短路爆炸、设备烧毁、越级跳闸 —— 好多电网故障的背后,其实都藏着没经过严格试验的跌落式熔断器。
在配电网里,跌落式熔断器是最常用的短路以及过载保护设备。我们广泛用它来保护 10kV 配电线路分支以及配电变压器。在电力系统运行时,它不只是保护设备,还是隔离电路的重要装置。
要确保跌落式熔断器靠谱,试验是唯一的办法。国家能源局发布的 DL/T 640-2019 标准,已经明确规定了高压交流跌落式熔断器的试验要求。
一、试验的法律依据与技术标准
我国已经把跌落式熔断器的试验要求,写进了多项强制性以及推荐性标准里。DL/T 640-2019《高压交流跌落式熔断器》是国家能源局发布的行业标准,这个标准规定了额定电压 3.6kV~72.5kV 跌落式熔断器的型式试验以及出厂试验要求。
它适用于保护电力系统中的线路、户外变压器等设备,还会根据使用场所瞬态恢复电压的不同,把熔断器分成 A 级以及 B 级。
还有 GB/T 15166.3—2008《高压交流熔断器 第 3 部分:喷射熔断器》,这份标准详细规定了开断试验的五大方式。这些方式对应着熔断器在实际配电网系统中,不同距离以及不同故障形式的故障电流。
2018 年发布的 T/ZZB 0646—2018《12kV 户外交流高压跌落式熔断器》,则进一步规范了额定电压 12kV 及以下跌落式熔断器的试验方法。

二、试验类型与内容
跌落式熔断器的试验主要包括型式试验、出厂试验以及抽检试验三大类。
型式试验是给产品设计做全面验证的试验,里面包含开断能力试验、温升试验、时间 - 电流特性试验这些项目。开断能力试验要求熔断器能可靠断开各种故障电流,从额定开断电流(就 12.5kA 来说)到最小开断电流(就 400-500A 来说),都得覆盖到。
温升试验是检测熔断器在长期通电状态下的发热情况。有研究数据显示,熔断器温升试验的不合格率高达 44.4%,发热点主要集中在上导电片与上触头的滑动连接位置,还有上触头螺帽与熔管的螺纹连接位置。
时间 - 电流特性试验(也就是安秒特性曲线试验)是验证熔断器保护选择性的关键。熔断器的开断时间只有十几毫秒,甚至更短,比配电网真空断路器的开断时间短很多。正是这个特性,让它成了配电网终端的第一级保护开断设备。
三、试验发现的质量问题
实际试验能让我们看到跌落式熔断器普遍存在的质量问题。就说 2018 年国网辽宁省电力有限公司的抽检试验吧,不合格率就到了 96.4%。
材质问题特别突出,检测不合格率高达 88.9%。有些产品用的载熔件、铜铸件以及绝缘子,材质强度跟不上,扛不住开断电弧产生的强大压力,所以在试验过程中会出现载熔件炸裂的情况。
熔断件(也就是熔丝)质量差是核心问题。熔断件是保证熔断器开断性能的核心部件,可现在国内流通的熔断件,普遍存在严重质量问题,很多根本没有开断能力。
四、试验对安全运行的意义
恩彼迈跌落式熔断器试验的直接目的,是防止它故障失效。要是熔断器断不了故障电流,会让变压器损坏,严重的还会烧毁;同时会让线路保护配合失效,引发上级断路器越级跳闸,扩大停电面积。
试验还能避免 “开断后不跌落” 的危险情况。要是熔断器本身有材质或者工艺问题,长期运行后会局部过热,再碰到恶劣气候,可能会造成局部引弧熔焊,导致载熔件开断后不跌落,给现场故障巡线添了麻烦。
再者,通过试验保证熔断器的性能,对保障配电网系统的多级保护配合至关重要。真型试验能说明,只有熔断器运行正常,配电网系统的多级保护才能起到应有的作用。
试验不是熔断器生产时可做可不做的步骤,而是必须遵守的法定要求。国网公司已经开始通过统一定型熔断器的结构以及参数,并且加强入网质量检测试验,从源头把控设备质量。就浙江省电力公司来说,他们试点开展熔断器入网检测后,现场运行的 8 个月里,熔断器故障率明显下降。
试验的终极目的,是确保故障发生时,那个看着简单的熔丝管,能按设计好的步骤走:熔丝先熔断,接着产生电弧,产气材料会产生高压气体把电弧灭了,最后熔管掉下来,形成能看见的断口。这个过程看着简单,却扛着电网安全的重任。
