10kV中置式開(kāi)關(guān)柜質(zhì)量問(wèn)題及防治措施

劉文婷 張娜

摘 要：本文總結(jié)了近期10kV中置式開(kāi)關(guān)柜在現(xiàn)場(chǎng)安裝及驗(yàn)收投產(chǎn)階段發(fā)現(xiàn)的較為重大的質(zhì)量問(wèn)題，從非金屬材料的阻燃，功能隔室和泄壓通道的分隔，手車和接地開(kāi)關(guān)的電動(dòng)操作等幾個(gè)方面討論開(kāi)關(guān)柜常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題及其帶來(lái)的安全隱患；從完善技術(shù)協(xié)議條款，注意廠家圖紙確認(rèn)以及加強(qiáng)出廠監(jiān)造和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收等幾個(gè)方面提出了問(wèn)題的防治措施，為開(kāi)關(guān)柜在投產(chǎn)后的安全可靠運(yùn)行提供有力保障。

關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)柜；質(zhì)量問(wèn)題；防治措施

中圖分類號(hào)：TM564 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）22-0136-02

金屬鎧裝中置式開(kāi)關(guān)柜目前廣泛應(yīng)用于廣州電網(wǎng)的10kV電壓等級(jí)，根據(jù)變電站程序化操作的要求，斷路器手車（含隔離手車）和快速接地開(kāi)關(guān)具備遠(yuǎn)程（電動(dòng)）操動(dòng)功能的開(kāi)關(guān)柜正在廣州電網(wǎng)大范圍推廣使用。為了實(shí)現(xiàn)“零缺陷”投產(chǎn)的質(zhì)量目標(biāo)，廣州電網(wǎng)安排了較為嚴(yán)格的開(kāi)關(guān)柜出廠監(jiān)造見(jiàn)證和投產(chǎn)前質(zhì)量驗(yàn)收，發(fā)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)柜在安裝階段的較多質(zhì)量問(wèn)題和安全隱患，其中以下幾點(diǎn)問(wèn)題值得重視。

1 非金屬材料的阻燃問(wèn)題

在實(shí)際運(yùn)行中，故障柜著火波及到相鄰柜，甚至發(fā)生整段母線“火燒連營(yíng)”的現(xiàn)象并不少見(jiàn)[1-2]。造成火災(zāi)范圍擴(kuò)大的原因固然有開(kāi)關(guān)柜彼此相鄰布置以及主母線和二次電纜等相互聯(lián)通等天然因素，但應(yīng)用材料和部件的阻燃性能不佳甚至易燃，則是火焰?zhèn)鞑ズ褪鹿史秶鷶U(kuò)大的主要幫兇。

GB/T 11022—1999條款5.17規(guī)定“應(yīng)該在材料的選擇和零部件的設(shè)計(jì)上，使得因開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中的事故過(guò)熱而引發(fā)的火焰在傳播時(shí)受到阻止”。DL/T 593—2006條款5.17規(guī)定：“在產(chǎn)品的性能要求使用易燃材料時(shí)，如可能，其設(shè)計(jì)應(yīng)考慮能夠阻燃”。上述標(biāo)準(zhǔn)雖然提出了開(kāi)關(guān)柜材料和零部件應(yīng)阻止事故火焰?zhèn)鞑サ囊?，但未明確阻燃級(jí)別和具體范圍，在訂貨采購(gòu)以及安裝驗(yàn)收階段難以對(duì)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)材料和部件的阻燃性能進(jìn)行要求和檢驗(yàn)，尤其在當(dāng)前開(kāi)關(guān)柜采購(gòu)價(jià)格大大降低的市場(chǎng)環(huán)境下，更難保證材料的阻燃性能滿足實(shí)際需求，為開(kāi)關(guān)柜投產(chǎn)后運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。

在訂貨技術(shù)協(xié)議書(shū)中有必要對(duì)關(guān)鍵材料和部件的阻燃性能進(jìn)行明確要求：靜觸頭活門采用阻燃絕緣材料，對(duì)于使用塑料和其他非金屬材料制作的設(shè)備或部件，包括環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄式電流互感器、電壓互感器、支柱絕緣子及母線套管，絕緣活門及隔板，母線熱塑材料及母線接頭盒，所有二次端子，絕緣導(dǎo)線等所用絕緣材料均應(yīng)按GB/T 5169-2008《電工電子產(chǎn)品著火危險(xiǎn)試驗(yàn)》第16部分： 50W水平與垂直火焰試驗(yàn)方法進(jìn)行燃燒試驗(yàn)，并符合水平燃燒試驗(yàn)HB類別要求及垂直燃燒V-0類別要求，投標(biāo)時(shí)需要提交由國(guó)家級(jí)試驗(yàn)認(rèn)證單位出具的試驗(yàn)報(bào)告。

在驗(yàn)收階段有必須要對(duì)關(guān)鍵材料和部件的阻燃性能進(jìn)行檢驗(yàn)，為了便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，驗(yàn)收人員根據(jù)GB/T 5169-2008垂直燃燒V-0類別的試驗(yàn)方法簡(jiǎn)化了試驗(yàn)，即現(xiàn)場(chǎng)采集樣品，利用打火機(jī)點(diǎn)燃后移開(kāi)，模擬進(jìn)行水平燃燒或垂直燃燒，試驗(yàn)樣品余焰在10s內(nèi)熄滅就可以認(rèn)為阻燃滿足要求。

2 功能隔室和泄壓通道的分隔問(wèn)題

2.1 功能隔室

近期驗(yàn)收過(guò)程中發(fā)現(xiàn)較多開(kāi)關(guān)柜內(nèi)功能隔室之間不正常開(kāi)孔等情況，比如母線室和斷路器室之間的靜觸頭座開(kāi)孔和母線室與電纜室之間的隔板采用格柵等。無(wú)論是開(kāi)孔和格柵，其意圖都是增加柜內(nèi)通風(fēng)通道，使開(kāi)關(guān)柜溫升滿足協(xié)議要求，但上述做法存在安全隱患，并不可取。

當(dāng)開(kāi)關(guān)柜斷路器發(fā)生故障時(shí)，如觸頭發(fā)熱導(dǎo)致的短路故障等，如果靜觸頭座開(kāi)孔，故障引起的濃煙或弧光將波及到運(yùn)行中的母線室，從而波及整段母線，擴(kuò)大事故范圍。同樣，當(dāng)電纜頭發(fā)生短路故障而燃弧時(shí)，采用格柵式隔板也存在將事故擴(kuò)大到母線室的問(wèn)題。

南方電網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜通用技術(shù)協(xié)議5.2.1.3中規(guī)定“高壓開(kāi)關(guān)柜具有功能分隔室，包括母線室、斷路器室、電纜室、控制儀表室等，各室之間的防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于IP2X，各室對(duì)外的防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿足DL/T404的規(guī)定，且不能低于IP4X。運(yùn)行連續(xù)性的喪失類別為L(zhǎng)SC2B。各功能室及各個(gè)回路的單元功能室均采用接地的鋼板分隔，互不干擾，不能采用有機(jī)絕緣隔板，也不能采用網(wǎng)孔式或柵欄式隔板。隔板等級(jí)為PM級(jí)?！遍_(kāi)關(guān)柜內(nèi)功能隔室間的開(kāi)孔如靜觸頭座處的孔洞，基本滿足IP2X的防護(hù)等級(jí)要求，即可以防止大于12mm的固體物體侵入。但此處開(kāi)孔不能滿足將內(nèi)部故障限制在本隔室內(nèi)的要求，即條款5.2.1.3“若隔室內(nèi)發(fā)生短路故障而燃弧時(shí)，……，同時(shí)將內(nèi)部故障限制在本隔室內(nèi)”的要求。

事實(shí)上，由于廠家解釋這些開(kāi)孔主要用于加強(qiáng)通風(fēng)，而根據(jù)DL/T404-2007條款5.102.5“通風(fēng)通道和通風(fēng)口的布置和防護(hù)應(yīng)具有與外殼相同的防護(hù)等級(jí)”，各室之間的通風(fēng)口的防護(hù)等級(jí)應(yīng)與技術(shù)協(xié)議要求的外殼防護(hù)等級(jí)相同，也就是達(dá)到IP4X。

上述問(wèn)題基本通過(guò)更換為沒(méi)有通風(fēng)孔的靜觸頭座和全封閉式隔板來(lái)解決，問(wèn)題納入出廠監(jiān)造重點(diǎn)檢查內(nèi)容。

2.2 泄壓通道

近期驗(yàn)收中發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜母線橋，包括面對(duì)面柜母線橋和分段間隔母線橋存在遮擋斷路器室和電纜室泄壓通道的問(wèn)題，一種是母線橋升高座直接將母線室、斷路器室和電纜室泄壓通道聯(lián)通（圖1），一種是母線橋升高座過(guò)低阻礙了斷路器室泄壓通道蓋板正常開(kāi)啟（圖2）。

其中第一種問(wèn)題存在的安全隱患在于當(dāng)斷路器室或電纜終端室故障泄壓時(shí)，故障將會(huì)通過(guò)母線橋波及整段母線，擴(kuò)大事故范圍。南方電網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜通用技術(shù)協(xié)議5.2.1.3規(guī)定“斷路器室、母線室及電纜終端室應(yīng)設(shè)有獨(dú)立的泄壓通道”。

通常母線橋是經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)量度后再制作、安裝的，出廠階段難以管控，但可在設(shè)計(jì)確認(rèn)圖紙時(shí)對(duì)廠家母線橋升高座的布置和尺寸進(jìn)行校核，或可在一定程度上避免上述問(wèn)題的發(fā)生。

3 手車和接地開(kāi)關(guān)的電動(dòng)操作問(wèn)題

3.1 手車行進(jìn)中異響、卡阻、震動(dòng)問(wèn)題

由于開(kāi)關(guān)柜購(gòu)置價(jià)逐年降低，柜體整體強(qiáng)度下降，公差配合裕度降低等原因，即使是只有手動(dòng)操作功能的手車也存在操作不順暢的問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：開(kāi)關(guān)柜手車行進(jìn)過(guò)程中有異響，動(dòng)觸頭插入靜觸頭盒時(shí)有卡阻，動(dòng)靜觸頭分開(kāi)時(shí)有下墜感并伴隨較大響聲和明顯震動(dòng)等，這些操作問(wèn)題會(huì)造成運(yùn)行中手車行進(jìn)卡滯和動(dòng)、靜觸頭接觸不良導(dǎo)致發(fā)熱等問(wèn)題，影響運(yùn)行安全。手車同時(shí)具備電動(dòng)和手動(dòng)功能后，由于大部分廠家往往采用外購(gòu)電動(dòng)底盤安裝在本廠柜體上的方式，配合不好會(huì)加大手車行進(jìn)過(guò)程中的異響、卡阻和震動(dòng)問(wèn)題，設(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)后需要大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整工作才能勉強(qiáng)調(diào)節(jié)到操作較為順暢的效果。

對(duì)此，廣州電業(yè)運(yùn)行管理部門要求所有進(jìn)入廣州電網(wǎng)運(yùn)行的開(kāi)關(guān)柜制造商必須先提供“樣柜”，經(jīng)進(jìn)廠驗(yàn)收合格，方能按“樣柜”技術(shù)條件批量生產(chǎn)，產(chǎn)品出廠則按“樣柜”技術(shù)要求及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收合格才能出廠，較好地解決該問(wèn)題。

3.2 五防閉鎖問(wèn)題

開(kāi)關(guān)柜的“五防”要求如下：

（1）只有當(dāng)斷路器手車完全到達(dá)試驗(yàn)或工作位置，斷路器才能合閘。（2）當(dāng)斷路器手車在試驗(yàn)或運(yùn)行位置失去控制電源時(shí)，斷路器不能合閘。（3）只有當(dāng)斷路器手車在試驗(yàn)/隔離位置或移開(kāi)位置，接地開(kāi)關(guān)才能合閘。（4）當(dāng)接地開(kāi)關(guān)及斷路器分閘后，手車才能從試驗(yàn)/隔離位置移向工作位置。（5）當(dāng)接地開(kāi)關(guān)合閘或斷路器合閘時(shí)，手車不能從試驗(yàn)/隔離位置移向工作位置。（6）當(dāng)手車處于工作位置時(shí)，二次插頭被鎖定，不能拔除。（7）只有接地開(kāi)關(guān)合閘后，電纜室門才允許打開(kāi)，且只有關(guān)閉電纜室門后，接地開(kāi)關(guān)才允許被分閘。（8）母聯(lián)柜斷路器手車與隔離柜手車聯(lián)鎖：斷路器在合閘位置，隔離車不能從工作位置移向試驗(yàn)位置亦不能從試驗(yàn)位置移向工作位置。（9）當(dāng)斷路器手車或隔離柜手車移向試驗(yàn)位置或隔離，靜觸頭座的活門應(yīng)能自動(dòng)關(guān)閉；手車移出開(kāi)關(guān)柜后，活門應(yīng)可以掛鎖鎖定。（10）手車及接地開(kāi)關(guān)手動(dòng)操作孔應(yīng)設(shè)有活門，并可以掛鎖鎖定。（11）只有開(kāi)關(guān)柜柜門鎖緊后，才允許操作手車的推入和退出。

驗(yàn)收過(guò)程還發(fā)現(xiàn)底盤車電機(jī)轉(zhuǎn)軸斷裂和電動(dòng)控制模塊燒壞等設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題。

鑒于部分廠家手車和接地開(kāi)關(guān)電動(dòng)功能并不完善，應(yīng)在訂貨協(xié)議中明確：

（1）手車電動(dòng)底盤及電動(dòng)快速接地開(kāi)關(guān)均應(yīng)配備防堵轉(zhuǎn)保護(hù)及操控模塊。（2）在交貨前，買方將派員到賣方工廠對(duì)待交貨開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行抽檢產(chǎn)品質(zhì)量及驗(yàn)證電動(dòng)底盤和電動(dòng)快速接接地開(kāi)關(guān)機(jī)械壽命。（3）供方提供的金屬鎧裝移開(kāi)式中置開(kāi)關(guān)設(shè)備需配置電動(dòng)底盤車及電動(dòng)接接地開(kāi)關(guān)。

4 結(jié)語(yǔ)

設(shè)備質(zhì)量合格是安全運(yùn)行的重要前提，在簽訂技術(shù)協(xié)議時(shí)注意細(xì)化容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的技術(shù)條款，明確細(xì)節(jié)要求；在確認(rèn)圖紙、出廠監(jiān)造及現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收階段注意常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題的見(jiàn)證和檢驗(yàn)，是確保設(shè)備質(zhì)量合格的有效手段，可以為設(shè)備投產(chǎn)后的安全運(yùn)行提供可靠保障。

參考文獻(xiàn)

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