中壓開(kāi)關(guān)柜絕緣測(cè)試存在問(wèn)題及改進(jìn)實(shí)例

俞立凡

（杭州華電下沙熱電有限公司，浙江 杭州 310018)

0 引言

隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，各種類(lèi)型的發(fā)電廠快速發(fā)展，小車(chē)式中壓開(kāi)關(guān)柜被普遍應(yīng)用于電廠中。小車(chē)式中壓開(kāi)關(guān)柜具備“五防”功能，但考慮備用設(shè)備的安全性，需要定期測(cè)試備用輔機(jī)絕緣。對(duì)于小車(chē)式中壓開(kāi)關(guān)柜而言，制造廠家所帶的輔機(jī)(饋線)間隔測(cè)絕緣功能操作極其煩瑣，給日常測(cè)試操作帶來(lái)不便。因此，調(diào)研了多家中壓柜制造廠家及電廠后，現(xiàn)提出了AMS-12型開(kāi)關(guān)柜絕緣測(cè)試改進(jìn)的實(shí)例。

1 中壓柜“五防”要求及測(cè)絕緣程序

國(guó)家對(duì)電氣設(shè)備提出以下“五防”要求：

(1)防止誤分、誤合斷路器(注：此項(xiàng)為提示性要求)；

(2)防止帶負(fù)荷拉、合隔離開(kāi)關(guān)；

(3)防止帶電掛(合)接地線(開(kāi)關(guān))；

(4)防止帶接地線(開(kāi)關(guān))合斷路器(隔離開(kāi)關(guān))；

(5)防止誤入帶電間隔。

中壓開(kāi)關(guān)柜應(yīng)滿足GB3906—2006《3.6～40.5 kV交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》的有關(guān)要求。按此標(biāo)準(zhǔn)，中壓開(kāi)關(guān)柜的制造廠家一般規(guī)定的測(cè)試絕緣程序?yàn)椋簻y(cè)試輔機(jī)絕緣前，必須先將中壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的真空斷路器拉出柜外，推入專(zhuān)用的測(cè)試絕緣小車(chē)，驗(yàn)電、放電、測(cè)試絕緣，然后恢復(fù)。典型中壓柜的操作車(chē)架及測(cè)試絕緣小車(chē)結(jié)構(gòu)外形如圖1，2所示。

圖1 操作車(chē)架

圖2 測(cè)試絕緣小車(chē)

此外，中壓開(kāi)關(guān)柜的輔機(jī)間隔普遍存在開(kāi)關(guān)小車(chē)至冷備用(試驗(yàn))位置后，可以直接合接地刀閘，缺少《安規(guī)》要求的“驗(yàn)、放電”環(huán)節(jié)的問(wèn)題。目前，已有部分制造廠家開(kāi)發(fā)出利用“在線帶電指示燈”閉鎖接地刀閘的裝置(電磁鎖)。

部分使用單位利用中壓開(kāi)關(guān)柜自身攜帶的在線帶電指示燈作為間接“驗(yàn)電”環(huán)節(jié)，但采用此方法要確保在線帶電指示燈裝置的可靠性，因此建議將此列入定期校驗(yàn)項(xiàng)目。雖然部分使用單位認(rèn)為輔機(jī)柜在開(kāi)關(guān)小車(chē)至冷備用后，電纜側(cè)沒(méi)有來(lái)電的可能，可省略“驗(yàn)、放電”環(huán)節(jié)。但仍然建議采取在線帶電指示燈的“驗(yàn)電”環(huán)節(jié)，因?yàn)槟壳俺鰪S的中壓開(kāi)關(guān)柜其在線帶電指示燈是標(biāo)配。

其他間隔的中壓開(kāi)關(guān)柜(廠變、聯(lián)絡(luò)、進(jìn)線等)由于缺乏可靠的“驗(yàn)電”環(huán)節(jié)，因此在設(shè)備訂購(gòu)時(shí)，除非已配備完善的“五防”閉鎖保護(hù)，一般不建議設(shè)置接地刀閘。

2 中壓開(kāi)關(guān)柜絕緣測(cè)試改進(jìn)

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的中壓開(kāi)關(guān)柜“五防”功能，在實(shí)際工作中可確保設(shè)備及人身安全，但也給電廠的運(yùn)行人員在測(cè)量輔機(jī)絕緣時(shí)帶來(lái)諸多不便。電廠一般規(guī)定：電動(dòng)機(jī)在連續(xù)停用時(shí)間超過(guò)15天或外殼被水淋濕后，應(yīng)測(cè)量電動(dòng)機(jī)線圈的絕緣電阻，絕緣性能合格后方能啟動(dòng)。面對(duì)每套機(jī)組的大量輔機(jī)，用廠家的程序測(cè)試絕緣，工作量巨大，1臺(tái)輔機(jī)測(cè)試必須2個(gè)男員工，用時(shí)約20 min才能完成。而現(xiàn)在電廠機(jī)組普遍采用集控方式，運(yùn)行人員較少，因此大部分電廠都放棄了設(shè)備廠家提供的絕緣測(cè)試方法，進(jìn)行了二次改造或優(yōu)化。

2.1 真空斷路器柜

電廠在實(shí)際使用中，大都將真空斷路器柜改為打開(kāi)電纜室門(mén)，對(duì)電纜及電動(dòng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行絕緣測(cè)試，其操作步驟如下：

(1)斷路器分閘，將斷路器小車(chē)由運(yùn)行位置退出至冷備用(試驗(yàn))位置；

(2)判斷電纜側(cè)無(wú)電；

(3)操作接地刀閘至合閘(接地)位置；

(4)打開(kāi)電纜室門(mén)；

(5)在電纜室門(mén)打開(kāi)的狀態(tài)下，解除接地刀閘與電纜室門(mén)的聯(lián)鎖，并操作接地刀閘分閘(解除柜內(nèi)接地)；

(6)根據(jù)需要對(duì)電纜室進(jìn)行絕緣測(cè)試等操作。

操作完成后，操作接地刀閘至合閘位置，而后關(guān)閉電纜室門(mén)；操作接地刀閘分閘，將斷路器小車(chē)由冷備用(試驗(yàn))位置搖至熱備用位置，斷路器合閘重新投入運(yùn)行。

上述操作，除解除接地刀閘與電纜室門(mén)的聯(lián)鎖，其他原“五防”功能都不需要改變。

若電纜室門(mén)在前面，尚可保證測(cè)試時(shí)的安全性；若電纜室門(mén)在后面，由于接地刀閘已分閘，則與真空斷路器的機(jī)械“五防”聯(lián)鎖解除，斷路器可以由試驗(yàn)位置推至運(yùn)行位置。因此，在柜后的測(cè)試人員存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，而且也易走錯(cuò)間隔。

針對(duì)上述解鎖問(wèn)題及柜后隱患，有些電廠將此解鎖鑰匙改為單柜對(duì)號(hào)使用，可避免走錯(cuò)間隔的隱患問(wèn)題；也有些電廠提出了進(jìn)一步的優(yōu)化方案：在電纜室門(mén)上開(kāi)測(cè)試小孔，裝“五防”程序鎖，在小車(chē)開(kāi)關(guān)上也裝“五防”程序鎖(2鎖1鑰匙)。

2.2 西門(mén)子F+C柜

對(duì)F+C(熔斷器+接觸器)柜輔機(jī)測(cè)絕緣，先將開(kāi)關(guān)小車(chē)改冷備用后，合上接地刀閘(若不合接地刀閘，則后柜門(mén)無(wú)法打開(kāi)，可防止誤入帶電間隔)，打開(kāi)屏后柜門(mén)；用解鎖鑰匙模擬柜門(mén)裝復(fù)(關(guān)上)，拉開(kāi)接地刀閘，測(cè)試絕緣；然后恢復(fù)。但是由于使用了解鎖鑰匙，存在一定的安全隱患，而且柜后測(cè)試也存在與真空斷路器柜一樣的安全隱患。

2.3 改進(jìn)措施

一些電廠選擇在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)測(cè)試絕緣，例如F+C柜：開(kāi)關(guān)小車(chē)改冷備用后，取下其二次輔助觸頭，拉出開(kāi)關(guān)小車(chē)，在屏的正面下部直接測(cè)絕緣。具體位置如圖3所示。

圖3 F+C前柜內(nèi)結(jié)構(gòu)

需要注意的是：由于F+C柜間隔較小，輔機(jī)電纜的三相觸頭很難接觸到，故建議借用驗(yàn)電棒進(jìn)行加長(zhǎng)(測(cè)試線夾在驗(yàn)電棒頭上，用驗(yàn)電棒頭去搭在電纜觸頭上)，這樣既方便又安全。另外，開(kāi)關(guān)小車(chē)恢復(fù)時(shí)，必須2人配合操作，不可硬推，以防設(shè)備損壞。

同樣，對(duì)于輔機(jī)的真空開(kāi)關(guān)柜，可將小車(chē)?yán)觯瑥碾娎|側(cè)的觸頭處進(jìn)行測(cè)試。由于小車(chē)開(kāi)關(guān)從柜內(nèi)拉出后，遮蓋柜內(nèi)上下觸頭的防護(hù)隔板自動(dòng)落下，遮住上、下觸頭以防止人身觸電。若在開(kāi)關(guān)柜前柜內(nèi)測(cè)試時(shí)，需將開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的下三相觸頭(電纜側(cè))的防護(hù)隔板人工提起，若上、下取錯(cuò)，極易造成人身觸電事故；而且此方法也需要將小車(chē)?yán)觯ぷ髁枯^大，但不需要更改原“五防”功能。采用此方法的電廠，若將柜內(nèi)下三相觸頭(電纜側(cè))的防護(hù)隔板拆除，不僅可減少測(cè)試時(shí)的工作量，也能降低觸電事故發(fā)生的幾率。

3 AMS-12開(kāi)關(guān)柜改進(jìn)實(shí)例

針對(duì)以上測(cè)試方法及相關(guān)操作風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)以AMS-12開(kāi)關(guān)柜為例進(jìn)行改進(jìn)說(shuō)明。AMS-12開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)布局如圖4所示，其電纜室前、后連通，輔機(jī)電纜前后都可連接，方便用戶選擇。改進(jìn)方案為：在每個(gè)輔機(jī)柜上增加2個(gè)機(jī)械程序鎖，并采用“2鎖1鑰匙”方式，具體如下。

圖4 AMS-12開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)布局

(1)在前電纜室門(mén)上開(kāi)1個(gè)測(cè)試門(mén)(見(jiàn)圖5)，尺寸建議為200 mm×200 mm，應(yīng)注意不能只考慮柜體的防爆強(qiáng)度，而忽略了驗(yàn)電的安全距離，將此門(mén)開(kāi)得太小。由于6～10 kV開(kāi)關(guān)柜使用三相交流電，因此相間及相對(duì)地之間必須保證一定的絕緣距離，否則會(huì)引起放電、短路等事故。對(duì)于10 kV系統(tǒng)而言，相對(duì)地、相與相之間應(yīng)滿足不小于125 mm的距離。因此，電廠中壓柜(6 kV)驗(yàn)電棒對(duì)各側(cè)的安全距離也至少要有75 mm，再考慮驗(yàn)電棒直徑等因素，故選擇200 mm×200 mm的尺寸。另外，測(cè)試門(mén)的開(kāi)、關(guān)都要受測(cè)試門(mén)機(jī)械程序鎖的控制。

圖5 前柜面布置

(2)在柜內(nèi)的真空斷路器面板上增加1只斷路器機(jī)械程序鎖(見(jiàn)圖6)。當(dāng)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)斷路器退至冷備用(試驗(yàn))位置時(shí)，只有將斷路器鎖定在柜內(nèi)才能把鑰匙拔出，然后將鑰匙插入到電纜室門(mén)上的測(cè)試門(mén)機(jī)械程序鎖上，進(jìn)而打開(kāi)電纜室測(cè)試門(mén)。反之，只有電纜室測(cè)試門(mén)關(guān)閉后，才能將安裝在電纜室門(mén)上的測(cè)試門(mén)機(jī)械程序鎖鑰匙拔出，然后插入斷路器機(jī)械程序鎖，解鎖斷路器小車(chē)。

另外，在斷路器機(jī)械程序鎖對(duì)應(yīng)的前柜門(mén)上開(kāi)1個(gè)圓孔(見(jiàn)圖5)，這樣在取、放鑰匙等時(shí)都不必再打開(kāi)柜門(mén)，簡(jiǎn)化了操作。

(3)改進(jìn)后的測(cè)試輔機(jī)絕緣操作步驟如下：

① 先將斷路器小車(chē)改至冷備用位置；

② 鎖上斷路器小車(chē)程序鎖；

③ 拔出鑰匙，解鎖測(cè)試門(mén)；

④ 打開(kāi)測(cè)試門(mén)；

⑤ 驗(yàn)電、放電、測(cè)試輔機(jī)絕緣；

⑥ 關(guān)閉測(cè)試門(mén)，上程序鎖；

⑦ 拔出鑰匙，解鎖斷路器小車(chē)；

⑧ 按正常程序送電。

此改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)：不改變?cè)拔宸馈毖b置，安全有保障；所有操作(需要斷路器小車(chē)?yán)龉裢膺M(jìn)行維修、試驗(yàn)除外)不再需要打開(kāi)柜門(mén)，方便操作。

另外，對(duì)于非輔機(jī)(饋線)間隔，因?yàn)榫邆淞丝沈?yàn)放電的功能，為減少掛接地線，降低運(yùn)行人員操作強(qiáng)度，也可考慮采用帶接地刀閘方案。

此改進(jìn)的缺點(diǎn)：此方案宜由生產(chǎn)廠家完成以保證開(kāi)關(guān)柜的防爆強(qiáng)度、工藝、質(zhì)量、成本等。

4 總結(jié)

制造廠家雖按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)電廠小車(chē)式中壓開(kāi)關(guān)柜，但由于電廠測(cè)量輔機(jī)絕緣的實(shí)際需要，生產(chǎn)廠家應(yīng)在制造中進(jìn)行相關(guān)改進(jìn)。另外，電廠要根據(jù)已有產(chǎn)品特性，采取以方便操作、維護(hù)為目的的優(yōu)化，并確保有嚴(yán)格的組織措施和嚴(yán)密的技術(shù)措施，杜絕人員誤操作事故發(fā)生。

在中壓母線室的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量避免電纜溝在屏柜前的方案，以利于開(kāi)關(guān)小車(chē)的操作。

1 GB3906—2006 3.6 kV～40.5 kV交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備[S]．