10kV開關柜負荷測絕緣方法探討

朱皓

摘 要：在電廠運行維護工作中，需經常在10kV開關柜測量負荷絕緣電阻，因10kV開關柜具有五防功能，給高壓電動機定子繞組測絕緣電阻工作帶來了不便，目前電廠測量高壓電動機絕緣的方法有三種，打開電纜小室柜門測量；在開關柜斷路器室測量；在電纜室柜門設測絕緣專用活門測量。三種方法各有優缺點，筆者對第二種方法設計了專用的底盤小車，提高了操作的安全性和便捷性，各電廠可根據系統的接線情況選用適宜的高壓電動機測絕緣方法。

關鍵詞：開關柜五防；高壓電機測絕緣；誤入帶電間隔；測絕緣底盤車

中圖分類號：TM591 文獻標志碼：A 文章編號：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 絕緣測量的危險點分析

高壓電動機絕緣測量是電力企業運行人員最為頻繁的電氣操作，根據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]絕緣測量操作往往決定了機組啟動前電氣操作耗費時間，而且測量絕緣的安全性更是各電力企業關注的重中之重，為了避免誤操作導致安全事故，開關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，其他四防應采用強制性閉鎖。（2）閉鎖裝置應保證規定的程序操作，并確保人員在操作開關柜時的安全。（3）閉鎖裝置應盡可能采用機械閉鎖，應簡單、可靠、操作維護方便。

但是在實際工作過程中，絕緣測量往往還存在以下危險點[1]：

1.1 誤入帶電間隔

因測量電動機絕緣要直接接觸一次設備，如果誤入帶電間隔將會造成嚴重人身事故。特別是在測量絕緣時，誤入帶電間隔不僅包含走錯間隔，還要包括測量位置錯誤，此類情況在采用斷路器室內測量絕緣的方法時更是要極為警惕。

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、西門子等生產的高壓開關柜均采用在電纜室測量開關絕緣，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縮減開關柜五防機構的壽命，會造成閉鎖機構損壞或失效從而導致發生電氣安全事故。

2 高壓電動機絕緣測量方法簡述[4]

目前在國內主流電力企業中，出于操作安全性和便利性的考慮，大多采用以下三種電動機絕緣測量方法，現簡要進行敘述。

2.1 打開電纜小室柜門測量

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

電，在電纜出線接頭處測量電動機絕緣；（5）對被測量電纜進行放電；（6）手動解除閉鎖，合上測量間隔接地刀閘；（7）關閉測量間隔電纜室柜門；（8）斷開測量間隔接地刀閘。

2.2 在開關柜斷路器室測量

此方法在一些服役時間較長的電廠中采用的比較普遍，具體步驟如下：（1）將待測間隔斷路器放置在轉運小車上；（2）解鎖開關柜內觸頭擋板閉鎖，打開上下觸頭擋板；（3）在開關柜內下觸頭處驗電，并測量電動機絕緣；（4）對被測電纜放電；（5）關閉開關柜內擋板。

2.3 在電纜室柜門設測絕緣專用活門測量

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

時，可取下開關上設置的解鎖鑰匙（斷路器在工作位置時，此鑰匙不能取下）；（2）利用解鎖鑰匙打開電纜室后柜門設置的測絕緣活門；（3）驗電，在電纜室出線接頭處測量電動機絕緣；（4）對被測電纜放電；（5）關閉測絕緣活門，放置解鎖鑰匙。

以上三種方法在電力企業中采用較多，個別企業也因自身設備結構、一次接線等有其他絕緣測量方法，但適應性不高使用面不廣，在此不再敘述。

3 高壓電動機絕緣測量方法優缺點對比

通過操作接地刀閘打開電纜室柜門測量絕緣，廣泛應用，主要原因是這種操作方法的安全性最高。因為在打開電纜室后柜門前，須合上接地刀閘，而要合上接地刀閘就必須要保證開關在試驗位，在目前新設計投產的開關柜中，如ABB公司生產ZSI開關柜，在接地刀閘合閘機構中還加入了出線電纜帶電顯示無電壓閉鎖電磁鐵，進一步防止誤入帶電間隔的可能性。

而此方法的缺點同樣顯而易見，測量一個電動機的絕緣需操作接地刀閘四次，步驟多耗時長，增加了運行人員的操作量，在機組電氣系統恢復時，影響工作進度。同時多次操作接地刀閘也會影響機械閉鎖機構壽命，長期使用此絕緣測量方法可能會導致接地刀閘閉鎖機構損壞，影響開關柜五防功能，極端情況下會導致不安全事件發生。

采用在斷路器室內于下觸頭處測量電動機絕緣方法的企業也為數不少，特別在一些投產較早的電力企業中應用廣泛。其主要優點在于操作簡便耗時較短，測量一臺電動機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。

但是此種絕緣測量方法存在嚴重的安全隱患，因開關上觸頭直接與母線連接，在打開斷路器室內觸頭擋板時，存在誤操作打開上觸頭擋板的風險，如果操作人員不驗電在上觸頭測量絕緣將發生觸電事故。即便在下觸頭測量，也必須一名操作人員一直壓住閉鎖裝置。近年來發生多起斷路器室內人身傷亡事故，如2017年1月10日華能金陵燃機電廠人身死亡事故等，均在警醒電力從業人員對此方法進行改良。此測量絕緣的方法對于雙電源供電的高壓電動機[5]來說，開關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制驗電來避免，目前尚未發現行之有效的技術措施。

通過電纜室柜門設測絕緣活門測量絕緣的方法近年來在新建電廠中開始推廣，此方法優勢明顯，不僅通過開關小車位置閉鎖電纜室鑰匙防止誤入帶電間隔，同時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柜前就制定相關方案，與廠家溝通協調，對于已經投產的電力企業要進行此類技改，成本昂貴工程量大，實際效益并不明顯。此方法也同方法二一樣，對雙電源供電高壓電動機出線電纜有帶電的風險，需加以注意。

4 對電動機測量絕緣方法的改良

經過對上述三種絕緣測量方法進行比較權衡，筆者認為第二種方法雖操作簡便應用廣泛但是存在嚴重的安全隱患，所以亟需改進。鑒于斷路器室內測量絕緣的大部分危險源來源于上觸頭擋板打開，故筆者與開關柜廠家溝通協商，聯合設計了一款測量絕緣專用的底盤小車，在測量絕緣時將底盤小車搖入斷路器柜內，此時通過底盤小車機械裝置，僅打開斷路器室下活動擋板并保持固定，如圖2。通過此裝置，不僅節省了操作時間，還不需要操作過程中人員一直按壓擋板閉鎖，同時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柜，僅需制作一臺測絕緣底盤小車，操作方便簡單可靠，希望同業單位能參考，改良高壓電動機絕緣測量方法。

5 結束語

高壓電動機測量絕緣是電力企業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，但需要在招標期間就加以考慮，對已投產電力企業參考意義不大。方法二經筆者改良之后，降低了操作的安全風險，很有參考價值。電力企業在高壓電動機絕緣測量，應根據自身設備結構、一次接線等實際情況，選擇合理的測量方法，保證人身設備安全，提高工作效率。

參考文獻：

[1]國家電力公司.防止電力生產重大事故的二十五項重點要求[M].北京：中國電力出版社，2014.

[2]徐新.如何測量電動機的絕緣電阻[J].農業機械，2008，9：26.

[3]SD318-89.高壓開關柜閉鎖裝置技術條件[S].

[4]洪林.關于線路和電機絕緣電阻的規定和測量[J].安徽建筑，2001，4：93-94.

[5]閆保柱，于海峰，馮國.火力發電廠公用備用電動給水泵設計研究[J].能源與節能，2015，11（122）：140-141.