降低10kV跌落熔断器熔丝故障率的措施 延长, 熔断器, 故障率, 可靠性

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技术背景：跌落式熔断器(也称跌落保险)是10kV配电线路分支和配电变压器最常用的一种集过流、短路及隔离电路功能为一体的保护电器。它具有经济、操作方便、保护可靠、户外环境适应性强等特点，被广泛用于10kV配电变压器一次侧作为保护及设备投、切操作。
目前，跌落式熔断器在日常使用中存在以下问题：
(1)跌落熔断器在合闸时熔丝易被拉伤、拉断，造成投切跌落熔断器时间延长，供电可靠性降低。
(2)根据各供电所仓库管理员反映统计得知，熔断器熔丝备件消耗量大。
(3)因为熔丝易被拉断，为了防止被拉断，减少反复更换熔丝的次数，缩短工作时间，供电所职工都存在人为绑扎跌落保险现象。
一、现状调查
根据规程规定配电跌落熔断器故障次数不超过2次/台/年. 工作人员通过调查熔断器相关同业对标资料，查出其他县局熔丝故障率最好指标为8.79%。我们从以下几个方面进行了调查，情况如下：
调查一：工作人员通过对我县辖区内10kV配网装置台账进行查询统计，运行中的跌落熔断器共1890组×3=5670(支)。并通过现场调查发现运行中的部分台区存在人为绑扎跌落熔断器的情况。因为跌落熔断器合闸时熔丝易被拉断，有些农电工将下触头与熔管绑扎使用，熔丝熔断后载熔体不能自动跌落引起不能及时将电弧切断熄灭，导致熔管烧坏或爆炸。
调查二：10月25日工作人员对各供电所跌落熔断器运行情况进行调查，并对日常运行维护人员进行走访，大家普遍反映跌落熔断器在合闸时容易出现故障，延长停电时间，影响供电可靠性。
根据各所更换跌落熔断器备品备件情况对2010年5～10月份九重、厚坡、香花等乡镇跌落熔断器备件更换数据进行分析：
(1)5～10月份更换备件总计490件而跌落熔断器总数为5670支，由此得出跌落熔断器故障率为(490÷5670)×100%=8.6%。
(2)在更换备件中，熔丝故障率高达382次，占跌落熔断器故障次数的382÷490=78%。
调查三：工作人员通过对辖区内部分台区跌落熔断器熔丝故障原因进行深入展开调查分析总共382次熔丝故障中,因熔丝拉断237次，熔丝断股103次，熔丝脱落35次，其他原因7次造成。


通过上图表，我们分析发现熔丝拉断和断股次数占熔丝故障率的89%，是熔丝故障的主要症结。通过工作人员深入调查发现造成熔丝拉断和断股现象是由于熔断器熔管下触头结构不合理造成的。
二、原因分析
我们从各方面进行查找，最后发现影响10kV跌落熔断器熔丝故障率高的主要因素有：
(1)熔丝压接不合理：通过对多个不同厂家的产品进行调查并对熔丝安装过程进行试验发现，熔丝压接方式普遍都是带帽螺栓旋紧压接方法，随着丝杆的转动，熔丝也随着丝杆的转动越来越紧，致使熔丝更换安装时尾线被轧伤或使熔丝断股，易造成熔管下触头故障。
(2)弹片设计不合理：工作班组成员到现场随机抽样检查，弹片运行状态进行统计，发现多数弹片角度已发生变化，弹片基本失去作用，部分熔丝被弹片末端利刃割伤断股且熔丝易从弹片滑脱。
(3)无合闸限位档块：经过调查分析确认，通过对部分台区跌落熔断器进行现场调查试验，发现合闸时熔丝很容易被合闸时的张力作用而拉断。
影响10kV跌落熔断器熔丝故障率高的次要因素有：
(1)人员业务培训不到位：工作人员通过局人力资源培训中心调查所有一线员工全部持证上岗，培训及合格率均达100%。
(2) 缺乏激励机制：本部门制定了合理的奖惩制度，人员具有较高的素质，工作积极性高。
(3)负荷增长快：10kV跌落熔断器是配电变压器和分支线路最常用的一种保护开关，短路或过负荷时熔丝熔断正是对设备的保护，工作人员通过对近几年农网升级改造工程项目查阅分析，用电负荷集中，负荷增长快得区域已陆续增加多个新台区，现已基本解决台区过负荷现象。
(4)物资把关不严：查阅物资管理档案，所有物料全部按照《淅川县物资招投标管理规定》进行招标、进货渠道正规，物资进库验收严格。
(5)无标准化作业指导卡：查阅2011年淅川县电业局两票管理办法及《作业现场标准化规范要求》，2011年所有工作票均附有标准化作业指导书(卡)。
三、对策实施
实施一：熔丝压接改进
工作人员通过调查发现目前国内市场上跌落开关熔丝压接大多是带帽螺栓丝杆压紧法，这种压接方式缺点是熔丝缠绕在丝杆上，随着丝杆的转动，熔丝会越来越紧，丝杆上的锋利突出切割熔丝发生断股，在合闸张力的作用下，熔丝很容易被拉断。针对此种压接方法所出现的问题提出了改进方案：螺帽压紧法
实施方法：用超级万能粘合剂将带帽螺栓一端固定在熔管的下触头上。待螺栓固定好后，用砂轮把固定的带帽螺栓帽切掉，同时安装和螺栓相匹配的螺帽和垫片。


实施效果：实施后在更换安装熔丝时，把熔丝固定在垫片下，只用旋紧螺帽就能把熔丝压紧固定，尾线随螺栓的转动被轧伤、断股现象得到根除，跌落熔断器在尾线处故障得到彻底解决。
实施二：改进弹片设计
实施方法：由于在操作的过程中弹片内弹簧储能后反弹对熔丝产生张力，弹片的边棱锋利对熔丝造成摩擦损伤或割断熔丝，造成跌落脱落合闸失败，从而不断地更换熔丝，造成备件损耗量大。且弹片末端为平板状熔丝易从弹片滑脱，工作量加大。为使弹片改进更合理。2011年2月17日王书鹏、尚晓飞通过反复试验讨论，并在局试修所协助下加工成由两个大小不同的“U”型夹背靠背焊接而成的弹片，同时在小“U”型夹末端加装一“V”型滚轮。


实施效果：改进弹片后，跌落熔断器进行反复操作试验，未发现熔丝尾线割伤和熔丝滑脱现象。
实施三：加装合闸限位挡块
实施方法：工作人员针对熔丝合闸时被拉断的实际情况进行反复研究并与局试修所进行多次沟通试验，提出在熔管下部加装限位挡块的方案：即在熔管下部延伸一金属臂钩，
实施效果：在跌落熔断器合闸时弹片大“U”型夹与金属臂钩扣接，消除了合闸时弹片对熔丝的张力。如图所示：


通过对熔丝压接方式、弹片结构和合闸限位挡块等熔管下触头结构的改进，经过QC工作人员反复试验，彻底消除了跌落熔断器熔丝割断，轧伤和脱落现象，熔丝故障得到彻底消除。工作人员及时与厂家联系对我局跌落熔断器进行升级改造并与3月15日安装到部分乡镇的配电台区。
四、效果检查
效果检查一：改进后通过对西城、东城、上集、马镫、金河等十个供电所进行调查，根据部分线路实际需要，工作人员于8月20日对2011年3—8月份已更换10kV跌落熔断器及备件更换情况进行了调查、未发现一起熔丝故障情况，统计如下：
2011年3—8月跌落熔断器及备件更换情况统计表

项目单位	熔丝故障	组件故障	熔管故障	其他故障
西城供电所	0	4	4	3
东城供电所	0	4	4	3
寺湾供电所	0	2	3	2
荆关供电所	0	3	4	3
上集供电所	0	4	4	2
九重供电所	0	3	4	3
厚坡供电所	0	3	2	4
香花供电所	0	2	4	2
马蹬供电所	0	2	1	0
金河供电所	0	4	2	4
合 计	0	31	32	26

效果检查二：工作人员于2011年9月16-22日对改进后的跌落熔断器进行现场操作试验，由试验得知，改进后的跌落式熔断器熔丝从更换安装到投入运行实现“零故障”，同时省时省力也从一定程度上减轻作业人员工作强度，大大提高了工作效率，提高了供电可靠性。
效果检查三：跌落式熔断器熔丝的改进具有普遍性的使用性，其推广的前景非常广阔，像河南省的三门峡、平顶山、商丘、周口、驻马店、信阳等地的情况更是严重，若是以整个河南省为推广对象，则每年的经济效益以县级区域数量来计算，为88828×109= 9682252元。如果推广整个中西部乃至全国，则数值更为惊人，效益不可限量。目前已经有多家企业与淅川县电业局商谈专利推广应用事宜。
跌落式熔断器熔丝的改进，降低了10kV跌落熔断器故障率,提高了供电可靠性，同时也间接带来了一定的经济效益。用实际行动践行“你用电 我用心”的服务理念，为构建和谐社会助力添彩。