10kV開關(guān)柜負(fù)荷測(cè)絕緣方法探討

朱皓

摘 要：在電廠運(yùn)行維護(hù)工作中，需經(jīng)常在10kV開關(guān)柜測(cè)量負(fù)荷絕緣電阻，因10kV開關(guān)柜具有五防功能，給高壓電動(dòng)機(jī)定子繞組測(cè)絕緣電阻工作帶來了不便，目前電廠測(cè)量高壓電動(dòng)機(jī)絕緣的方法有三種，打開電纜小室柜門測(cè)量；在開關(guān)柜斷路器室測(cè)量；在電纜室柜門設(shè)測(cè)絕緣專用活門測(cè)量。三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，筆者對(duì)第二種方法設(shè)計(jì)了專用的底盤小車，提高了操作的安全性和便捷性，各電廠可根據(jù)系統(tǒng)的接線情況選用適宜的高壓電動(dòng)機(jī)測(cè)絕緣方法。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜五防；高壓電機(jī)測(cè)絕緣；誤入帶電間隔；測(cè)絕緣底盤車

中圖分類號(hào)：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）24-0112-02

Abstract： In the operation and maintenance of power plant， it is necessary to measure the load insulation resistance in 10kV switchgear frequently. Because the 10kV switchgear has five protection functions， it is inconvenient to measure insulation resistance in stator winding of high-voltage motor. At present， there are three methods to measure the insulation of high voltage motor in power plant： open cable cabinet door； switch cabinet circuit breaker room； cable room cabinet door with special valve for insulation measurement. The author designed a special chassis car for the second method， which improved the safety and convenience of operation. For the second method， a special chassis trolley is designed to improve the safety and convenience of operation. According to the wiring of the system， each power plant can choose the appropriate insulation measurement method of high-voltage motor.

Keywords： switchgear five protection； high voltage motor insulation test； erroneously charged interval； insulation chassis car

1 絕緣測(cè)量的危險(xiǎn)點(diǎn)分析

高壓電動(dòng)機(jī)絕緣測(cè)量是電力企業(yè)運(yùn)行人員最為頻繁的電氣操作，根據(jù)其絕緣電阻的大小及變化情況，判斷電氣裝置是否能安全工作。[2]絕緣測(cè)量操作往往決定了機(jī)組啟動(dòng)前電氣操作耗費(fèi)時(shí)間，而且測(cè)量絕緣的安全性更是各電力企業(yè)關(guān)注的重中之重，為了避免誤操作導(dǎo)致安全事故，開關(guān)柜必須具備以下閉鎖功能[3]：（1）除防止“誤分、誤合斷路器”可采用提示性的措施外，其他四防應(yīng)采用強(qiáng)制性閉鎖。（2）閉鎖裝置應(yīng)保證規(guī)定的程序操作，并確保人員在操作開關(guān)柜時(shí)的安全。（3）閉鎖裝置應(yīng)盡可能采用機(jī)械閉鎖，應(yīng)簡(jiǎn)單、可靠、操作維護(hù)方便。

但是在實(shí)際工作過程中，絕緣測(cè)量往往還存在以下危險(xiǎn)點(diǎn)[1]：

1.1 誤入帶電間隔

因測(cè)量電動(dòng)機(jī)絕緣要直接接觸一次設(shè)備，如果誤入帶電間隔將會(huì)造成嚴(yán)重人身事故。特別是在測(cè)量絕緣時(shí)，誤入帶電間隔不僅包含走錯(cuò)間隔，還要包括測(cè)量位置錯(cuò)誤，此類情況在采用斷路器室內(nèi)測(cè)量絕緣的方法時(shí)更是要極為警惕。

1.2 帶電合接地刀，帶接地刀合閘送電

在目前主流廠家如ABB、西門子等生產(chǎn)的高壓開關(guān)柜均采用在電纜室測(cè)量開關(guān)絕緣，而要打開電纜室后柜門需要合上接地刀閘，多頻次的操作接地刀閘會(huì)縮減開關(guān)柜五防機(jī)構(gòu)的壽命，會(huì)造成閉鎖機(jī)構(gòu)損壞或失效從而導(dǎo)致發(fā)生電氣安全事故。

2 高壓電動(dòng)機(jī)絕緣測(cè)量方法簡(jiǎn)述[4]

目前在國內(nèi)主流電力企業(yè)中，出于操作安全性和便利性的考慮，大多采用以下三種電動(dòng)機(jī)絕緣測(cè)量方法，現(xiàn)簡(jiǎn)要進(jìn)行敘述。

2.1 打開電纜小室柜門測(cè)量

此方法是目前國內(nèi)主流的絕緣測(cè)量方法，具體步驟如下：（1）合上待測(cè)間隔接地刀閘；（2）打開待測(cè)間隔電纜室柜門；（3）手動(dòng)解除閉鎖，斷開待測(cè)間隔接地刀閘；（4）驗(yàn)

電，在電纜出線接頭處測(cè)量電動(dòng)機(jī)絕緣；（5）對(duì)被測(cè)量電纜進(jìn)行放電；（6）手動(dòng)解除閉鎖，合上測(cè)量間隔接地刀閘；（7）關(guān)閉測(cè)量間隔電纜室柜門；（8）斷開測(cè)量間隔接地刀閘。

2.2 在開關(guān)柜斷路器室測(cè)量

此方法在一些服役時(shí)間較長(zhǎng)的電廠中采用的比較普遍，具體步驟如下：（1）將待測(cè)間隔斷路器放置在轉(zhuǎn)運(yùn)小車上；（2）解鎖開關(guān)柜內(nèi)觸頭擋板閉鎖，打開上下觸頭擋板；（3）在開關(guān)柜內(nèi)下觸頭處驗(yàn)電，并測(cè)量電動(dòng)機(jī)絕緣；（4）對(duì)被測(cè)電纜放電；（5）關(guān)閉開關(guān)柜內(nèi)擋板。

2.3 在電纜室柜門設(shè)測(cè)絕緣專用活門測(cè)量

此方法在華能沁北電廠已投入使用，其結(jié)構(gòu)如圖1。具體步驟如下：（1）在斷路器開關(guān)小車位于試驗(yàn)位或檢修位

時(shí)，可取下開關(guān)上設(shè)置的解鎖鑰匙（斷路器在工作位置時(shí)，此鑰匙不能取下）；（2）利用解鎖鑰匙打開電纜室后柜門設(shè)置的測(cè)絕緣活門；（3）驗(yàn)電，在電纜室出線接頭處測(cè)量電動(dòng)機(jī)絕緣；（4）對(duì)被測(cè)電纜放電；（5）關(guān)閉測(cè)絕緣活門，放置解鎖鑰匙。

以上三種方法在電力企業(yè)中采用較多，個(gè)別企業(yè)也因自身設(shè)備結(jié)構(gòu)、一次接線等有其他絕緣測(cè)量方法，但適應(yīng)性不高使用面不廣，在此不再敘述。

3 高壓電動(dòng)機(jī)絕緣測(cè)量方法優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

通過操作接地刀閘打開電纜室柜門測(cè)量絕緣，廣泛應(yīng)用，主要原因是這種操作方法的安全性最高。因?yàn)樵诖蜷_電纜室后柜門前，須合上接地刀閘，而要合上接地刀閘就必須要保證開關(guān)在試驗(yàn)位，在目前新設(shè)計(jì)投產(chǎn)的開關(guān)柜中，如ABB公司生產(chǎn)ZSI開關(guān)柜，在接地刀閘合閘機(jī)構(gòu)中還加入了出線電纜帶電顯示無電壓閉鎖電磁鐵，進(jìn)一步防止誤入帶電間隔的可能性。

而此方法的缺點(diǎn)同樣顯而易見，測(cè)量一個(gè)電動(dòng)機(jī)的絕緣需操作接地刀閘四次，步驟多耗時(shí)長(zhǎng)，增加了運(yùn)行人員的操作量，在機(jī)組電氣系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)，影響工作進(jìn)度。同時(shí)多次操作接地刀閘也會(huì)影響機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)壽命，長(zhǎng)期使用此絕緣測(cè)量方法可能會(huì)導(dǎo)致接地刀閘閉鎖機(jī)構(gòu)損壞，影響開關(guān)柜五防功能，極端情況下會(huì)導(dǎo)致不安全事件發(fā)生。

采用在斷路器室內(nèi)于下觸頭處測(cè)量電動(dòng)機(jī)絕緣方法的企業(yè)也為數(shù)不少，特別在一些投產(chǎn)較早的電力企業(yè)中應(yīng)用廣泛。其主要優(yōu)點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)便耗時(shí)較短，測(cè)量一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的絕緣僅需一到兩分鐘即可完成，操作輕松工作量較小，提高了工作效率。

但是此種絕緣測(cè)量方法存在嚴(yán)重的安全隱患，因開關(guān)上觸頭直接與母線連接，在打開斷路器室內(nèi)觸頭擋板時(shí)，存在誤操作打開上觸頭擋板的風(fēng)險(xiǎn)，如果操作人員不驗(yàn)電在上觸頭測(cè)量絕緣將發(fā)生觸電事故。即便在下觸頭測(cè)量，也必須一名操作人員一直壓住閉鎖裝置。近年來發(fā)生多起斷路器室內(nèi)人身傷亡事故，如2017年1月10日華能金陵燃機(jī)電廠人身死亡事故等，均在警醒電力從業(yè)人員對(duì)此方法進(jìn)行改良。此測(cè)量絕緣的方法對(duì)于雙電源供電的高壓電動(dòng)機(jī)[5]來說，開關(guān)下觸頭存在帶電的可能性，這種隱患只能通過采取組織措施要求強(qiáng)制驗(yàn)電來避免，目前尚未發(fā)現(xiàn)行之有效的技術(shù)措施。

通過電纜室柜門設(shè)測(cè)絕緣活門測(cè)量絕緣的方法近年來在新建電廠中開始推廣，此方法優(yōu)勢(shì)明顯，不僅通過開關(guān)小車位置閉鎖電纜室鑰匙防止誤入帶電間隔，同時(shí)便利的操作流程也提升了工作效率。但是其并未廣泛推廣，主要原因采取此類方法必須在采購開關(guān)柜前就制定相關(guān)方案，與廠家溝通協(xié)調(diào)，對(duì)于已經(jīng)投產(chǎn)的電力企業(yè)要進(jìn)行此類技改，成本昂貴工程量大，實(shí)際效益并不明顯。此方法也同方法二一樣，對(duì)雙電源供電高壓電動(dòng)機(jī)出線電纜有帶電的風(fēng)險(xiǎn)，需加以注意。

4 對(duì)電動(dòng)機(jī)測(cè)量絕緣方法的改良

經(jīng)過對(duì)上述三種絕緣測(cè)量方法進(jìn)行比較權(quán)衡，筆者認(rèn)為第二種方法雖操作簡(jiǎn)便應(yīng)用廣泛但是存在嚴(yán)重的安全隱患，所以亟需改進(jìn)。鑒于斷路器室內(nèi)測(cè)量絕緣的大部分危險(xiǎn)源來源于上觸頭擋板打開，故筆者與開關(guān)柜廠家溝通協(xié)商，聯(lián)合設(shè)計(jì)了一款測(cè)量絕緣專用的底盤小車，在測(cè)量絕緣時(shí)將底盤小車搖入斷路器柜內(nèi)，此時(shí)通過底盤小車機(jī)械裝置，僅打開斷路器室下活動(dòng)擋板并保持固定，如圖2。通過此裝置，不僅節(jié)省了操作時(shí)間，還不需要操作過程中人員一直按壓擋板閉鎖，同時(shí)也避免了誤操作打開上擋板造成的安全隱患。目前此裝置已在我公司廣泛使用。此方法不需要技改開關(guān)柜，僅需制作一臺(tái)測(cè)絕緣底盤小車，操作方便簡(jiǎn)單可靠，希望同業(yè)單位能參考，改良高壓電動(dòng)機(jī)絕緣測(cè)量方法。

5 結(jié)束語

高壓電動(dòng)機(jī)測(cè)量絕緣是電力企業(yè)最頻繁的電氣操作之一，通過比較，方法一安全但繁瑣，方法二便捷但存在安全隱患，方法三目前最為成功，但需要在招標(biāo)期間就加以考慮，對(duì)已投產(chǎn)電力企業(yè)參考意義不大。方法二經(jīng)筆者改良之后，降低了操作的安全風(fēng)險(xiǎn)，很有參考價(jià)值。電力企業(yè)在高壓電動(dòng)機(jī)絕緣測(cè)量，應(yīng)根據(jù)自身設(shè)備結(jié)構(gòu)、一次接線等實(shí)際情況，選擇合理的測(cè)量方法，保證人身設(shè)備安全，提高工作效率。

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