抢修：带电更换瓷体断裂的跌落式熔断器

设备现象描述

2020年12月28日，某供电所运维人员发现10kV某线路某分支跌落式熔断器C相熔断跌落，瓷体断裂，现场无外破痕迹。如图1-图2所示。图中熔断器上引线完好，瓷体断裂后，熔断器上接线柱下挂至下接线柱附近，上下接线柱之间仍有电气连通。

图1  断裂瓷体的跌落式熔断器正面

图2  断裂瓷体的跌落式熔断器侧面

来源： 配网不停电作业吃瓜组

作者： 许西瓜

故障研判与勘查

该跌落式熔断器投运仅1年，分支线路后段仅一台公变，型号为S11-M-400/10，接线组别为Dyn11。巡视人员根据图纸、基础资料、设备投运年限和现场现象初步判断：

1）应为产品质量问题引起，如瓷体烧制过程中致密性不均、孔隙性渗透等。加上当天气温骤降，引线弛度过小使瓷体承受应力，导致断裂。

2）C相熔断器瓷体断裂瞬间，应有瞬间的缺相。上接线柱下挂碰触下接线柱后，因负荷不大，维持着正常运行。

电话问询后台人员，目前该线路无供电服务指挥系统主动工单、也无用户拨打95598报修，经查询配电自动化Ⅳ区主站系统，该台区无异常报文和告警。实时召测配变低压侧三相电压均正常，均为241V，三相电流较小，C相电流仅为0.65A。公变终端每隔15分钟采集一次数据，后台人员召测近六个月数据未发现异常，因此无法判断熔断器瓷体断裂的具体时间。

图3  配电自动化Ⅳ区主站系统缺陷台区运行情况

供电所人员与带电作业人员共同开展现场勘察，确认了工作环境和天气条件、通过望远镜观察、红外测温、带电部位确认等明确了该项抢修工作的危险点。

抢修方案的制定与选择

方案一： 依次拉开该电杆B、A两相熔管，采取①剪断引线→②更换跌落式熔断器→③搭接引线的方式处理。

该方案有两个危险点：

1）跌落式熔断器C相上引线下挂后，其绝缘层已碰触分支横担，且外露导电部分距离横担非常近（如图2所示），随时可能发生单相接地。单相接地引起电杆的电位升高。

2）变压器三相绕组仍在正常运行，C相上接线柱自然下垂碰触下接线柱，遇有大风存在通流中断引起拉弧的风险。电弧能量的大小与电流大小和燃弧时间有关，假如引线摆动，负荷中断不彻底，时间越长，电弧危害越大。

若让供电所人员登杆拉开A、B两相熔管，随时可能发生的单相接地和电弧是威胁人身安全的不安全因素。

方案二： 用旁路设备进行带负荷处理。

带负荷处理单相设备，最方便的旁路装备是美制BREAK-SAFE线路跨接器（带电作业用消弧开关）。该跨接器是具备快分快合和消弧功能的单相开关，额定电压为15kV，额定电流为300A。

但是使用BREAK-SAFE线路跨接器进行短接故障相熔断器，作业步骤多、绝缘遮蔽量大，作业过程存在与方案一相同的单相接地和拉弧两个危险点。如图3所示，跨接器合闸之前，下坠的引线一旦断开回路，有产生电弧的危险；合闸之后，虽剪断引线不会产生电弧，但靠近横担的半截引线仍带电，难以控制。 

图3 线路跨接器带负荷作业假想图

另需注意： 运行中的跌落式熔断器与柱上开关不同，并没有防止其突然熔断导致负荷中断的闭锁措施。因此在带负荷更换跌落式熔断器工作中，严禁采用绝缘引流线直接短接的方式，以避免带负荷接绝缘引流线的引流线夹。采用类似美制BREAK-SAFE线路跨接器的小旁路设备，将使作业人员暴露在运行中的熔断器周边，存在熔断产生电弧伤人的风险。如图4所示，跌落式熔断器熔断瞬间，气体从熔管下端喷出，并发出“砰”的爆裂巨响，若该电杆处有带电作业人员正在进行作业，轻则使作业人员受到惊吓，重则发生人员电弧灼伤事故。所以带负荷更换跌落式熔断器工作，作业人员应尽量远离运行中的跌落式熔断器。 建议该类带负荷工作尽可能采用旁路开关和旁路电缆进行跨杆旁路作业 。

图4  熔断瞬间电弧情况（来源于网络视频截图）

方案三：先切断负荷、后带电处理故障点引线和跌落式熔断器。

由于该破损熔断器已不具备操作条件，综合考虑后，现场工作人员决定采用先切断负荷、后带电处理故障点引线和跌落式熔断器的方式进行抢修，如图5所示。相比较前两个方案，有两个优点：

1）工作人员无需在故障点冒险登杆操作；

2）分支导线未经变压器线圈形成回路，方便带电作业直接剪断引线处理。 

FU1、 FU2、 FU3—变台处跌落式熔断器，

TM—变台配电变压器，QS—变压器低压侧隔离开关

图5  先切断负载后带电抢修示意图

抢修过程

抢修流程见图6所示。

图6  流程图

最后确认台区三相电压电流数据无正常，抢修结束。

总结

单个跌落式熔断器瓷体断裂的故障，有发生缺相和通流正常两种情况，通流正常的如本文描述的上下接线柱直接短接的情况较少，多数为图7所示情况。

图7  瓷体断裂但通流正常的跌落式熔断器

故障相电流中断的故障，容易发现也容易处理，一般由配电自动化系统发起缺相告警或由用户报修发现；电流未中断的瓷体断裂情况不易第一时间发现，且容易由引发其他故障。

不同单个瓷体断裂的情况，其抢修策略是不同的。主要看拉开非故障相跌落式熔断器操作是否存在安全风险。可拉开非故障相跌落式熔断器时，故障相可直接带电处理。

本文的案例是典型的无法操作非故障相熔断器的情况，抢修策略为先在配变侧切断负荷，再在故障点组织带电抢修，严防出现接地、带负荷断接引、带空载变压器断接引等错误操作。

若分支侧台区较多，逐个台区停电操作量大，且停电影响太大，可用旁路开关、旁路电缆进行带负荷更换。