一种新型跌落式熔断器的研制
摘要：近年来，淅川县供电负荷不断增长，但因投入运行的跌落式熔断器、熔丝消耗量大，熔管捆绑引起爆裂、线路跳闸或烧毁变压器现象时有发生，供电质量和供电可靠性受到严重影响。
为此淅川县电业局科技人员详细分析了原有跌落熔断器优缺点，经过多次技术改进和反复实验，成功研制出“新型跌落式熔断器”，较好地消除了原型号产品的缺陷。
投入使用的结果表明，新型跌落式熔断器安装熔丝时省事、省力、简单快捷，并且合闸操作不会挣断熔丝，保证合闸一次成功。
减少了线路跳闸次数和停电时间，避免了不能及时跌落而烧毁配电变压器的弊病，提高了供电可靠性，取得了显著的经济和社会效益。
下载论文网 关键词：跌落 熔断器 技术创新 实际应用 0 引言 技术背景：跌落式熔断器（也称跌落保险）是10千伏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开关。
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10千伏配电变压器一次侧作为保护及设备投、切操作。
目前市场上出售的各型跌落保险在实际应用中还存在着或多或少的缺陷与不足。
主要表现在熔断器在合闸时熔丝易被拉伤、拉断，造成投切时间长，供电可靠性低；熔断器的熔丝消耗量大；为防止熔丝被拉断，减少更换熔丝的次数，供电所职工都存在人为绑扎现象，或者用铝丝代替铜丝，这就埋下了更为严重的安全隐患，甚至引起变压器烧毁。
国内的数十个厂家都在积极地寻求改变该结构的方式、方法，如有的将高压熔丝并入一根尼龙绳以增加熔丝强度防止拉断；有的采取增大熔丝容量，突显机械强度的办法；有的将熔管下部触头活动部位用铁丝捆绑固定。
以上解决办法，不但不能从根本上解决问题，而且容易造成跌落保险性能降低，甚至失去对变压器的保护，导致造成变压器的损坏和供电可靠性降低。
究其原因，主要还是生产厂家实践经验相对短缺，没有能够在这个问题上有针对性的改造，所以也没有取得真正的突破与发展。
经调查分析2009年淅川电网运行的5670支跌落熔断器中，年更换数量为490件，其中熔断器故障中，熔丝故障为382次，所以淅川局跌落熔断器年故障率为8.6%，熔丝故障率为78%。
淅川局杨红举、徐永远等专家由于在农电一线从事配网运行、检修工作多年，有着丰富的实践经验。
所以经深入分析发现上述问题产生的主要原因是跌落熔断器熔管下触头结构设计不合理造成的。
因此淅川局科研小组决定进行技术攻关，其目标是：使熔丝故障率由78%降到9%，熔断器故障率由8.6%降到2.6%，供电可靠率由99.5125%提高至99.6232%。
1 主要技术思路和研制路线 以安装便捷、操作省工省力、高效节能为目标，以现有PR5型新型跌落熔断器为基础，在传统安装投运过程中容易出现问题的熔丝压接和合闸运行张力点部位为改造突破口，采用虚拟理论模型→技术方案设计→关键部位制造工艺研究→模具制作→实物组装调配→试验（现场安装试验、运行可靠性试验、推广运用测试）的技术路线，进行了5项主要受力部位的系列开发研制。
2 主要科技创新 2.1 设计了一种先进的熔丝压装方法，保护熔丝压接时无损伤，彻底根除了熔丝安装时，尾线伴随螺钉的转动被割伤、绞伤断股等降低熔丝机械强度的不良现象。
以前所有的跌落熔断器对熔丝尾端的压接，设计全部都是螺钉压接方法，在熔丝传入熔管后，在熔管下部动触头的固定螺钉的垫片下按照顺时针方向沿螺丝缠绕一周半或者两周，再用扳手慢慢固定螺钉，压紧熔丝。
①在用扳手固定熔丝时，螺钉锋利的螺纹对缠绕的熔丝压接部分产生切割力，并且伴有旋转搅动力矩，很容易造成熔丝压接处断股、暗伤，甚至完全断开，需要返工重新安装。
②在熔断管合闸投切时，因合闸张力给熔丝造成影响，在熔丝断股、暗伤处挣断熔丝，需要重新安装。
③为了增加熔丝强度，预防合闸张力拉断熔丝，采取将高压熔丝并入一根拉紧而且具有弹性的尼龙绳，但是因为其因环境因素容易受热老化，仍然治标不治本。
通过研究，科研人员采用一种超级万能粘合剂将螺钉一端丝纹头部固定在熔管的下触头上，待螺钉固定好后，用砂轮把螺钉的尾帽切掉，同时安装和螺纹相匹配的螺帽和垫片。
安装熔丝时，将螺钉压接改造成螺丝杆旋入固定，使用螺帽旋转压接熔丝，消除了丝纹对熔丝的切割力和旋转绞动力。
2.1.3 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，即使有合闸张力也不至于在压接处出现断开。
2.2 对熔断器熔管下部进行机械结构的合理改进，解决了老式熔断器常见的结构性缺陷，对熔管、熔丝和熔断器本身具有保护作用。
2.2.1 设计了一种带“V”型滚轮的新型弹板组合结构替换原来的下触头弹簧片，解决了熔丝桥接部位滑脱和易被割伤现象，减少了安装、合闸和运行过程中对熔丝的张力造成熔丝的非要因机械损伤。
①熔丝管的下触头弹簧片，凹槽型设计较浅，当熔丝较松时易脱槽，造成合闸操作熔断管自行脱落；熔丝较紧时凹槽一侧的端口处极易磨损熔丝，使熔丝的合闸瞬间割伤或者在运行中震动割伤，导致运行中的熔断管的非正常性跌落。
②改造传统的弹片结构，利用不锈钢材质加工成由两个大小不同的“U”型夹背靠背焊接而成的弹板组合结构，同时在小“U”型夹末端加装一“V”型滚轮，用以敷设熔丝，V型槽的凹槽设计比传统弹片凹槽深，能防止熔丝合闸弹出滑脱；滚轮结构使合闸时熔丝可以顺势滚动，消除熔丝磨损力。
2.2.2 设计了一种新型合闸限位挡块，在熔断管合闸时，利用弹板组合的大U型夹底部顶住限位挡块，消除合闸张力对熔丝的机械式拉伤。
①熔丝管在合闸投运时，为防止出现比较大的高压电弧而采用迅速用力合入，因传统设计缺陷，熔断管下触头没有限位装置，合闸力矩全部在熔丝上承载，对熔丝造成很大的张力，极易挣断熔丝造成合闸失败。
再者熔丝安装不当情况出现暗伤断股，在用力合闸瞬间造成熔丝挣断，需要取下熔断管重新安装熔丝。
为了保证合闸不挣断熔丝，将熔断管下部弹簧片附近活动部位用铝丝或者铁丝捆绑固定，导致出现问题时失去自动跌落功能，不能从根本上解决问题。
②我们科研小组成员针对熔丝合闸时被拉断的实际情况进行反复研究，并在我局试修所进行多次改造试验，确定在熔管下部加装限位挡块的方案：即在熔管下部的铸件的突刺部位，用砂轮机切割做出一个L型金属臂勾作为合闸限位挡块，在合闸时利用上面的V型弹板组合中的大U型夹和限位挡块扣接，完全消除合闸时熔管下动触头与静触头之间张力对熔丝的影响。
通过对熔丝压接方式、V型弹片组合结构和合闸限位挡块等熔管下触头结构的改进，经过反复试验证明，该新型跌落熔断器安装方便快捷，省时省力，彻底消除了跌落熔断器熔丝割断，压接暗伤和脱落现象，熔丝故障得到彻底消除。
3 新型跌落熔断器的技术创新点 3.1 独创了一种新的熔丝压装方式，彻底根除了在安装熔丝压接时，尾线伴随螺钉的转动被割伤、绞伤断股等降低熔丝机械强度的不良现象。
3.2 对熔断器熔管下部进行机械结构的合理改进，解决了老式熔断器常见的结构性缺陷。
3.2.1 设计了一种带“V”型滚轮的新型弹板组合结构，解决了熔丝桥接部位滑脱和易被割伤现象，减少了安装、合闸和运行过程中对熔丝的张力造成熔丝的非要因机械损伤。
3.2.2 在熔管下动触头铸件末端改造制作一“L”型金属臂钩作为合闸限位挡块，在熔断管合闸时，利用弹板组合的大U型夹底部顶住限位挡块，消除合闸张力对熔丝的机械式拉伤。
4 与目前市场同类产品比较 该项目于2009年9月完成，主要技术经济指标：熔丝故障率由安装前的78%下降到0%，跌落熔断器故障率由安装前的8.6%降到2.1%，安装省时省力，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。
参考文献： [1]孙路阳.10KV跌落式熔断器故障分析及防范[J].中国新技术新产品，2010.NO.4. [2]郑春生.一种具有过电压保护功能的跌落式熔断器[J].中国电力，2003年增刊. [3]李晓东.跌落式熔断器的使用、维护和操作[J].科技资讯2007（8）：28—29.