高压熔断器更换工具 王云涛，武历忠，聂建峰，朱洪卿，韩兵 （国网东营供电公司，山东东营２５７０００） ＴＡ高压熔断器是重要的电力保护电器，在常规 压熔断器过程进行研究分析。更换ＴＡ高压熔断器的 站和智能站中均有应用，起到过流保护作用。受电网 流程大致如图１所示。 运行方式及电网负荷的变化影响，ＴＡ高压熔断器作 为易损易耗元件，熔断时有发生。ＴＡ高压熔断器更 换用时又存在较多、差异性大的情况。因此，对ＴＡ高 压熔断器更换工具的研究具有重大意义。 １ ＴＡ高压熔断器故障原因和更换存在的问题 １．１ ＴＡ高压熔断器熔断原因 统计了东营市管辖变电站近３年３５ ｋＶＴＡ高压 熔断器更换次数，ＴＡ高压熔断器更换次数随着规模 增加，也呈现逐年上升趋势。ＴＡ高压熔断器发生熔 断的原因主要有：ＴＡ本身内部出现单相接地或匝间、 层间、相间短路故障；ＴＡ二次侧发生短路，而二次侧 熔断器未熔断，造成高压熔断器熔断 。 １．２ ＴＡ高压熔断器更换存在的问题 对２０１６年５６次更换时间进行了统计分析，发现 在ＴＡ高压熔断器拿取环节用时出现了较高的离散性 （用时最少７．１ ｍｉｎ，最多４２ ｍｉｎ，平均１３．８ ｍｉｎ）。而 其他各环节用时较为稳定，通过调取其他公司该项操 作的操作票，发现不同程度的存在ＴＡ高压熔断器更 换用时较多、差异性大的情况。为此对该项工作涉及 到的设备设施、方式方法进行了分析，发现了以下的 制约因素。 ＴＡ高压熔断器较重，不便拿取。 ＴＡ套筒内径与ＴＡ熔断器外径相差２．４ ｃｍ，手指 拿取受限。 ＴＡ熔断器装设位置较深，光线暗不容易看到。 拿取过程中极易划伤手，处理时间不固定，延长 了更换时间。 拿取的方法不固定，没掌握快捷方式。 ２高压熔断器更换工具的研制过程 ２．１ ＴＡ高压熔断器更换工具的目标设定 对公司２０１６年操作票及抢修记录中更换ＴＡ高 蓑村毫轰化 ２ｏｌ ８年第７期总第３７４ 图１ ＴＡ高压熔断器更换流程 在７个步骤中发现，夹取故障ＴＡ高压熔断器 步骤耗时波动较大，其余各个步骤耗时相对固定。 为此判断该步骤可能是影响ＴＡ高压熔断器更换 效率的主要因素。根据更换情况记录对夹取故障 ＴＡ高压熔断器步骤耗时进行了专门的统计分析。 在全部５６次夹取故障ＴＡ高压熔断器过程中，顺 利更换高压熔断器共计３７次，所用平均时间为 ４－３ ｍｉｎ；其余由于空间狭窄、机构卡涩、照明不足 等原因没有快速完成夹取故障ＴＡ高压熔断器的 １９次过程中，时间从７．１ ｍｉｎ到４２ ｍｉｎ不等，平均 时间为１３．８ ｍｉｎ。从时间规律上假设，如果使用研 制的ＴＡ高压熔断器夹取工具可以在５ ｍｉｎ内完成 ＴＡ高压熔断器的更换工作，那么可以大大提高运 维人员的工作效率。因而，我们设定的量化目标 为５ ｍｉｎ内夹取（故障ＴＡ高压熔断器）成功率≥ ９５％。 ２．２ ＴＡ高压熔断器更换工具的方案选择 通过对现有操作方法和工具的分析，总结出影响 超时率的主要因素是ＴＡ高压熔断器取出过程耗时 长，夹取难度大、成功率低。而导致夹取难度大的因 素主要有下列几项。 空间狭小，工具与熔断器接触面小。 工具与熔断器间摩擦力小，易滑脱。 环境照明不足。 针对影响因素开展头脑风暴，提出了２个初步方 案，如图２所示。 幔 ■ Ⅱ■＊■ ★ Ｔ脯』嘴断器更换奇 １ 广 ＩＬ ．－ Ｉ －１ 叫 图２设计初步方案 ｔｔｌ ＊” ｒ¨ ｍ ｍ ｍｍ ■Ｂ ｌ＾＊ 日Ｈ、＾Ｈ 对上述２种方案进行了详细的对比分析，分析结 果如表１所示。 表１ 方案调查研究分析表 方案 特点比较 结论 优点：原理简单，制作容易，所用部件 方案 大部分都可由现有物品拼接组装完 １，吸 成，完全吸合时，吸力１ ０ ｋｇ左右，满 取式 足要求。缺点：测试中由１ ２％不完 不诜择 全吸合，导致ＴＡ熔断器拿取过程中 … 取拿 工具 脱落情况，不容易克服，影响更换效 果 橡胶软质材料的吸盘不耐高温， 易老化，无法长期使用 方案 优点：原理简单，结构简易，夹持力可 ２，夹 控，最大１ ６ ｋｇ，满足要求；金属制成 取式 的钳体和钳头耐高温，性能稳定；钳 ， 取拿 头内侧采用磨砂材质，接触面大，夹 … 工具 取成功率高，能满足设计要求。缺 点：加工精度要求高；造价相对高 为充分满足设计要求，选择研制夹取式的高压熔 断器更换工具。 ２．３ ＴＡ高压熔断器更换工具的方案分解 通过逐一展开分析，每一个分解都提出相应的选 择方案，并进行＿『详细的对比选择及相应评估，如图 ３所示。 Ｊ擞分 方案 ｌＩ埘分解方案 ｒ一一一一一一一一一一一一 一１ －． Ｉ Ｉ Ｉ ＿ Ｉ—Ｉ＿ ！钳伴 Ｈ …｛ ｝ ｝辆横块 ２． ４ Ｔ通过对各方案的比较与分析，最终确定了最他方 Ａ 高Ｊ１ｉ熔断器更换．【 具的各模块最佳选择方案… 。案，如 ４所尔。 Ｈ — ｔｌ】 图４最佳方案图 ３制订对策并实施 ３．１ 制订对策 根｝居最佳方案，按“５Ｗ１Ｈ”原圳ｆｌｉ，ｌｉ ｒ埘策太，女¨ 表２所示。 表２钳子设计对策表 对策 目标 措施 设计出防滑绝缘手 滑橡胶手柄护套及 手柄 柄，且摩擦系数＞ 钳身设计；厂家制作 设计 ０．５，绝缘耐压试验 护套及钳身；滑橡胶 数据正常 手柄组装及测试 设计出扇形薄板钳 ２ 钳头 头，扇形面弧度尺 扇形薄板钳头设计 设计 寸满足现场高压熔 扇形薄板钳头制作 断器使用要求，贴 打磨 合误差＜１ ｍｍ 磨砂状铸铁钳头内 钳头 设计出磨砂状铸铁 衬设计；钳头内衬制 内衬 钳头内衬，且摩擦 作；对加装磨砂内衬 设计 系数＞０．４，磨砂面 规整无毛刺 的扇形钳头进行测 试 购买ＬＥＤ发光灯 发光 珠，设计ＬＥＤ灯珠 购买合适型号的ＬＥＤ ４ 元件 阵列，照明强度＞ 灯珠；制作ＬＥＤ灯珠 设计 发光阵列；测试发光 １ ００流明，灯珠功 率＜２ Ｗ 强度及灯珠功率 设计出纽扣式电池 电池 设计出纽扣式电池 模块电路及电池盒 模块 模块，测试储电量 制作纽扣式电池模 设计 ＞１ ５０ ｍＡｈ，电路连 块 储电量及电路导 接可靠，接触良好 通测试 完成整体组装 模拟 。羞篓 测试 强度满足更换要求 音 蝻 现场工作环境进行 使用；现场利用断路 器小车多次试验；总 结运行结果 ２０１ ８午第７期总第３／４期 蓑村雹蠢化 ３．２工具图纸绘制及整体组装试验 绘制钳子三视图如图５所示。 表４更换时间统计表 故障时间 ２Ｏ１ ７一Ｏ６—２１ 更换＂Ｉ－Ａ高压熔断器用时／ｍ．ｎ ２０１ ７—０６—２８ 图５钳子三视图 ２Ｏ１ ７一Ｏ７—１ ６ 绘制钳子工作示意图如图６所示。 ２Ｏ１ ７一Ｏ７—２９ 结论：夹取式高压熔断器更换工具能够快速完 成高压熔断器的更换工作，平均更换时间４．１９ ｍｉｎ＜ ５ ｒａｉｎ，５ ａｉｒｎ内夹取成功率＞９５％，取得良好效果。 ５结论 图６钳子工作示意图 整体组装及试验。钳子整体设计完成以后，根据 图６图纸对钳子个部分进行加工组装，完成后做测试 项目。试验数据如表３所示，试验人员分５组，每组模 ＴＡ高压熔断器是发电厂、变电站等输电和供电 系统不可缺少的一种电器。ＴＡ高压熔断器更换次 数随着电力设备规模增加，也呈现逐年上升趋势。 国家电网公司新推出的 国家电网公司变电运维管 理规定（国网（运检／３）８２８—２０ｌ７＞））中对高压熔断器 的更换提出更高的要求，高压熔断器更换工具的研 制成功大大提高了运维人员的更换效率。保障了电 拟更换过程５次，共计２５次试验。统计２５组试验所 用时长。 表３钳子试验数据统计表 序号 试验１ ， ４ 单位：ｍｉｎ ５组 ５．９ １组 ４．３ ２ ４ ４ ２组 ４．７ ２ ５ ３组４ ７ ４组 ４ 网的稳定运行。 ３．７ ５４．２ ５ ４ 参考文献 【１】 胡小燕．ＰＴ一次保险熔断器引起的高频保护误动原因分析 【Ｊ】宁夏电力，２０ｌＪ（３）：９—１ ３ 试验２ 试验３ ４．２ ４．４ ４．６ ４．６ ３．６ ３．５ ４．１ ４．０ ４．２ ４．Ｉ 【２】 杨元韬．一种螺旋式熔断器熔芯更换工具的研制【Ｊ】．浙江 电力，２０１ ４（Ｉ）：６６－６８ 试验４ 试验５ ４．３ ４．２ ４．７ ４．８ ３．６ ３．５ ４．２ ４．０ ３．９ ４．０ ［３】 任赞军，郭丽敏 更换户外３５ｋＶ ＴＡ熔断器专用工具的研 制［Ｊ］．科技传播，２０１ ３，５（１ ５）：１ ７７． 【４】 陈昶．１ ０ ｋＶ跌落式熔断器带电更换作业【Ｊ】大众用电， ２０Ｉ ６．３１（０８）：３１—３２ 结论：２５组试验平均用时为４．２８ ｍｉｎ，用时均小 【５】 赵利平，王蒙，张红霞，刘震 提高３５ ｋＶ户外熔断器接 Ｉ ｒ ５ ｍｉｎ，５ ａｒｉｎ夹取成功率为ｌ００％，试验预期良好。 线端帽更换效率［Ｊ】．农村电气化．２０１ ２（０６）：４７．～４８． ｌ ４效果检查 作者简介 王云涛（１ ９８０一），男，山东东营，高级工程师，从事智能变电站 运维管理技术。 ｌ 夹取式高压熔断器更换工具制作完成后，进行了 Ｉ夫样本测试，在为期５３天中，共更换ＴＡ高压熔断器７ ｝次，故障更换时间统计如表４所示。 （责任编辑：贺大亮） 囱蓑村雹纛化 ２０］８年第７期总第３７４期
