國家電力公司新版《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》中,對防止開關設備事故做出了明確規定,要求電力企業要采用五防裝置運行可靠的開關柜,嚴禁五防功能不完善的開關柜進入系統使用,已運行的五防功能不可靠的開關柜應盡快完成改造。湖北襄樊電廠(4×300MW)機組廠用電系統6kV開關柜選用上海華通開關廠BA1-10型真空斷路器開關柜,實現6kV電氣系統的配電。該開關柜按照ABB公司許可證制造并符合ICE298、GB3906-83標準,滿足五防要求。但在近期的試驗中,某些開關出現過在合閘狀況下能夠送進至工作位置的誤操作隱患,對人身和設備安全構成了嚴重威脅。
1 帶負荷合刀閘的原因
2002年1月,BA1-10型開關制造廠家和襄樊電廠對使用中的該型開關柜進行了一次“五防”功能模擬試驗,試驗在已經停電的6kV工作I段的BA1-10型開關柜間隔內進行,試驗中發現該型開關存在著不能滿足“防止帶負荷拉、合隔離開關(刀閘)的防誤操作要求。”
通常BA1-10型開關在合閘狀態下,傳動主軸上起閉鎖作用的壓指轉至垂直方向,頂住開關手柄垂直運動的圓桿端部固定墊片,使手柄不能逆時針旋轉,從而聯鎖掣子不能提起、越過仿形定位板送至停檔位置,實現該型開關防止帶負荷合刀閘的防誤操作功能。
但試驗中發現,開關在合閘狀況下,用力扭轉手柄提起聯鎖掣子到一定高度,可以將開關從試驗位置送至停檔位置,甚至可操作到工作位置。
形成帶負荷隔離開關的原因,是聯鎖掣子能夠從仿形定位板的試驗(隔離)槽中提起到一定高度,越過定位板的限制高度,滑行到停檔位置槽內。經分析,造成聯鎖掣子越限的原因有兩個:
一是開關經長期操作,手柄垂直操作圓桿端部固定螺絲松動,其固定墊片變形下凹,增加了聯鎖掣子提起高度。
二是操作人員操作手柄時用力過大,使手柄的垂直操作圓桿橫向偏移,增加了聯鎖掣子提起高度。
當聯鎖掣子的這兩項累加的提起高度超過仿形定位板的限制高度時,聯鎖掣子就能越過仿形定位板限制裝置,使隔離刀閘的防誤操作功能失效。
2 帶負荷合刀閘的后果
開關由試驗位置送進停檔位置、再送至工作位置之前,母線靜觸頭防護簾板已經打開,開關動觸頭和母線靜觸頭的間距已達到放電、拉弧、短路接地的條件,即母線靜觸頭和開關動觸頭在空氣介質中間距小于100mm會產生電暈放電,間距小于10mm會產生擊穿現象。
擊穿拉弧瞬間發生電氣短路如圖1所示,短路電流主要形成兩個回路,回路1:6kV母線一手車開關電源側觸頭—3AF真空開關—過電壓保護器;回路2:6kV母線一手車開關電源側觸頭—3AF真空開關—手車開關負荷側觸頭—電纜—磨煤機電機。過電壓保護器經受超過400A、2000μs的沖擊電流時會被擊穿,引起爆炸、閃絡造成電氣三相短路。
3 應采取的預防措施
3.1 為防止出現開關在合閘狀態下,從工作位置拉至停檔位置或從試驗(隔離)位置送至停檔或工作位置,出現帶負荷拉合、刀閘的誤操作,應增設開關聯跳功能。
3.2 提高仿形定位板閉鎖聯鎖掣子的限制裕量,或對聯鎖定位機構進行改進,確保聯鎖掣子在開關合閘狀態下不能越過仿形定位板上端。
3.3 嚴禁使用五防功能不全的開關柜,結合實際制訂并完善防誤裝置的運行及檢修規程,加強防誤閉鎖裝置的維護管理,確保已裝設的防誤閉鎖裝置正常運行。
3.4 嚴格執行操作票、工作票制度,并使兩票制度標準化、規范化,實際操作中嚴禁違規、違章操作設備。