10kV环网负荷开关中熔断器更换问题探讨

  10 kV环网配电系统普遍采用的负荷开关—熔断器变压器保护常因熔断器更换或配置不当而引发负荷开关故障,本文就此进行探讨。
  
  1 熔断器的熔断过电压
  更换或配置负荷开关的熔断器时,对其额定电压的选配,除需考虑熔断器绝缘承受的耐压程度外,还需考虑不要产生过高的熔断过电压。应注意选择的熔断器额定电压要同于系统电压,若高于系统电压则易产生较高的熔断过电压。其原因分析如下:
  石英砂限流高压高开断容量(HV HRC) 熔断器在熔体气化时会产生熔断过电压。任一电流Io熔断时因金属蒸气电阻大而被迫减小,d i/dt增大,电感上就会感生一与电源同方向的电势共同作用于电容与弧隙两端(等效原理见图1) ,产生与截流相似的过电压。熔体越长,金属蒸气越多,间隙处的击穿电压就越高,过电压也就过高。若弧隙在熔体气化后不能被击穿重燃,则熔断器的对地过电压[1]可达其最大可能值Um等于Io乘以根号L / C。选用熔断器的过电压应符合标准,表1为不同电压等级限流熔断器的熔断过电压标准[2] ,我国10 kV 等级(其最高电压1115 kV ,相当于国外12 kV 级) 的熔断过电压≯38kV。应选用符合这些标准的熔断器。
  

  2 熔断器的额定电流
  环网柜中一般负荷为配电变压器[3] ,熔断器应能: ①承担额定电流,不会误熔断； ②承受配变空载合闸涌流的冲击,不会误熔断； ③发生短路时立即熔断,切除故障,跳上游负荷开关。因此首先,熔断器最大开断电流必须大于安装处的短路电流。目前国外各公司熔断器产品开断电流均> 40 kA ,SIBA 和HAWKER 系列更可达5060 kA 水平,较断路器的开断能力还大。其次,需慎重选择熔断器额定电流,特别要躲过变压器的合闸涌流。可根据不同的情况按供货厂商给出的熔断器选取表格选取。
 

  选用的熔断器若过大,就不能对变压器提供快速可靠的保护,而若选小,则会因长期较微过载而发热严重,其后果十分危险:后备式熔断器虽在此范围并未熔断,但却会使整个熔断器室甚至整个柜体烧毁。深圳某用户在变压器出故障、熔体熔断后,因一时无合适的电流熔断器,临时改用手头现有的较额定电流小一级的熔断器,结果运行不到3 d 就使柜体过热烧毁。故务必严格按厂商表格选取,散热条件极为不好时更应将熔体电流选大一级。同时,在更换熔断器时即使只有1 或2 个熔断器熔断,也应按IEC282 —1 标准的规定一起更换3 个熔断器,因这时熔断器虽未熔断,但却经历了一次较大短路电流的过热冲击,若不更换,在正常电流运行时就有可能发生误熔断的事故。