LCA直流接地導(dǎo)致閥門誤關(guān)閉原因分析及處理

陳景榮，王瑞青，楊偉星，高 偉

（中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

LCA直流接地導(dǎo)致閥門誤關(guān)閉原因分析及處理

陳景榮，王瑞青，楊偉星，高 偉

（中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

介紹了一起直流接地導(dǎo)致閥門誤關(guān)閉的事件，并根據(jù)集中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(KIT)所記錄的相關(guān)信息，分析出閥門誤關(guān)的原因?yàn)椋y門控制繼電器直流電源側(cè)控制電纜絕緣損壞，造成的直流負(fù)極回路接地與正極回路接地共同作用，并提出了相應(yīng)的防范措施，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

直流接地；閥門；誤關(guān)閉；集中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

0 引言

LCA 48 V直流電源是核電廠的重要電源之一，它作為主要電氣設(shè)備的控制、保護(hù)、信號(hào)、監(jiān)控系統(tǒng)電源，擁有一個(gè)龐大的多級(jí)多分支供電網(wǎng)絡(luò)。該直流系統(tǒng)工作狀況好壞直接影響到核電設(shè)備、控制與保護(hù)系統(tǒng)能否可靠和高效運(yùn)行。直流接地是直流系統(tǒng)常見的故障，可能造成控制回路和繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作，從而引發(fā)嚴(yán)重的事故。以下介紹了一起直流接地導(dǎo)致閥門誤關(guān)閉的事件。

1 故障現(xiàn)象

某核電廠二回路設(shè)備冷卻水2RRI465VN閥門預(yù)防性檢修完成后，運(yùn)行人員需投運(yùn)冷卻乏料水池RRI系統(tǒng)，將2RRI465VN閥門電源抽屜推入合閘后，打開該閥。2014-07-09T16:20左右，2LCA觸發(fā)絕緣報(bào)警，運(yùn)行人員通知檢修人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)負(fù)極對(duì)地電壓為0，負(fù)極金屬性接地。在查找的過程中，17:45左右報(bào)警突然自動(dòng)消失，運(yùn)行人員和維修人員繼續(xù)待命觀察。20:45左右，運(yùn)行人員在巡盤(巡視監(jiān)測(cè)盤及查閱KIT數(shù)據(jù))時(shí)發(fā)現(xiàn)2RRI465VN閥門不明原因自動(dòng)關(guān)閉。查看KIT信息，發(fā)現(xiàn)閥門關(guān)閉的時(shí)間與2LCA絕緣報(bào)警消失時(shí)間基本一致。由于2RRI465VN閥門關(guān)閉，導(dǎo)致水池溫度上升，于是運(yùn)行人員將閥門打開，此時(shí)控制室再次報(bào)出2LCA絕緣報(bào)警。檢修人員再次進(jìn)行檢查，在將閥門的接線端子蓋打開后，發(fā)現(xiàn)關(guān)閥限位開關(guān)的接線有破損并觸碰外殼(見圖1 X10:37)。將電纜破損點(diǎn)進(jìn)行絕緣包扎后，報(bào)警消失。

2 閥門誤關(guān)閉原因分析

(1) 從KIT報(bào)警信息圖分析，16:20左右，2RRI465VN閥門電源抽屜推入合閘后，電源顯示可用，但由于閥門電動(dòng)頭限位開關(guān)X10:37號(hào)線(見圖1)有破損，觸碰到外殼，從而使得2LCA負(fù)極通過X10:32，K208繼電器線圈、K207常閉點(diǎn)、關(guān)閥的行程LF、力矩開關(guān)FF造成電源金屬性接地，同時(shí)控制室出現(xiàn)2LCA負(fù)極接地報(bào)警。這時(shí)僅有一點(diǎn)接地，通過絕緣監(jiān)測(cè)裝置的工作接地點(diǎn)(接地電阻約1 MΩ)形成回路。

(2) 事后檢查K208繼電器線圈的電壓阻值為2.6 kΩ,動(dòng)作電壓為34 V DC，也就是動(dòng)作電流為13.6 mA。從圖2可以看出，加在K208繼電器線圈的電壓為25.5×2.6/(2.6+1 000)=0.066 V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于動(dòng)作電壓，電流僅為0.025 mA，此時(shí)K208繼電器不動(dòng)作，閥門不會(huì)關(guān)閉；另外，直流系統(tǒng)負(fù)極對(duì)地分布電容C1在圖1所示的接地點(diǎn)瞬間接地時(shí)，通過K208繼電器線圈放電，初始電流值約9.8 mA(25.5 V/2.6 kΩ)，然后隨時(shí)間的增長(zhǎng)逐漸衰減為0，不足以驅(qū)動(dòng)K208繼電器，即使兩者疊加也達(dá)不到13.6 mA的動(dòng)作電流值。

圖1 2RRI465VN閥門控制電路

(3) 負(fù)極接地持續(xù)的同時(shí)，由于機(jī)組在檢修且LCA涉及的系統(tǒng)較廣，幾十分鐘后系統(tǒng)上突然存在正極接地。這時(shí)2點(diǎn)接地，導(dǎo)致K208繼電器線圈電壓大于34 V，線圈吸合，閥門自動(dòng)關(guān)閉。閥門完全關(guān)閉到位后，限位開關(guān)FF斷開，此時(shí)接地點(diǎn)與2LCA系統(tǒng)負(fù)極脫開，但接地報(bào)警還存在，這是因?yàn)檎拥攸c(diǎn)還存在。約10 min后，正接地點(diǎn)消失，報(bào)警恢復(fù)正常，這從歷史記錄數(shù)據(jù)分析也是合理的。

圖2 一點(diǎn)接地電壓回路分析示意

此后，運(yùn)行人員巡盤查看KIT數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)該閥門關(guān)閉，手動(dòng)打開后，限位開關(guān)FF重新閉合，X10:37號(hào)絕緣破損的導(dǎo)線再次和金屬外殼觸碰，2LCA絕緣報(bào)警再次觸發(fā)。檢修人員將破損的電纜進(jìn)行絕緣包扎后，故障未再出現(xiàn)。

3 防范措施

為了避免由于直流系統(tǒng)接地造成電廠或變電所設(shè)備誤動(dòng)作，造成不必要的損失，結(jié)合此事件分析過程，建議采取以下防范措施。

(1) 如發(fā)生一點(diǎn)接地，應(yīng)盡快消除，避免再出現(xiàn)另一點(diǎn)接地可能造成的控制回路誤動(dòng)事故。

(2) 直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地報(bào)警后，涉及到該系統(tǒng)的操作或檢修工作應(yīng)暫停，防止在檢修過程中或運(yùn)行狀態(tài)的改變導(dǎo)致另一極接地，造成回路誤動(dòng)。

(3) 定期校驗(yàn)重要回路控制繼電器，確保動(dòng)作電壓大于規(guī)定值，防止負(fù)極回路一點(diǎn)接地時(shí)，通過直流監(jiān)測(cè)裝置的工作接地點(diǎn)形成回路，造成誤動(dòng)作；或通過負(fù)極對(duì)地過大的分布電容對(duì)繼電器線圈放電造成誤動(dòng)作。

(4) 增加接線盒預(yù)防性檢查項(xiàng)目，檢查線纜是否被其壓碰，電纜外觀是否有破損或過熱現(xiàn)象，定期檢查回路絕緣是否在合格范圍內(nèi)。

(5) 加強(qiáng)對(duì)監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)的監(jiān)視，加強(qiáng)對(duì)直流系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，盡早發(fā)現(xiàn)接地引起的異常，因?yàn)檫@些異常信號(hào)是瞬時(shí)的，但這些信號(hào)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)事故的處理非常重要。

(6) 規(guī)范檢修行為，臨時(shí)拆下的控制線要及時(shí)包扎絕緣。拆接線時(shí)要小心謹(jǐn)慎，防止線纜損傷。

4 結(jié)束語

確保電廠及變電站直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是每個(gè)運(yùn)行和維護(hù)人員的職責(zé)所在。在日常工作中，要不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，重視直流接地的危害，掌握直流接地故障發(fā)生的規(guī)律和處理方法，預(yù)防直流接地故障的發(fā)生。

1 楊 偉．新型直流絕緣監(jiān)視裝置[J]．電工技術(shù)，1997(3).

2 馮卓明，游大海．直流系統(tǒng)接地檢測(cè)方法比較[J]．電測(cè)與儀表，1997(5).

2014-09-15；

2014-11-09。

陳景榮(1978-)，男，高級(jí)工程師，主要從事電廠電氣檢修管理工作，email：chenjingr@cnnp.com.cn。

王瑞青(1985-)，男，工程師，主要從事直流系統(tǒng)檢修管理相關(guān)工作。

楊偉星(1976-)，男，高級(jí)工程師，主要從事電廠電氣檢修管理工作。

高 偉(1986-)，男，工程師，主要從事直流系統(tǒng)檢修管理相關(guān)工作。