免工具拆卸更换熔管的户外高压熔断器分析

免工具拆卸更换熔管的户外高压熔断器分析

代显忠,何瑞婷,高艳,耿成通,王艳华,张学军,杨琼璋

云南电网有限责任公司楚雄供电局   云南  675000

摘 要：设计了一种免工具拆卸更换熔管的户外高压熔断器、站用变熔断器辅助安装工具，缩短了运行人员高处作业的时间，提高了变电站户外高压熔断器的更换效率，降低了高处作业发生高坠的风险，缩短了故障设备停电时间，提高了设备的供电可靠性。

关键词：免工具拆卸；更换熔管的户外高压熔断器

引言

目前，变电站户外电压互感器高压熔断器、站用变熔断器多数为内置式熔断器，运行中因熔断器熔断而进行更换作业频繁。因熔断器内有组弹簧，在设备构架上高处开展熔断器拆卸及更换作业，运行人员作业不方便且费时费力，还存在高压熔断器及底座掉落风险。而且，进行变电站户外高压熔断器的更换作业需要停电，更换作业时间的长短影响着停电时间长短。因此，本文设计一种免工具拆卸更换熔管的户外高压熔断器，提高了变电站户外高压熔断器的更换效率，减少了停电时间。

一、研究背景

目前，在10-35kV中低压配电网络中，变电站户外安装的固定式电压互感器高压熔断器在运行中，常常会因接地、谐振、电压互感器故障等导致的高压熔断器熔断的情况。现有的固定式高压熔断器，多为螺栓固定、弹簧压紧型，更换熔体时，需要耗费大量的时间进行拆卸，换上新熔体后，在安装固定螺栓时，因螺栓受压紧弹簧的弹力较大，非常难于安装到位，安装时至少得两人一起并花费数小时才能将熔断器安装回原位，且经常发生接线端帽安装位置不对应导致的引流线无法安装又拆开重装的情况，更换熔体时，需要耗费大量的人力及造成电压互感器停电时间过长带来安全隐患。

研究一种方便更换的高压熔断器，包括高压熔断器本体和支持瓷瓶，高压熔断器本体两端设置接线端帽，接线端帽上设置接线柱，接线帽与支持瓷瓶通过螺纹像瓶盖一样的拧紧在一起。需要更换溶体时先将高压熔断器的一端插入活动夹持装置，稍微用力向左推压高压熔断器，这样整个高压熔断器高会向左移动，方便将高压熔断器的另一端插入到固定夹持装置内，由于活动夹持装置内设置有弹簧，靠弹簧的弹力可以方便安装，而且安装后弹簧复位使高压熔断器紧夹在两个支持瓷瓶内，同时一量高压熔断器损坏，也能方便快速的取下损坏的高压熔断器。不需要再使用螺栓固定，当高压保险熔断后拆卸时，不用再松动螺丝，大大缩短了拆卸高压熔断器的时间，这样，更换高压熔断器时，不需要再松紧螺栓而耗费大量时间、精力。同时引线固定在夹持装置上，也大大缩短了高压保险熔断后的修护时间。

通过该工具可解决户外固定安装高压熔断器费时费力的问题，作业人员可以在不需任何工具的情况下，简单快速地徒手完成熔管的更换，做好安全措施后即可一人在地面监护，一人在杆端作业即可高效完成熔体更换，可大量节约作业时间和提高作业质量。

二、故障概述

某变电站2010年投运，35kV系统采用单母线分段接线方式，其中35kV I母接有4回进线，SVG、小电阻接地变、站用变进线各1回，#1主变低压侧出线1回，母线安装3台型号为JDX6-35W3的单相、户外、油浸式、全绝缘电磁电压互感器，并配置KNXQ-35型一次消谐装置和HY-XX2000A型二次消谐装置，使用额定电流0.5A的XRNP-40.5/0.5型高压熔断器。自2014年5月起连续4个月内35kV I母PT高压熔断器共发生5次熔断故障，故障均发生在阴雨天气或雨后第二天，故障时变电站综自显示故障相电压由正常运行值22.2kV左右下降至20～21kV并随时间推移逐渐下降，其他相电压正常，系统无保护动作及告警信息，现场检查未见明显异常，更换故障相高压熔断器后恢复正常运行。

三、免工具拆卸更换熔管的户外高压熔断器的设计

免工具拆卸更换熔管的户外高压熔断器用于变电站内置式户外高压熔断器的更换，采用嵌入式安装，能够实现减轻人员劳动强度，提高熔断器更换效率的作用。本产品体积小、质量轻、便于携带、结构简单、操作方便、成本较低，而且使用不受环境影响。本装置完全由硬件机械结构组成。

现今，变电站户外电压互感器高压熔断器、站用变熔断器多数为内置式熔断器，运行中因熔断器熔断而进行更换作业频繁。比如35kV母线电压互感器高压限流熔断器为户外布置的内置式高压熔断器，其安装位置较高且作业空间狭小，现场作业人员普遍反映更换户外高压熔断器费时、费力，更换效率低。同时，35kV户外高压熔断器故障被定级为紧急缺陷，必须及时消缺。随着高压熔断器故障频次的增多，变电站的运维工作面临巨大的挑战。现场作业人员觉得更换高压熔断器是一件费时、麻烦的事情，主要一个原因是户外高压熔断器为内置式熔断器，熔断器熔断进行更换时，因熔断器内有组弹簧，且要有2500N～3000N的力才能将弹簧压至对应位置，接线端帽下方有两块垫片，在设备构架上进行拆卸及更换时不方便运行人员操作，且需要多人配合才能完成高压熔断器的更换，但户外高压熔断器构架较小，不便于多人配合工作，户外高压熔断器构架如图

2所示。

其次，现在运行人员普遍采用将高压熔断器及底座整组拆卸到地面进行更换的方法，但需要拆卸的螺栓较多，有些绣螺丝蚀严重无法拆卸下来，存在浪费时间较多及高压熔断器底座掉落风险，且高处作业不安全。因此，设计一个户外高压熔断更换工具，解决更换户外高压熔断器费时、费力的问题，提高更换高压熔断器的效率，是本次设计的主要问题。

针对要解决的问题，设计制作了免工具拆卸更换熔管的户外高压熔断器。工具从瓷套管的一端对其进行固定，两侧压紧件采用对称的半环形钢片，一端使用合页进行连接，另一端使用搭扣进行连接;中间连接件由两根螺栓组成。通过擰紧一端的螺母将接线端帽压紧固定，抵消瓷套管内弹簧的弹力，拧紧接线端帽与瓷套管间的固定螺丝后，取下工具即可完成。工具主要通过缩短压住接线端帽并拧紧螺丝的作业时间，减少变电站户外高压熔断器更换作业时间。

首先，对变电站户外高压熔断器瓷套管以及接线端帽的尺寸进行了测量。采集相应尺寸得到了所需的参数之后，开始设计图纸：

在画出图纸后，利用纸板材料制作了一个简易的模型，验证了图纸结构合理，满足要求。接着对配件进行加工后，组装出了符合要求的免工具拆卸更换熔管的户外高压熔断器。

四、免工具拆卸更换熔管的户外高压熔断器的使用方法

⑴将工具调整到合适的尺寸并锁紧限位螺母;⑵将工具卡在设备上扣紧搭扣;⑶拧紧蝴蝶螺母抵消弹簧的弹力，将接线端帽固定到合适位置;⑷拧紧固定接线端帽的螺丝后，松开搭扣取下工具，即可完成压住接线端帽并拧紧螺丝的操作。

五、实际应用

为了验证免工具拆卸更换熔管的户外高压熔断器的使用效果，本设计选取了三组人进行变电站户外高压熔断器更换作业，在使用辅助安装工具和不使用辅助安装工具的情况下进行对比，经对比得到如下结果：

从作业时间对比的统计数据可以看出，使用本设计制作的免工具拆卸更换熔管的户外高压熔断器后，通过缩短压住接线端帽并拧紧螺丝的作业时间，将变电站户外高压熔断器更换作业时间由活动前的50.1分钟减少至25.2分钟，提高了变电站户外高压熔断器的更换效率。

结束语

免工具拆卸更换熔管的户外高压熔断器的使用缩短了运行人员高处作业的时间，提高了变电站户外高压熔断器的更换效率，降低了高处作业发生高坠的风险，缩短了故障设备停电时间，提高了设备的供电可靠性。全年平均节约了变电站运行人员至少3000分钟的运维时间，同时也大大降低了变电站运行人员的劳动强度。

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