LCA直流接地導致閥門誤關閉原因分析及處理

陳景榮，王瑞青，楊偉星，高 偉

（中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

LCA直流接地導致閥門誤關閉原因分析及處理

陳景榮，王瑞青，楊偉星，高 偉

（中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

介紹了一起直流接地導致閥門誤關閉的事件，并根據集中數據處理系統(KIT)所記錄的相關信息，分析出閥門誤關的原因為，閥門控制繼電器直流電源側控制電纜絕緣損壞，造成的直流負極回路接地與正極回路接地共同作用，并提出了相應的防范措施，保證設備的安全運行。

直流接地；閥門；誤關閉；集中數據處理系統

0 引言

LCA 48 V直流電源是核電廠的重要電源之一，它作為主要電氣設備的控制、保護、信號、監控系統電源，擁有一個龐大的多級多分支供電網絡。該直流系統工作狀況好壞直接影響到核電設備、控制與保護系統能否可靠和高效運行。直流接地是直流系統常見的故障，可能造成控制回路和繼電保護裝置的誤動作，從而引發嚴重的事故。以下介紹了一起直流接地導致閥門誤關閉的事件。

1 故障現象

某核電廠二回路設備冷卻水2RRI465VN閥門預防性檢修完成后，運行人員需投運冷卻乏料水池RRI系統，將2RRI465VN閥門電源抽屜推入合閘后，打開該閥。2014-07-09T16:20左右，2LCA觸發絕緣報警，運行人員通知檢修人員進行現場檢查，發現負極對地電壓為0，負極金屬性接地。在查找的過程中，17:45左右報警突然自動消失，運行人員和維修人員繼續待命觀察。20:45左右，運行人員在巡盤(巡視監測盤及查閱KIT數據)時發現2RRI465VN閥門不明原因自動關閉。查看KIT信息，發現閥門關閉的時間與2LCA絕緣報警消失時間基本一致。由于2RRI465VN閥門關閉，導致水池溫度上升，于是運行人員將閥門打開，此時控制室再次報出2LCA絕緣報警。檢修人員再次進行檢查，在將閥門的接線端子蓋打開后，發現關閥限位開關的接線有破損并觸碰外殼(見圖1 X10:37)。將電纜破損點進行絕緣包扎后，報警消失。

2 閥門誤關閉原因分析

(1) 從KIT報警信息圖分析，16:20左右，2RRI465VN閥門電源抽屜推入合閘后，電源顯示可用，但由于閥門電動頭限位開關X10:37號線(見圖1)有破損，觸碰到外殼，從而使得2LCA負極通過X10:32，K208繼電器線圈、K207常閉點、關閥的行程LF、力矩開關FF造成電源金屬性接地，同時控制室出現2LCA負極接地報警。這時僅有一點接地，通過絕緣監測裝置的工作接地點(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,動作電壓為34 V DC，也就是動作電流為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，遠遠低于動作電壓，電流僅為0.025 mA，此時K208繼電器不動作，閥門不會關閉；另外，直流系統負極對地分布電容C1在圖1所示的接地點瞬間接地時，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)，然后隨時間的增長逐漸衰減為0，不足以驅動K208繼電器，即使兩者疊加也達不到13.6 mA的動作電流值。

圖1 2RRI465VN閥門控制電路

(3) 負極接地持續的同時，由于機組在檢修且LCA涉及的系統較廣，幾十分鐘后系統上突然存在正極接地。這時2點接地，導致K208繼電器線圈電壓大于34 V，線圈吸合，閥門自動關閉。閥門完全關閉到位后，限位開關FF斷開，此時接地點與2LCA系統負極脫開，但接地報警還存在，這是因為正接地點還存在。約10 min后，正接地點消失，報警恢復正常，這從歷史記錄數據分析也是合理的。

圖2 一點接地電壓回路分析示意

此后，運行人員巡盤查看KIT數據時發現該閥門關閉，手動打開后，限位開關FF重新閉合，X10:37號絕緣破損的導線再次和金屬外殼觸碰，2LCA絕緣報警再次觸發。檢修人員將破損的電纜進行絕緣包扎后，故障未再出現。

3 防范措施

為了避免由于直流系統接地造成電廠或變電所設備誤動作，造成不必要的損失，結合此事件分析過程，建議采取以下防范措施。

(1) 如發生一點接地，應盡快消除，避免再出現另一點接地可能造成的控制回路誤動事故。

(2) 直流系統出現接地報警后，涉及到該系統的操作或檢修工作應暫停，防止在檢修過程中或運行狀態的改變導致另一極接地，造成回路誤動。

(3) 定期校驗重要回路控制繼電器，確保動作電壓大于規定值，防止負極回路一點接地時，通過直流監測裝置的工作接地點形成回路，造成誤動作；或通過負極對地過大的分布電容對繼電器線圈放電造成誤動作。

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

(5) 加強對監測裝置數據的監視，加強對直流系統運行狀態的監測，盡早發現接地引起的異常，因為這些異常信號是瞬時的，但這些信號對現場事故的處理非常重要。

(6) 規范檢修行為，臨時拆下的控制線要及時包扎絕緣。拆接線時要小心謹慎，防止線纜損傷。

4 結束語

確保電廠及變電站直流系統的安全穩定運行是每個運行和維護人員的職責所在。在日常工作中，要不斷地總結經驗，重視直流接地的危害，掌握直流接地故障發生的規律和處理方法，預防直流接地故障的發生。

1 楊 偉．新型直流絕緣監視裝置[J]．電工技術，1997(3).

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

2014-09-15；

2014-11-09。

陳景榮(1978-)，男，高級工程師，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，主要從事直流系統檢修管理相關工作。

楊偉星(1976-)，男，高級工程師，主要從事電廠電氣檢修管理工作。

高 偉(1986-)，男，工程師，主要從事直流系統檢修管理相關工作。