张建军
中国南方电网广东电网清远清城供电局龙塘供电所 广东 清远 511500
摘要：熔断器是一种广泛使用的电路保护元件，目的是在某一设备工作中发生电流过载或短路等不正常情况下，熔断器瞬间熔断，将故障部分的损坏限制在尽可能小的范围内。随着全球光伏产业的蓬勃发展，IEC60269-6标准的制定，原gR级熔断器在光伏直流侧的保护位置被gPV级熔断器取代。
关键词：熔断器；分析；干涉；安装
引言
熔断器在工业生产、科学研究和人民生活中得到了广泛的应用。作为特种承压设备，使用的工况、介质比较复杂，具有易燃、易爆、有毒等特点。在一定温度、压力及腐蚀介质的综合作用下，容易导致设备失效破坏，往往引起爆炸、火灾、中毒和环境污染等，造成灾难性的恶果，给国家、企业和人民生命财产带来巨大的损失。因此，我们必须运用一定的方法和手段，对其制造进行全面的质量控制。
1工作原理
熔断器主要由绝缘支架和熔管两部分组成，绝缘支架两端安装静触头，熔管两端安装动触头，熔管由内层消弧管和外层纸管或环氧玻璃管组成。跌落式熔断器在正常运行时，熔管借助熔丝张紧处于闭合位置，当系统发生故障时，故障电流使熔丝迅速熔断，并形成电弧，消弧管受电弧灼热，分解出大量的气体，在管内形成很高的纵吹压力，电弧被迅速拉长而熄灭。熔丝熔断后，下部动触头失去张力而下翻，锁紧机构释放熔管，熔管跌落，形成明显的开断点。
2高压熔断器的故障
（1）使用不合格的高压熔断器，造成熔管爆炸。
（2）接头松动、接触不良、氧化，造成发热，烧坏设备。
（3）电容器室高温使熔断器熔体误动，影响熔断器散热。
（4）高压熔断器和电容器本体安装角度不正确，影响开断速度。
（5）弹簧疲劳，开断速度下降，影响灭弧。
3原因分析
3.1采集模块
采集模块串接在负极保险上方，减少了负极保险区域的散热空间，且采集模块自身有一定阻值，运行中也会发热。经与汇流箱厂家求证，此类汇流箱结构在实验室测试，负极保险区域会比正极保险区域高13～15℃。
3.2熔断器
通过更换熔断器，测得支路电流正常，判断接入的阵列组串无过流现象。另外，从熔芯发热传导角度分析，当遇到过电流升温时，熔芯两头靠近金属帽盖，其散热性应比熔芯中部（完全被石英砂包覆）要好，常规过电流优先熔断部位应在熔芯中部的狭径处。所以，判断频发烧熔断器端头（下端头）的现象，非瞬时过电流造成。
3.3熔断器底座
（1）解体A品牌熔断器底座，座触头熔断端的铜夹片、夹片卡簧色泽发黑，周边底座塑料壳发黄，明显此端头存在异常发热。
（2）将熔断器装入座触头，再拔出。发现熔断端的座触头可轻松拔出熔断器，表明熔断器与铜片已无接触力，夹片和卡簧组成的夹紧力已失效。在通电的过程中，因长期接触不良，熔断器端头持续发热，最终导致熔芯非正常熔断。
（3）对几组已烧下端头的底座进行拆解，测量比对熔断端与正常端铜夹片张口距离，发现同一底座，熔断端铜夹片开口距离比正常端大0.15～0.43mm。
4改善与治理措施
经过以上的调查、统计和分析、总结可知，YH高压侧熔断器频繁熔断的故障只能通过提高电压互感器及熔丝质量、提高互感器铁芯磁饱和度、增加和完善消谐措施以及减少容易引起系统波动的电气操作，因此应尽量的抑制和减少熔断次数，但是YH熔断器熔断的情况却难以杜绝；而如何才能抑制和减少YH高压侧熔断器的熔断次数，作者认为可以从以下几个方面去进行完善改进。
4.1优化配电网架设计供电半径趋于合理，合理调度优化运行方式
采用网格化模式，合理布局电源，优化电网结构，从物理参数上避免谐振。改变运行方式时，需要校验谐振的边界条件。
4.2选用专用合格的喷逐式高压熔断器
内消弧管C套在保险丝外部，装在外绝缘管（外消弧管）内，熔断器的连接螺丝接在10kV母线铝排处，引出线与电容器出线端子连接。喷逐式高压熔断器的保护范围，要求过载和短路都能迅速开断。外消弧管由环氧玻璃丝布管等复合材料制成，其功能为绝缘、耐爆和有效开断大容性电流。开断过负荷小电流的实现：通过内消弧管产生气体，把气体迅速喷出熄灭电弧，靠强压力去游离气流熄弧并从一端喷出。对新购买的熔断器，除了检查、了解消弧管产气性能、材料的结构和强度外，还必须抽查熔断器的直流电阻和弹簧的拉弹力。
4.3采用电子式互感器或改善电磁式互感器铁芯伏安特性
电子式互感器与系统隔离，不存在铁芯饱和现象，在一二次融合的规则指导下，在中压系统可以推广使用；优化电压互感器选型，选择全绝缘型、磁饱和强度高及伏安特性线性度较好的铁芯；高压侧熔断器熔丝应选择装设充填硅砂的熄灭电弧性能优异的瓷管熔断器。
4.4改善高压熔断器的环境温度
根据国际电工IEC标准规定，高压熔断器适合运行的环境温度为－25～40℃。运行中的电容器会产生大量的热能，如果无法及时排出室外，会使环温升高，不仅影响熔体表面散热，还会使熔丝金属效应发生变化。虽然熔丝的开断是由通过的电流大小及时间控制，但随着环境温度的升高，金属软锡点会加速熔化，造成熔丝误断。目前电容器室多数采用风机排气散热，夏天无法将室温降低至合适范围，解决办法是在室内安装空调机，将室温控制在20℃左右，以延长电容器的使用寿命并保证熔断器正确动作。
4.5正确安装
普通的高压熔断器灭弧方式是熔化+燃烧。喷逐式高压熔断器的灭弧方式是拉弧与产气熄弧互相配合，当熔丝熔断后，弹簧迅速将尾线拉出。只有在尾线熔断后拉出才算真正灭弧成功，否则会由于熔丝重燃引起电容器爆炸事故。这种灭弧方式要求熔丝的额定电流与被保护的电容器相匹配。对熔体的安装角度也有要求，如果熔断管体安装角度不正确，就无法将尾线固定在外绝缘管的中间位置，导致开断时外绝缘管壁与尾线产生阻力，影响弹簧拉出速度。因此要求安装时管体与水平方向保持夹角为30～45°，如果达不到要求应进行调整。
4.6谐波在线监测
由于电网系统内的一些大厂、大矿生产运行时，尤其是电弧炉运行时会产生谐波，造成YH铁心饱和。建议对供电区域内的工矿企业进行谐波检测，检测企业用户在设备生产运行过程中产生的谐波量否在合格范围内，如果谐波量超过了允许值，那么可以采用改变用户侧变压器接线方式的方法，达到抑制和消除谐波的目的。使因用户设备运行生产产生的谐波在用户侧得到消耗，如变压器接线方式为Y/Y接线的，可改为Y/△接线，以使大量的谐波不至于传送至整个电网系统，影响系统网络的稳定运行。
结语
本文在现场调研和查阅大量相关文献的基础上，分析了近期某区域电网电压互感器高压侧熔断器熔断事件，针对电磁式电压互感器一次侧高压熔断器熔断问题进行了统计与理论分析，根据研究结果提出了差异化解决办法。
参考文献
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