短路爆炸、設備燒毀、越級跳閘 —— 好多電網(wǎng)故障的背后，其實都藏著沒經(jīng)過嚴格試驗的跌落式熔斷器。
在配電網(wǎng)里，跌落式熔斷器是最常用的短路以及過載保護設備。我們廣泛用它來保護 10kV 配電線路分支以及配電變壓器。在電力系統(tǒng)運行時，它不只是保護設備，還是隔離電路的重要裝置。
要確保跌落式熔斷器靠譜，試驗是唯一的辦法。國家能源局發(fā)布的 DL/T 640-2019 標準，已經(jīng)明確規(guī)定了高壓交流跌落式熔斷器的試驗要求。
一、試驗的法律依據(jù)與技術標準
我國已經(jīng)把跌落式熔斷器的試驗要求，寫進了多項強制性以及推薦性標準里。DL/T 640-2019《高壓交流跌落式熔斷器》是國家能源局發(fā)布的行業(yè)標準，這個標準規(guī)定了額定電壓 3.6kV～72.5kV 跌落式熔斷器的型式試驗以及出廠試驗要求。
它適用于保護電力系統(tǒng)中的線路、戶外變壓器等設備，還會根據(jù)使用場所瞬態(tài)恢復電壓的不同，把熔斷器分成 A 級以及 B 級。
還有 GB/T 15166.3—2008《高壓交流熔斷器 第 3 部分：噴射熔斷器》，這份標準詳細規(guī)定了開斷試驗的五大方式。這些方式對應著熔斷器在實際配電網(wǎng)系統(tǒng)中，不同距離以及不同故障形式的故障電流。
2018 年發(fā)布的 T/ZZB 0646—2018《12kV 戶外交流高壓跌落式熔斷器》，則進一步規(guī)范了額定電壓 12kV 及以下跌落式熔斷器的試驗方法。
二、試驗類型與內(nèi)容
跌落式熔斷器的試驗主要包括型式試驗、出廠試驗以及抽檢試驗三大類。
型式試驗是給產(chǎn)品設計做全面驗證的試驗，里面包含開斷能力試驗、溫升試驗、時間 - 電流特性試驗這些項目。開斷能力試驗要求熔斷器能可靠斷開各種故障電流，從額定開斷電流（就 12.5kA 來說）到最小開斷電流（就 400-500A 來說），都得覆蓋到。
溫升試驗是檢測熔斷器在長期通電狀態(tài)下的發(fā)熱情況。有研究數(shù)據(jù)顯示，熔斷器溫升試驗的不合格率高達 44.4%，發(fā)熱點主要集中在上導電片與上觸頭的滑動連接位置，還有上觸頭螺帽與熔管的螺紋連接位置。
時間 - 電流特性試驗（也就是安秒特性曲線試驗）是驗證熔斷器保護選擇性的關鍵。熔斷器的開斷時間只有十幾毫秒，甚至更短，比配電網(wǎng)真空斷路器的開斷時間短很多。正是這個特性，讓它成了配電網(wǎng)終端的第一級保護開斷設備。
三、試驗發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題
實際試驗能讓我們看到跌落式熔斷器普遍存在的質(zhì)量問題。就說 2018 年國網(wǎng)遼寧省電力有限公司的抽檢試驗吧，不合格率就到了 96.4%。
材質(zhì)問題特別突出，檢測不合格率高達 88.9%。有些產(chǎn)品用的載熔件、銅鑄件以及絕緣子，材質(zhì)強度跟不上，扛不住開斷電弧產(chǎn)生的強大壓力，所以在試驗過程中會出現(xiàn)載熔件炸裂的情況。
熔斷件（也就是熔絲）質(zhì)量差是核心問題。熔斷件是保證熔斷器開斷性能的核心部件，可現(xiàn)在國內(nèi)流通的熔斷件，普遍存在嚴重質(zhì)量問題，很多根本沒有開斷能力。
四、試驗對安全運行的意義
恩彼邁跌落式熔斷器試驗的直接目的，是防止它故障失效。要是熔斷器斷不了故障電流，會讓變壓器損壞，嚴重的還會燒毀；同時會讓線路保護配合失效，引發(fā)上級斷路器越級跳閘，擴大停電面積。
試驗還能避免 “開斷后不跌落” 的危險情況。要是熔斷器本身有材質(zhì)或者工藝問題，長期運行后會局部過熱，再碰到惡劣氣候，可能會造成局部引弧熔焊，導致載熔件開斷后不跌落，給現(xiàn)場故障巡線添了麻煩。
再者，通過試驗保證熔斷器的性能，對保障配電網(wǎng)系統(tǒng)的多級保護配合至關重要。真型試驗能說明，只有熔斷器運行正常，配電網(wǎng)系統(tǒng)的多級保護才能起到應有的作用。
試驗不是熔斷器生產(chǎn)時可做可不做的步驟，而是必須遵守的法定要求。國網(wǎng)公司已經(jīng)開始通過統(tǒng)一定型熔斷器的結構以及參數(shù)，并且加強入網(wǎng)質(zhì)量檢測試驗，從源頭把控設備質(zhì)量。就浙江省電力公司來說，他們試點開展熔斷器入網(wǎng)檢測后，現(xiàn)場運行的 8 個月里，熔斷器故障率明顯下降。
試驗的終極目的，是確保故障發(fā)生時，那個看著簡單的熔絲管，能按設計好的步驟走：熔絲先熔斷，接著產(chǎn)生電弧，產(chǎn)氣材料會產(chǎn)生高壓氣體把電弧滅了，最后熔管掉下來，形成能看見的斷口。這個過程看著簡單，卻扛著電網(wǎng)安全的重任。
