调换的63套故障熔断器的分析，找出了目前熔断器故障频发的一些原因，并根据分析结果针对性地提出了一些改进意见，对减少熔丝故障、提高线路运行稳定性做出了有益的探索。主要的结论如下：

1)由于用户装接容量在1000kVA及以上的高压用户熔断器故障率较高，因此建议在以后线路规划、设计中，对1000kVA 及以上的高压用户采用柱上开关；

2)对于33型、HRW 型和PRW10型熔断器，由于结构设计缺陷和制造质量不良，已不再能满足线路安全稳定运行的要求，应结合日常线路停电检修或带电更换的机会，将其调换为PRW4型熔断器；

3)PRW4型跌落式熔断器因其本体结构已作出改进，熔断器上触座与熔管帽盖呈面接触形式，发热不明显，且绝缘支架采用软质硅橡胶材料制造，解决了传统熔断器因为膨胀系数不一致而导致的瓷瓶断裂问题。PRW4型跌落式熔断器应成为线路安全运行的发展方向。

参考文献：

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[2]薛冰，宇光．10kV 跌落式熔断器运行中存在的问题［J］．农村电工，２2005(5)：29．

[3]刘香芸，娄文泉．跌落式熔断器的选择和使用浅谈［M］．石家庄：河北省化工学会工作科普委员会，2007