熔断器基础知识

什么是熔断器？

一、熔断器简介：

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，它具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点，被广泛应用于10kV配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用。它安装在10kV配电线路分支线上，可缩小停电范围，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。安装在配电变压器上，可以作为配电变压器的主保护，所以，在10kV配电线路和配电变压器中得到了普及。熔断器可分为户内式和户外式两种。

(1)户内式熔断器：

户内熔断器是内充石英砂填料的密封管式熔断器，当它通过过载电流或短路电流时熔体熔断，其金属蒸气与燃弧后的游离气体受到高温高压的作用，喷入石英砂之间的空隙，与石英砂表面接触受到冷却凝固，减少了熔体蒸发后的游离气体与金属蒸气，从而使电流自然过零，迫使电弧熄灭。在熔体熔断时，熔断器弹簧的拉线也同时拉断，并从弹簧管内弹出。户内型高压管式熔断器具有熄弧能力强、分断容量大、分断电路时无游离气体排出、能产生截流过电压等特点。能在短路电流未达到冲击值之前就可完全熔断，因此这种熔断器具有限流作用。

(2)户外式熔断器：

户外式熔断器，用来保护10kV电力变压器和电力线路。由固定支持部分、活动熔管及熔丝组成，固定支持部分为瓷或合成绝缘体。其工作原理是：将熔丝穿入熔管内,两端拧紧,并使熔丝位于熔管中间偏上方,上动触头由于熔丝拉紧的张力而垂直于熔丝管向上翘起,用绝缘拉杆将上动触头推入上静触头内,成闭合状态(合闸状态)并保持这一状态。当被保护线路发生故障,故障电流使熔丝熔断时,形成电弧,消弧管在电弧高温作用下分解出大量气体,使管内压力急剧增大,气体向外高速喷出,对电弧形成强有力的纵向吹弧,使电弧迅速拉长而熄灭.与此同时,由于熔丝熔断,熔丝的拉力消失,使锁紧机构释放,熔丝管在上静触头的弹力及其自重的作用下,绕下轴翻转跌落,形成明显的断开距离。使电路断开，切除故障段线路或者故障设备。

跌落式熔断器的选型、使用、维护及操作

二、熔断器在运行中易出现的问题

在实际的10kV线路系统中和配电变压器上的熔断器不能正确动作，常出现以下问题：

(1) 产品工艺粗糙，制造质量差，触头弹簧弹性不足，造成触头接触不良而产生火花过热。

(2) 熔管转动轴制造的粗糙不灵活，使熔管角度达不到规程要求，尤其是配备的熔管尺寸多数达不到规程要求，熔管过长将鸭嘴顶死，造成熔体熔断后熔管不能迅速跌落，及时将电弧切断、熄灭，造成熔管烧毁或爆炸；熔管尺寸短，合闸困难，触头接触不良，产生电火花。

(3) 熔断器额定断开容量小，其下限值小于被保护系统的三相短路容量。目前，10kV 户外跌落式熔断器分为三种型号，即50A、100A、200A。200A跌落式熔断器的遮断能力上限是200MV A，下限是20MV A。根据其遮断容量的能力，我们不难看出，短路故障时熔体熔断后不能及时灭弧，也容易使熔管烧毁或爆炸。

(4) 有些新开关熔管尺寸与熔断器固定接触部分尺寸匹配不合适，极易松动，在运行中一旦遇到外力作用、振动或者大风天气，便会自行误动而跌落。

上述几方面缺陷的存在，不但增加了维护人员的工作量，也使熔断器失去了应有的保护功能，在线路中发生短路只能将停电范围扩大，越级到变电所10kV出线总断路器跳闸，造成全线路停电。

三、避免上述问题的措施

1、熔断器及熔丝元件的合理选择

(1)10kV跌落式熔断器适用于环境空气无导电粉尘、无腐蚀性气体及易燃、易爆等危险性环境，年度温差变比在±40℃以内的户外场所。其选择是按照额定电压和额定电流两项参数进行，也就是熔断器的额定电压必须与被保护设备(线路)的额定电压相匹配。熔断器具的额定电流应大于或等于熔体的额定电流。此外，应按被保护系统三相短路容量，对所选定的熔断器进行校核。保证被保护系统三相短路容量小于熔断器额定断开容量的上限，但必须大于额定断开容量的下限。若超越上限，则可能因电流过大，产气过多而使熔管爆炸；若低于下限，则有可能因电流过小，产气不足而无法熄灭电弧，最终引起熔管烧毁，爆炸等事故。因此，在选择跌落式熔断器的额定容量时，既要考虑其上限开断电流与安装地点的最大短路电流相匹配，还要重视其下限开断容量与安装地点的最小短路电流的关系。考虑到跌落式高压熔断器作为配电变压器内部故障的主保护，保护范围从低压熔断器变压器侧到高压熔断器变压器侧，而且又作为低压熔断器的后备保护，应以低压出口两相短路作为短路电流最小值来选择其下限开断容量。

(2)熔丝的选择应能保证配电变压器内部或高、低压出线套管发生短路时能迅速熔断。实践中常按以下原则选择：配电变压器容量为160kV A以下的，熔丝按变压器额定电流的2～3倍来选；配电变压器容量为160kV A及以上的，按1.5～2倍选择。熔丝的选择还必需考虑熔丝的熔断特性能否与上级保护时间相配合，这是决定采用熔丝保护能否生效的关键问题。配电线路的速断保护动作时间很短，约为0.1s左右。根据熔丝的特性曲线，在0.1s内使熔丝熔断的电流应不小于额定电流的20倍。这一数据是保证熔丝与首端断路器配合的必要条件。

2、熔断器的正确安装

(1) 安装时应将熔体拉紧(使熔体大约受到24.5N左右的拉力)，否则容易引起触头发热。

(2) 熔断器安装在横担(构架)上应牢固可靠，不能有任何的晃动或摇晃现象。

(3) 熔管应有向下15°－30°的倾角，以利熔体熔断时熔管能依靠自身重量迅速跌落。

(4) 熔断器应安装在离地面垂直距离不小于4.5m的横担(构架)上，若安装在配电变压器上方，应与配变的最外轮廓边界保持0.5m以上的水平距离，以防万一熔管掉落引发其他事故。

(5) 熔管的长度应调整适中，要求合闸后鸭嘴舌头能扣住触头长度的三分之二以上，以免在运行中发生自行跌落的误动作，熔管亦不可顶死鸭嘴，以防止熔体熔断后熔管不能及时跌落。

(6) 所使用的熔体必须是正规厂家的标准产品，并具有一定的机械强度，一般要求熔体最少能承受147N以上的拉力。

(7)10kV跌落式熔断器要求相间距离大于60cm。

四、熔断器的维护管理

1、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