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短路爆炸、設(shè)備燒毀、越級(jí)跳閘 —— 好多電網(wǎng)故障的背后，其實(shí)都藏著沒(méi)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格試驗(yàn)的跌落式熔斷器。
在配電網(wǎng)里，跌落式熔斷器是最常用的短路以及過(guò)載保護(hù)設(shè)備。我們廣泛用它來(lái)保護(hù) 10kV 配電線路分支以及配電變壓器。在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，它不只是保護(hù)設(shè)備，還是隔離電路的重要裝置。
要確保跌落式熔斷器靠譜，試驗(yàn)是唯一的辦法。國(guó)家能源局發(fā)布的 DL/T 640-2019 標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)明確規(guī)定了高壓交流跌落式熔斷器的試驗(yàn)要求。
一、試驗(yàn)的法律依據(jù)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
我國(guó)已經(jīng)把跌落式熔斷器的試驗(yàn)要求，寫進(jìn)了多項(xiàng)強(qiáng)制性以及推薦性標(biāo)準(zhǔn)里。DL/T 640-2019《高壓交流跌落式熔斷器》是國(guó)家能源局發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了額定電壓 3.6kV～72.5kV 跌落式熔斷器的型式試驗(yàn)以及出廠試驗(yàn)要求。
它適用于保護(hù)電力系統(tǒng)中的線路、戶外變壓器等設(shè)備，還會(huì)根據(jù)使用場(chǎng)所瞬態(tài)恢復(fù)電壓的不同，把熔斷器分成 A 級(jí)以及 B 級(jí)。
還有 GB/T 15166.3—2008《高壓交流熔斷器 第 3 部分：噴射熔斷器》，這份標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了開斷試驗(yàn)的五大方式。這些方式對(duì)應(yīng)著熔斷器在實(shí)際配電網(wǎng)系統(tǒng)中，不同距離以及不同故障形式的故障電流。
2018 年發(fā)布的 T/ZZB 0646—2018《12kV 戶外交流高壓跌落式熔斷器》，則進(jìn)一步規(guī)范了額定電壓 12kV 及以下跌落式熔斷器的試驗(yàn)方法。
二、試驗(yàn)類型與內(nèi)容
跌落式熔斷器的試驗(yàn)主要包括型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)以及抽檢試驗(yàn)三大類。
型式試驗(yàn)是給產(chǎn)品設(shè)計(jì)做全面驗(yàn)證的試驗(yàn)，里面包含開斷能力試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)、時(shí)間 - 電流特性試驗(yàn)這些項(xiàng)目。開斷能力試驗(yàn)要求熔斷器能可靠斷開各種故障電流，從額定開斷電流（就 12.5kA 來(lái)說(shuō)）到最小開斷電流（就 400-500A 來(lái)說(shuō)），都得覆蓋到。
溫升試驗(yàn)是檢測(cè)熔斷器在長(zhǎng)期通電狀態(tài)下的發(fā)熱情況。有研究數(shù)據(jù)顯示，熔斷器溫升試驗(yàn)的不合格率高達(dá) 44.4%，發(fā)熱點(diǎn)主要集中在上導(dǎo)電片與上觸頭的滑動(dòng)連接位置，還有上觸頭螺帽與熔管的螺紋連接位置。
時(shí)間 - 電流特性試驗(yàn)（也就是安秒特性曲線試驗(yàn)）是驗(yàn)證熔斷器保護(hù)選擇性的關(guān)鍵。熔斷器的開斷時(shí)間只有十幾毫秒，甚至更短，比配電網(wǎng)真空斷路器的開斷時(shí)間短很多。正是這個(gè)特性，讓它成了配電網(wǎng)終端的第一級(jí)保護(hù)開斷設(shè)備。
三、試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題
實(shí)際試驗(yàn)?zāi)茏屛覀兛吹降涫饺蹟嗥髌毡榇嬖诘馁|(zhì)量問(wèn)題。就說(shuō) 2018 年國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司的抽檢試驗(yàn)吧，不合格率就到了 96.4%。
材質(zhì)問(wèn)題特別突出，檢測(cè)不合格率高達(dá) 88.9%。有些產(chǎn)品用的載熔件、銅鑄件以及絕緣子，材質(zhì)強(qiáng)度跟不上，扛不住開斷電弧產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力，所以在試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)載熔件炸裂的情況。
熔斷件（也就是熔絲）質(zhì)量差是核心問(wèn)題。熔斷件是保證熔斷器開斷性能的核心部件，可現(xiàn)在國(guó)內(nèi)流通的熔斷件，普遍存在嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題，很多根本沒(méi)有開斷能力。
四、試驗(yàn)對(duì)安全運(yùn)行的意義
恩彼邁跌落式熔斷器試驗(yàn)的直接目的，是防止它故障失效。要是熔斷器斷不了故障電流，會(huì)讓變壓器損壞，嚴(yán)重的還會(huì)燒毀；同時(shí)會(huì)讓線路保護(hù)配合失效，引發(fā)上級(jí)斷路器越級(jí)跳閘，擴(kuò)大停電面積。
試驗(yàn)還能避免 “開斷后不跌落” 的危險(xiǎn)情況。要是熔斷器本身有材質(zhì)或者工藝問(wèn)題，長(zhǎng)期運(yùn)行后會(huì)局部過(guò)熱，再碰到惡劣氣候，可能會(huì)造成局部引弧熔焊，導(dǎo)致載熔件開斷后不跌落，給現(xiàn)場(chǎng)故障巡線添了麻煩。
再者，通過(guò)試驗(yàn)保證熔斷器的性能，對(duì)保障配電網(wǎng)系統(tǒng)的多級(jí)保護(hù)配合至關(guān)重要。真型試驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明，只有熔斷器運(yùn)行正常，配電網(wǎng)系統(tǒng)的多級(jí)保護(hù)才能起到應(yīng)有的作用。
試驗(yàn)不是熔斷器生產(chǎn)時(shí)可做可不做的步驟，而是必須遵守的法定要求。國(guó)網(wǎng)公司已經(jīng)開始通過(guò)統(tǒng)一定型熔斷器的結(jié)構(gòu)以及參數(shù)，并且加強(qiáng)入網(wǎng)質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn)，從源頭把控設(shè)備質(zhì)量。就浙江省電力公司來(lái)說(shuō)，他們?cè)圏c(diǎn)開展熔斷器入網(wǎng)檢測(cè)后，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的 8 個(gè)月里，熔斷器故障率明顯下降。
試驗(yàn)的終極目的，是確保故障發(fā)生時(shí)，那個(gè)看著簡(jiǎn)單的熔絲管，能按設(shè)計(jì)好的步驟走：熔絲先熔斷，接著產(chǎn)生電弧，產(chǎn)氣材料會(huì)產(chǎn)生高壓氣體把電弧滅了，最后熔管掉下來(lái)，形成能看見(jiàn)的斷口。這個(gè)過(guò)程看著簡(jiǎn)單，卻扛著電網(wǎng)安全的重任。
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