6kV真空斷路器操作中短路原因分析及處理

劉 偉

（湖南華電長沙發(fā)電有限公司 湖南 長沙 410203）

0 引言

6kV 真空斷路器在送電過程中，如發(fā)生短路故障，將嚴(yán)重威脅人身及設(shè)備安全，影響安全生產(chǎn)。 本文根據(jù)某電廠6kV 真空斷路器操作中短路電弧傷人事故，分析了送電過程中發(fā)生短路的原因，提出了相應(yīng)治理措施。

1 設(shè)備概況

HS 型6kV 真空斷路器， 主要參數(shù)： 額定電壓：6.3kV； 額定電流1250kA；額定開斷短路電流：40kA ；短路關(guān)合電流：100kA；相間和對地距離為125mm。

2 事故發(fā)生過程

某電廠6kV3 段母線停役檢修，檢修工作結(jié)束后，母線及所屬開關(guān)均由檢修改至冷備用狀態(tài)。 3 名電氣值班員持票到現(xiàn)場逐項(xiàng)操作。6kV3 段母線充電正常后，操作人員準(zhǔn)備將該母線上的設(shè)備逐一送電。當(dāng)操作第一個(gè)設(shè)備， 將開關(guān)小車由試驗(yàn)/檢修位置推至工作位置過程中，突發(fā)開關(guān)短路故障，噴出的高溫氣流將小車沖回試驗(yàn)/檢修位置，并灼傷了2 名值班員。

事故發(fā)生后，專業(yè)人員到現(xiàn)場后看到，故障開關(guān)小車處在試驗(yàn)/檢修位置，開關(guān)處于分閘狀態(tài)，控制電源未送，經(jīng)廠家確認(rèn)分閘指示符合開關(guān)實(shí)際狀態(tài)。 故障小車面板上側(cè)兩只M5 螺絲被拉斷，面板向外打開約30°狀態(tài)，開關(guān)倉上部面板有明顯碳黑痕跡，部分塑料構(gòu)件有熔化現(xiàn)象。隔絕該母線電源后，在安監(jiān)人員的監(jiān)護(hù)下，將故障開關(guān)小車?yán)鰝}外檢查，柜體上側(cè)靜觸頭盒內(nèi)三個(gè)靜觸頭均有燒損現(xiàn)象，尤其A，B兩相較嚴(yán)重。 目測靜觸頭盒表面沒有明顯的擊穿及放電痕跡。 下側(cè)靜觸頭盒內(nèi)靜觸頭及絕緣均無明顯燒損痕跡。由于短路電弧作用造成安全活門起落軌道局部變形導(dǎo)致活門板沒有下落關(guān)閉。

檢查開關(guān)小車動(dòng)觸頭，上側(cè)三個(gè)觸頭燒損嚴(yán)重，其中A 相尤為嚴(yán)重，約1/3 接觸片已熔化脫落，緊固彈簧也熔化脫落，導(dǎo)電臂外側(cè)絕緣后罩蓋已燒損熔化。 B 相觸頭觸片前端部有燒熔痕跡但尚未脫落，緊固彈簧亦已燒熔脫落， 導(dǎo)電臂外側(cè)絕緣后罩蓋己與A 相一樣燒損熔化。C 相觸頭也存在不同程度燒損，部分觸片燒熔脫落，但導(dǎo)電臂外側(cè)絕緣后罩蓋基本完好。 下側(cè)三個(gè)觸頭均未見燒損過流痕跡。

由于故障開關(guān)在送電時(shí)控制電源仍未合上，短路后系靠上級開關(guān)“6kV3 段受電開關(guān)”保護(hù)動(dòng)作斷開。 檢查確認(rèn)“6kV3 段受電開關(guān)”小車在工作位置， 開關(guān)處于分閘狀態(tài)，6kV3 段受電開關(guān)綜合保護(hù)裝置的“過流保護(hù)”動(dòng)作，故障電流（二次值）為：Ia 18.0A、Ib 18.3A、Ic 16.8A、（保護(hù)定值：14.5A）；Ibc 8.4A。

該故障開關(guān)為VCB1250A 型真空斷路器，目前開關(guān)動(dòng)作40 次。檢修前電匯及開關(guān)未發(fā)現(xiàn)任何異常。

此次檢修系計(jì)劃性檢修， 主要安排檢查6kV 母線的緊固情況、母線絕緣。 同時(shí)對母線的電源開關(guān)、受電開關(guān)以及下屬所有饋線開關(guān)進(jìn)行6kV 真空斷路器的試驗(yàn)。 檢修中所有試驗(yàn)均合格。

3 原因分析

（1）懷疑故障開關(guān)小車觸頭上留有異物，致使開關(guān)小車推至倉內(nèi)時(shí)發(fā)生相間短路。

經(jīng)向電氣試驗(yàn)人員及專業(yè)人員了解，在對開關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)需將開關(guān)小車?yán)羵}外進(jìn)行，試驗(yàn)后將開關(guān)小車推回倉內(nèi)試驗(yàn)/檢修位置，整個(gè)試驗(yàn)過程不超過40 分鐘。 試驗(yàn)時(shí)使用的短接線為自制的標(biāo)準(zhǔn)短接線， 線長約2m。 試驗(yàn)時(shí)采用線卡對開關(guān)三相觸頭兩兩短接的方式進(jìn)行。試驗(yàn)現(xiàn)場僅有2 副短接線，母線上的出線開關(guān)共有8 只，該故障開關(guān)為第2 只進(jìn)行試驗(yàn)的開關(guān)。 因該試驗(yàn)工作是逐臺(tái)進(jìn)行，短接線肯定已經(jīng)取下用于后續(xù)試驗(yàn)。從現(xiàn)場開關(guān)小車觸頭的燒損痕跡及遺留物來分析，雖然在現(xiàn)場未能發(fā)現(xiàn)明顯的異物殘留，但仍不排除觸頭上遺留有異物是造成本次事件的最大可能因素。

（2）開關(guān)小車進(jìn)線觸頭外部的滅弧罩破裂，導(dǎo)致開關(guān)在送電時(shí)兩相電弧連通，繼而發(fā)生相間短路。

技術(shù)人員在對現(xiàn)場檢查后提出一種可能，安全活門下?lián)醢迳咸赃^頭，致使開關(guān)小車動(dòng)觸頭的滅弧罩撞及擋板上部后碎裂，由于近期天氣濕度較大，而該開關(guān)室系臨水建筑，局部濕度更大。 在檢修期間，開關(guān)室內(nèi)的空調(diào)停用，開關(guān)倉內(nèi)的電加熱也停用，有可能造成活門擋板表面有輕微潮濕，搭到動(dòng)觸頭后導(dǎo)致動(dòng)觸頭AB 相連通，繼而發(fā)生相間短路。 現(xiàn)場對開關(guān)清理過程中，在開關(guān)倉靜觸頭盒內(nèi)發(fā)現(xiàn)少量未熔化的滅弧罩碎片。 將活門擋板拆下檢查，下?lián)醢逭矫婢羞^弧痕跡。

4 治理措施

（1）進(jìn)一步規(guī)范檢修作業(yè)流程。所有開關(guān)在拉出倉外進(jìn)行檢修、試驗(yàn)后準(zhǔn)備送回倉內(nèi)前，必須嚴(yán)格檢查開關(guān)本體及開關(guān)倉的狀況，并經(jīng)專業(yè)人員檢查、確認(rèn)簽字后方可恢復(fù)冷備用。

（2）開關(guān)檢修、試驗(yàn)后應(yīng)由運(yùn)行人員測量開關(guān)進(jìn)、出線端對地、相間、斷口間絕緣電阻，正常后由運(yùn)行人員按照操作票進(jìn)行檢修恢復(fù)冷備用、熱備用操作。

運(yùn)行人員進(jìn)行小車型或抽屜式開關(guān)拉出或推進(jìn)操作過程中，必須嚴(yán)格按規(guī)定使用配發(fā)的電氣操作面罩、穿絕緣鞋、戴絕緣手套、電弧防護(hù)服等個(gè)人勞動(dòng)防護(hù)用品。 防護(hù)服的袖口及領(lǐng)口必須鈕好。

（3）聯(lián)系廠家探討對開關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造的可行性。 這種類型的開關(guān)拉送電時(shí)必須開門操作。 一旦拉送電過程中發(fā)生短路故障，由于倉門在開啟狀態(tài)，電弧、熱氣流將有可能通過小車與開關(guān)倉的間隙直接沖擊到操作人員。 探討對開關(guān)改造的可能性，爭取改為關(guān)門操作。

（4）在改造前，運(yùn)行人員進(jìn)行小車型或抽屜式開關(guān)拉出或推進(jìn)操作過程中，必須注意緩慢、平穩(wěn)加力，在抬起簾板接近靜觸頭前應(yīng)注意是否有異常放電聲響，嚴(yán)禁使蠻力強(qiáng)行推拉小車以免錯(cuò)位或沖撞簾板或靜觸頭。

（5）新建、擴(kuò)建項(xiàng)目在訂購3kV 及以上小車型開關(guān)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用采用閉門螺桿傳動(dòng)的小車開關(guān)。

（6）開關(guān)柜停役檢修后，應(yīng)先送上開關(guān)倉內(nèi)的電加熱并開啟開關(guān)室內(nèi)的空調(diào)除濕兩小時(shí)后方可對開關(guān)正式送電。