母線開關(guān)柜的安全隱患問題與改進(jìn)

楊曉艷

上海開靈開關(guān)廠有限公司　上?！?01808

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母線開關(guān)柜的安全隱患問題與改進(jìn)

楊曉艷

上海開靈開關(guān)廠有限公司上海201808

針對母線開關(guān)柜存在的安全隱患問題進(jìn)行總結(jié)分析，采取相應(yīng)措施，改進(jìn)并完善開關(guān)柜的設(shè)計(jì)，進(jìn)而滿足《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》的要求，以預(yù)防人身傷害事故再次發(fā)生，確保設(shè)備運(yùn)行安全可靠。

高壓開關(guān)柜； 電壓互感器； 避雷器； 隔離手車； 技術(shù)改進(jìn)

1　改造背景

供電公司變電檢修專業(yè)在對220kV冷江南變電站10kV某段設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)重大隱患： 10kV母線設(shè)備開關(guān)柜(母線電壓互感器柜)內(nèi)的母線避雷器引線直接經(jīng)穿墻套管從母線室引出；在母線不停電的情況下檢修電壓互感器(PT)時(shí)，打開PT柜后門，可接觸到帶電的母線引下線，如圖1所示。國家電網(wǎng)生〔2010〕1580號文發(fā)布《預(yù)防交流高壓開關(guān)柜人身傷害事故措施》[1]，要求對此類設(shè)備進(jìn)行改造。

冷江南站10kV PT柜為金屬鎧裝抽出式高壓開關(guān)柜，型號為KYN28A-12，采用雙手車結(jié)構(gòu)，PT和避雷器分別置于兩個(gè)移動小車上。PT手車位于柜體前側(cè)中部，避雷器手車位于底部，兩個(gè)手車分別連接主母線。后門為折頁活門形式，螺栓固定。后柜門上設(shè)電磁閉鎖，閉鎖電壓取自母排引下線帶電傳感器。

2　存在的問題

結(jié)合之前的幾起事故，分析該P(yáng)T柜結(jié)構(gòu)存在的問題。

當(dāng)PT和避雷器手車?yán)龉裢獠⑻幱跈z修狀態(tài)時(shí)，由于避雷器引下線與母排直接連接，仍處于帶電狀態(tài)；若有工作人員進(jìn)入后隔室，則會引發(fā)人身傷害事故。國家電網(wǎng)生〔2012〕352號文《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施(修訂版)》第12.3.1.4條規(guī)定[2]： “高壓開關(guān)柜內(nèi)一次接線應(yīng)符合國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計(jì)要求，避雷器、電壓互感器等柜內(nèi)設(shè)備應(yīng)經(jīng)隔離開關(guān)(或隔離手車)與母線相連，嚴(yán)禁與母線直接連接?！彪p手車結(jié)構(gòu)的PT柜并未按照反措要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，避雷器引下線在檢修狀態(tài)時(shí)沒有與母線隔離，封閉的母線室形同虛設(shè)，存在重大安全隱患。

這一設(shè)計(jì)完全不符合檢修習(xí)慣： 其一，其它間隔處于檢修狀態(tài)時(shí)，后柜門均可打開；其二，多數(shù)PT檢修時(shí)，需打開后柜門，在PT與熔斷器之間加裝接地線。這種非常規(guī)設(shè)計(jì)容易使運(yùn)行、檢修人員作出錯(cuò)誤判斷，誤入帶電間隔。

后柜門雖設(shè)有帶電閉鎖，但電氣閉鎖裝置本身會出現(xiàn)故障，存在不穩(wěn)定性，經(jīng)常使工作人員做出錯(cuò)誤判斷，時(shí)間一長，防誤裝置的可靠性和人的警惕性隨之下降，門上警示標(biāo)志形同虛設(shè)。國家電網(wǎng)生〔2010〕1580號文件發(fā)布《預(yù)防交流高壓開關(guān)柜人身傷害事故措施》，其中有母線避雷器接線方式不滿足典設(shè)要求的開關(guān)柜改造技術(shù)方案： 在后蓋板增加電磁連鎖和母線帶電顯示強(qiáng)制閉鎖。但此條措施是補(bǔ)救措施，并非根本性的解決方案。

實(shí)踐證明，雙手車、電磁閉鎖是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須對類似結(jié)構(gòu)PT柜加以徹底改造、完善，以提高PT柜檢修的安全性。

3　采取的措施

針對以上狀況，采取了以下措施：

(1) 在PT柜后門內(nèi)側(cè)加裝固定式絕緣擋板，使引下線處于隔離狀態(tài)[3]，形成封閉母線室，避免誤碰；

(2) 檢查PT柜后柜門電磁鎖與帶電顯示閉鎖正常，確保只有在母線沒有電的情況下才能開啟柜后門，反之只有當(dāng)后門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，手車才能操作；

(3) 在后柜門懸掛明顯標(biāo)志，注明帶電風(fēng)險(xiǎn)；

(4) 制定整改計(jì)劃，對已投運(yùn)變電站中相似結(jié)構(gòu)的PT柜進(jìn)行整改[4-5]，并排查其它新投運(yùn)變電站是否有相似情況；

(5) 對今后工程項(xiàng)目中的相關(guān)問題引起重視，并加以改進(jìn)，避免出現(xiàn)類似狀況；

(6) 將此隱患上報(bào)上級公司及相關(guān)部門，反饋給廣大開關(guān)柜生產(chǎn)廠家，引以為鑒，摒棄不合理設(shè)計(jì)[6-7]，從源頭上杜絕此類隱患設(shè)備進(jìn)入電網(wǎng)。

4　改進(jìn)設(shè)計(jì)

母線開關(guān)柜中的一次主要元器件為PT和避雷器，常規(guī)的結(jié)構(gòu)有雙手車和單手車。

(1) 雙手車結(jié)構(gòu)。PT手車安裝于柜體前中部斷路器隔室，避雷器手車安裝于柜前下倉，如圖2(a)所示。

(2) 單手車結(jié)構(gòu)。PT安裝于手車上，避雷器固定安裝于柜體底部。

以上兩種方案為改造前的結(jié)構(gòu)，電壓互感器或避雷器與主母線直接連接，存在安全隱患。

為了滿足國網(wǎng)公司十八項(xiàng)反措要求，徹底根除安全隱患[8]，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性，經(jīng)聽取供電局、設(shè)計(jì)院及用戶建議，避雷器、PT等一次主設(shè)備必須經(jīng)隔離斷口與母線相連，當(dāng)隔離手車?yán)龊?，隔離斷口帶電部位由可靠接地的帶危險(xiǎn)警示標(biāo)志的金屬活門進(jìn)行遮擋。本次優(yōu)化結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)采用單手車方式，共有兩種方案可供選擇。

如圖2(b)、圖3(a)所示，隔離手車位于柜體前中部斷路器室間隔，熔斷器、避雷器固定安裝，主母線經(jīng)觸頭盒與隔離手車相連，母線從下觸頭盒引出后分別連接于避雷器和熔斷器的上方，PT則與熔斷器下方相連且固定安裝于后柜底部。

如圖2(c)、圖3(b)所示，熔斷器避雷器手車安裝于柜體前中部斷路器室間隔，避雷器通過母線連接于熔斷器上方，母線經(jīng)下觸頭盒引出后與PT相連，PT則固定安裝于開關(guān)柜底部。這種方式易于更換熔斷器，手車?yán)龊蟊阌跈z修操作。

圖3　柜體裝配示意圖

這兩種方式的優(yōu)點(diǎn)在于[9-10]： ① 滿足國網(wǎng)公司十八項(xiàng)反措要求，提高了安全可靠性；② 有效地將主母線室單獨(dú)隔開，并與電纜室完全獨(dú)立；③ 取消了原有的連接避雷器時(shí)母線從柜內(nèi)主母線室貫穿至電纜室的穿墻套管；④ 手車具有開閉活門功能，手車?yán)龉裢?，活門自動關(guān)閉，隔絕帶電靜觸頭，完全斷開一次主母線；⑤ 運(yùn)行人員檢修時(shí)打開柜后門無法觸及主母線，更不會受電擊造成傷亡[11]；⑥ 節(jié)省了開關(guān)柜內(nèi)的有效空間，柜體外形尺寸可按具體要求靈活選用，適用于變電站開關(guān)柜現(xiàn)場各類地基的調(diào)整；⑦ PT固定安裝時(shí)開關(guān)柜內(nèi)的空間相比PT安裝于手車上時(shí)明顯有余，不受外形尺寸的影響，可安裝于800mm寬的柜內(nèi)。當(dāng)對互感器輸出伏安數(shù)有特殊要求且需要選用外形稍大的PT時(shí)，可通過選用寬1000mm的開關(guān)柜來安裝解決。考慮到檢修時(shí)母線需要接地，避免掛接地線存在的風(fēng)險(xiǎn)[12]，母線開關(guān)柜內(nèi)還配有驗(yàn)電手車和接地手車。接地手車為母線接地之用，與母線開關(guān)柜配合使用，當(dāng)發(fā)生故障需要整段母線停電檢修時(shí)，先將母線開關(guān)柜內(nèi)原有的隔離手車或熔斷器避雷器手車?yán)觯迫腧?yàn)電手車，打開開關(guān)柜上下活門進(jìn)行驗(yàn)電，在確保母線無電的情況下才可拉出驗(yàn)電手車，推入接地手車，使主母線與接地手車連接后引至一次總接地。

5　實(shí)施效果

目前，冷江南變電站中的母線開關(guān)柜已經(jīng)進(jìn)行了妥善改造，投運(yùn)情況良好。本改進(jìn)設(shè)計(jì)更是已推廣應(yīng)用于各地區(qū)的國網(wǎng)新建項(xiàng)目10kV開關(guān)柜中，完全符合相關(guān)要求，效果顯著，并得到供電部門的認(rèn)可。母線開關(guān)柜采用隔離手車方案的有安徽皖蘇變、安徽中泰變，采用熔斷器避雷器手車方案的有湖南婁底吉星變、湖南張家界索溪變、山東泰安肥城尚莊變、福建霞浦東洋變、福建福鼎磻溪變等。

[1] 國家電網(wǎng)公司辦公廳.國家電網(wǎng)生〔2010〕1580號： 關(guān)于印發(fā)《預(yù)防交流高壓開關(guān)柜人身傷害事故措施》的通知[Z].

[2] 國家電網(wǎng)公司運(yùn)營維檢修部.國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施(修訂版)及編制說明[M].北京： 中國電力出版社，2012.

[3] 張永峰.開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造的分析與實(shí)踐[J].機(jī)電工程,2009,26(1): 108-110.

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[5] 謝若暉.電力系統(tǒng)10kV開關(guān)柜故障分析及改進(jìn)方法[J].大科技: 科技天地,2011(12): 222-224.

[6] 劉小剛，潘寅.論6～10kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2011(1): 46-47.

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[8] 李峰,傅強(qiáng),賈繼灝.10kV開關(guān)柜操作事故分析及改進(jìn)措施[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2011(34): 138-139.

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[11] 林洪鐘.供配電系統(tǒng)可靠性探討[J].建筑電氣,2006(1): 15-16.

[12] 甘玉林.如何防止在電氣工作中受到危害[J].建筑電氣,2006(6): 4-7.

By summarizing and analyzing potential safety hazard existing in busbar switch gear panel， appropriate measures were taken to improve the design of the switch gear panel to make it more perfect. And then satisfied the requirements specified by "Eighteen major anti-accident measures stated by State Grid Corporation" in order to prevent further more personal injury accidents and ensure safe & reliable operation of the equipment.

HV Switch Gear Panel； Potential Transformer； Arrester； Shielding Lorry； Technique Refinement

2015年6月

楊曉艷(1976—)，女，學(xué)士，工程師，主要從事電氣設(shè)計(jì)工作，

E-mail： tl-1222@126.com

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1674-540X(2016)02-027-04