開關(guān)柜異常造成主變近區(qū)短路故障的分析及預(yù)防*

蔡 彬

(國網(wǎng)甘肅省電力公司臨夏供電公司，甘肅 臨夏 731100)

0 引 言

開關(guān)柜因其設(shè)計(jì)緊湊，以較小空間容納較多功能單元和封閉式維護(hù)少的優(yōu)點(diǎn)在變電站內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。但也因其封閉式不直觀的特點(diǎn)，操作人員一旦檢查、核對(duì)不仔細(xì)，也容易導(dǎo)致誤操作事故的發(fā)生，輕則造成設(shè)備損壞，重則造成人員傷亡。

筆者通過一起開關(guān)柜接地刀閘未拉開情況下誤合開關(guān)送電的操作事故，結(jié)合開關(guān)柜機(jī)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了機(jī)械閉鎖、電氣指示等方面原因剖析，指出開關(guān)柜設(shè)備日常操作和設(shè)計(jì)制造過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)，對(duì)保障開關(guān)柜設(shè)備可靠運(yùn)行提出建設(shè)性意見。

1 事故及原因分析

1.1 事故概述

某變電站5#開關(guān)柜檢修轉(zhuǎn)熱備用操作過程中，操作人員將5#開關(guān)柜丙J1接地刀閘拉開后，將小車開關(guān)由試驗(yàn)位置推進(jìn)工作位置操作時(shí)，因閉鎖機(jī)構(gòu)卡死無法解鎖。認(rèn)為是由于地刀分閘不到位所致，便多次進(jìn)行地刀合分操作，試圖使地刀分閘操作到位，消除小車無法搖進(jìn)工作位置問題。

最后一次進(jìn)行地刀分閘操作時(shí)，操作把手在旋轉(zhuǎn)170°時(shí)發(fā)生滑脫(操作行程為270°)，之后操作人員從滑脫位置繼續(xù)進(jìn)行了100°操作。見面板上帶電顯示裝置、保護(hù)裝置均顯示接地刀閘在分位，操作人員未按安規(guī)要求核對(duì)接地刀閘實(shí)際位置，便將小車開關(guān)由試驗(yàn)位置搖進(jìn)工作位置，而且小車被順利搖進(jìn)工作位置。

調(diào)度監(jiān)控人員通過后臺(tái)查看到接地刀閘在分位，遙控合閘5#線開關(guān)后，后加速I段保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)跳閘，1號(hào)主變重瓦斯動(dòng)作、三側(cè)開關(guān)跳閘。

1.2 原因分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析驗(yàn)證，接地刀閘操作至170°位置放開把手后，因彈簧拉力會(huì)導(dǎo)致接地刀返回合閘位置。再轉(zhuǎn)100°時(shí)，實(shí)際并未達(dá)到分閘行程，接地刀實(shí)際仍處于合閘位置，只是接地刀刀口插入接地樁深度略淺一些，即動(dòng)觸頭只是與靜觸頭的頂部接觸(正常合閘時(shí)，動(dòng)觸頭與靜觸頭的中間部位接觸)。而此時(shí)因接地刀閘合閘不徹底，其轉(zhuǎn)軸未達(dá)到最終合閘位置，由接地刀轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)的二次信息的輔助開關(guān)動(dòng)觸片無法接觸其頂部靜觸片，輔助開關(guān)未被觸動(dòng)，如圖1所示。導(dǎo)致帶電顯示裝置、保護(hù)裝置、后臺(tái)接地刀閘指示等二次信息狀態(tài)量均顯示為分閘。以上為遙測(cè)信息量均顯示接地刀閘已分閘的原因。

圖1 開關(guān)柜二次狀態(tài)量輔助開關(guān)側(cè)面圖與正面圖 圖2 開關(guān)柜閉鎖連桿

從滑脫位置再進(jìn)行100°左右的分閘操作時(shí)，雖然地刀動(dòng)、靜觸頭未完全分離，但如圖2所示的圓柱型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)位移量足夠，致使伴隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的凸點(diǎn)與閉鎖連桿分離，接地閉鎖連桿被彈簧拉起，手車搖把小門被解鎖，可正常插入搖把，手車亦順利從試驗(yàn)位置搖進(jìn)工作位置。

以上是接地刀閘雖然在合位，但小車開關(guān)能夠避開機(jī)械閉鎖，順利搖進(jìn)運(yùn)行位置的原因。

上述兩個(gè)異常情況同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，小車開關(guān)順利搖進(jìn)，遙測(cè)信息均顯示接地刀閘在分位，開關(guān)遙控合閘后，近區(qū)短路故障發(fā)生。

2 防范措施

2.1 問題總結(jié)

操作人員未嚴(yán)格落實(shí)《安規(guī)》相關(guān)要求，在進(jìn)行倒閘操作后，未按要求核對(duì)接地刀閘實(shí)際位置，僅查看了電氣位置指示。

開關(guān)柜器件選材質(zhì)量不高，閉鎖連桿上彎頭經(jīng)多次操作沖擊后發(fā)生彎折，造成閉鎖裝置卡澀，影響順利操作。

開關(guān)柜存在設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致接地刀閘未達(dá)到分閘行程時(shí)，帶電顯示裝置、保護(hù)裝置、后臺(tái)位置指示即發(fā)生變化，且機(jī)械閉鎖解鎖。

2.2 預(yù)防手段

嚴(yán)格落實(shí)《變電安規(guī)》5.3.6.6電氣設(shè)備操作后的位置檢查應(yīng)以設(shè)備各相實(shí)際位置為準(zhǔn)的要求，設(shè)備制造廠應(yīng)在適當(dāng)位置開設(shè)接地刀閘位置觀察窗。

將帶電顯示裝置、保護(hù)裝置、后臺(tái)3個(gè)電氣指示信號(hào)設(shè)計(jì)為不同源，以滿足至少應(yīng)有兩個(gè)非同樣原理或非同源的指示發(fā)生對(duì)應(yīng)變化的確認(rèn)條件。

設(shè)備制造過程中，加強(qiáng)選材質(zhì)量把關(guān)，對(duì)操作中會(huì)受到較大沖擊力的器件，應(yīng)采用高性能材料。同時(shí)，加強(qiáng)該類器件的檢修維護(hù)，確保其狀態(tài)良好。

開關(guān)柜接地刀閘操作過程中如發(fā)生手把滑脫，須重新滿行程操作，切不可僅從滑脫角度開始補(bǔ)充剩余行程。

3 結(jié) 語

隨著開關(guān)柜設(shè)備使用范圍的越來越廣泛，運(yùn)維人員享受其操作簡(jiǎn)便、維護(hù)量小的優(yōu)勢(shì)時(shí)，還需要充分了解其機(jī)械構(gòu)造特點(diǎn)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，防范誤操作事故發(fā)生。

設(shè)備制造廠應(yīng)通過此次巧合引發(fā)的事故案例，結(jié)合其內(nèi)部元器件運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)閉鎖元器件、電氣指示回路、制造選材等進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步提升其防誤閉鎖可靠性，切實(shí)消除此次事故中已暴露出的設(shè)計(jì)、選材等方面的隱患，防止同類事故在其他地方發(fā)生，更好的服務(wù)電力安全生產(chǎn)。