中壓開關(guān)柜絕緣測試存在問題及改進實例

俞立凡

（杭州華電下沙熱電有限公司，浙江 杭州 310018)

0 引言

隨著我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，各種類型的發(fā)電廠快速發(fā)展，小車式中壓開關(guān)柜被普遍應(yīng)用于電廠中。小車式中壓開關(guān)柜具備“五防”功能，但考慮備用設(shè)備的安全性，需要定期測試備用輔機絕緣。對于小車式中壓開關(guān)柜而言，制造廠家所帶的輔機(饋線)間隔測絕緣功能操作極其煩瑣，給日常測試操作帶來不便。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型開關(guān)柜絕緣測試改進的實例。

1 中壓柜“五防”要求及測絕緣程序

國家對電氣設(shè)備提出以下“五防”要求：

(1)防止誤分、誤合斷路器(注：此項為提示性要求)；

(2)防止帶負荷拉、合隔離開關(guān)；

(3)防止帶電掛(合)接地線(開關(guān))；

(4)防止帶接地線(開關(guān))合斷路器(隔離開關(guān))；

(5)防止誤入帶電間隔。

中壓開關(guān)柜應(yīng)滿足GB3906—2006《3.6～40.5 kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》的有關(guān)要求。按此標準，中壓開關(guān)柜的制造廠家一般規(guī)定的測試絕緣程序為：測試輔機絕緣前，必須先將中壓開關(guān)柜內(nèi)的真空斷路器拉出柜外，推入專用的測試絕緣小車，驗電、放電、測試絕緣，然后恢復(fù)。典型中壓柜的操作車架及測試絕緣小車結(jié)構(gòu)外形如圖1，2所示。

圖1 操作車架

圖2 測試絕緣小車

此外，中壓開關(guān)柜的輔機間隔普遍存在開關(guān)小車至冷備用(試驗)位置后，可以直接合接地刀閘，缺少《安規(guī)》要求的“驗、放電”環(huán)節(jié)的問題。目前，已有部分制造廠家開發(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關(guān)柜自身攜帶的在線帶電指示燈作為間接“驗電”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項目。雖然部分使用單位認為輔機柜在開關(guān)小車至冷備用后，電纜側(cè)沒有來電的可能，可省略“驗、放電”環(huán)節(jié)。但仍然建議采取在線帶電指示燈的“驗電”環(huán)節(jié)，因為目前出廠的中壓開關(guān)柜其在線帶電指示燈是標配。

其他間隔的中壓開關(guān)柜(廠變、聯(lián)絡(luò)、進線等)由于缺乏可靠的“驗電”環(huán)節(jié)，因此在設(shè)備訂購時，除非已配備完善的“五防”閉鎖保護，一般不建議設(shè)置接地刀閘。

2 中壓開關(guān)柜絕緣測試改進

國際標準的中壓開關(guān)柜“五防”功能，在實際工作中可確保設(shè)備及人身安全，但也給電廠的運行人員在測量輔機絕緣時帶來諸多不便。電廠一般規(guī)定：電動機在連續(xù)停用時間超過15天或外殼被水淋濕后，應(yīng)測量電動機線圈的絕緣電阻，絕緣性能合格后方能啟動。面對每套機組的大量輔機，用廠家的程序測試絕緣，工作量巨大，1臺輔機測試必須2個男員工，用時約20 min才能完成。而現(xiàn)在電廠機組普遍采用集控方式，運行人員較少，因此大部分電廠都放棄了設(shè)備廠家提供的絕緣測試方法，進行了二次改造或優(yōu)化。

2.1 真空斷路器柜

電廠在實際使用中，大都將真空斷路器柜改為打開電纜室門，對電纜及電動機等設(shè)備進行絕緣測試，其操作步驟如下：

(1)斷路器分閘，將斷路器小車由運行位置退出至冷備用(試驗)位置；

(2)判斷電纜側(cè)無電；

(3)操作接地刀閘至合閘(接地)位置；

(4)打開電纜室門；

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

(6)根據(jù)需要對電纜室進行絕緣測試等操作。

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；操作接地刀閘分閘，將斷路器小車由冷備用(試驗)位置搖至熱備用位置，斷路器合閘重新投入運行。

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

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

針對上述解鎖問題及柜后隱患，有些電廠將此解鎖鑰匙改為單柜對號使用，可避免走錯間隔的隱患問題；也有些電廠提出了進一步的優(yōu)化方案：在電纜室門上開測試小孔，裝“五防”程序鎖，在小車開關(guān)上也裝“五防”程序鎖(2鎖1鑰匙)。

2.2 西門子F+C柜

對F+C(熔斷器+接觸器)柜輔機測絕緣，先將開關(guān)小車改冷備用后，合上接地刀閘(若不合接地刀閘，則后柜門無法打開，可防止誤入帶電間隔)，打開屏后柜門；用解鎖鑰匙模擬柜門裝復(fù)(關(guān)上)，拉開接地刀閘，測試絕緣；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，而且柜后測試也存在與真空斷路器柜一樣的安全隱患。

2.3 改進措施

一些電廠選擇在開關(guān)柜內(nèi)測試絕緣，例如F+C柜：開關(guān)小車改冷備用后，取下其二次輔助觸頭，拉出開關(guān)小車，在屏的正面下部直接測絕緣。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，輔機電纜的三相觸頭很難接觸到，故建議借用驗電棒進行加長(測試線夾在驗電棒頭上，用驗電棒頭去搭在電纜觸頭上)，這樣既方便又安全。另外，開關(guān)小車恢復(fù)時，必須2人配合操作，不可硬推，以防設(shè)備損壞。

同樣，對于輔機的真空開關(guān)柜，可將小車拉出，從電纜側(cè)的觸頭處進行測試。由于小車開關(guān)從柜內(nèi)拉出后，遮蓋柜內(nèi)上下觸頭的防護隔板自動落下，遮住上、下觸頭以防止人身觸電。若在開關(guān)柜前柜內(nèi)測試時，需將開關(guān)柜內(nèi)的下三相觸頭(電纜側(cè))的防護隔板人工提起，若上、下取錯，極易造成人身觸電事故；而且此方法也需要將小車拉出，工作量較大，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))的防護隔板拆除，不僅可減少測試時的工作量，也能降低觸電事故發(fā)生的幾率。

3 AMS-12開關(guān)柜改進實例

針對以上測試方法及相關(guān)操作風(fēng)險，現(xiàn)以AMS-12開關(guān)柜為例進行改進說明。AMS-12開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)布局如圖4所示，其電纜室前、后連通，輔機電纜前后都可連接，方便用戶選擇。改進方案為：在每個輔機柜上增加2個機械程序鎖，并采用“2鎖1鑰匙”方式，具體如下。

圖4 AMS-12開關(guān)柜結(jié)構(gòu)布局

(1)在前電纜室門上開1個測試門(見圖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度，而忽略了驗電的安全距離，將此門開得太小。由于6～10 kV開關(guān)柜使用三相交流電，因此相間及相對地之間必須保證一定的絕緣距離，否則會引起放電、短路等事故。對于10 kV系統(tǒng)而言，相對地、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)驗電棒對各側(cè)的安全距離也至少要有75 mm，再考慮驗電棒直徑等因素，故選擇200 mm×200 mm的尺寸。另外，測試門的開、關(guān)都要受測試門機械程序鎖的控制。

圖5 前柜面布置

(2)在柜內(nèi)的真空斷路器面板上增加1只斷路器機械程序鎖(見圖6)。當開關(guān)柜內(nèi)斷路器退至冷備用(試驗)位置時，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上的測試門機械程序鎖上，進而打開電纜室測試門。反之，只有電纜室測試門關(guān)閉后，才能將安裝在電纜室門上的測試門機械程序鎖鑰匙拔出，然后插入斷路器機械程序鎖，解鎖斷路器小車。

另外，在斷路器機械程序鎖對應(yīng)的前柜門上開1個圓孔(見圖5)，這樣在取、放鑰匙等時都不必再打開柜門，簡化了操作。

(3)改進后的測試輔機絕緣操作步驟如下：

① 先將斷路器小車改至冷備用位置；

② 鎖上斷路器小車程序鎖；

③ 拔出鑰匙，解鎖測試門；

④ 打開測試門；

⑤ 驗電、放電、測試輔機絕緣；

⑥ 關(guān)閉測試門，上程序鎖；

⑦ 拔出鑰匙，解鎖斷路器小車；

⑧ 按正常程序送電。

此改進的優(yōu)點：不改變原“五防”裝置，安全有保障；所有操作(需要斷路器小車拉出柜外進行維修、試驗除外)不再需要打開柜門，方便操作。

另外，對于非輔機(饋線)間隔，因為具備了可驗放電的功能，為減少掛接地線，降低運行人員操作強度，也可考慮采用帶接地刀閘方案。

此改進的缺點：此方案宜由生產(chǎn)廠家完成以保證開關(guān)柜的防爆強度、工藝、質(zhì)量、成本等。

4 總結(jié)

制造廠家雖按國際標準生產(chǎn)電廠小車式中壓開關(guān)柜，但由于電廠測量輔機絕緣的實際需要，生產(chǎn)廠家應(yīng)在制造中進行相關(guān)改進。另外，電廠要根據(jù)已有產(chǎn)品特性，采取以方便操作、維護為目的的優(yōu)化，并確保有嚴格的組織措施和嚴密的技術(shù)措施，杜絕人員誤操作事故發(fā)生。

在中壓母線室的設(shè)計中，應(yīng)盡量避免電纜溝在屏柜前的方案，以利于開關(guān)小車的操作。

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