摘要:分析台州发电厂1990年以来6KV开关柜的故障缘由，按事故缘由如电气毗连点过热、防误功能失灵及机构卡涩、过电压与污闪、小动物及外物酿成的短路等展开论述，并提出响应的对策，可为同类型装备提供参考。

     前言

     台州发电厂有8台机组，6台125MW(今朝4台已扩容改造为135MW)，2台330MW，高压厂用电为6KV中性点不接地系统，共有20段6KV母线，约有270台开关柜，开关柜型号多达6种。在电气高压装备中，6KV开关柜缺陷多，屡次发生过严重的事故，比来在2003年5月24日就发生过因6KV十段工作电源开关B相发烧拉弧引发的#5高压厂变损坏事故。

     本文连系我厂自1990年以来发生的6KV开关柜故障，总结分析了故障缘由和我厂已接纳及应接纳的对策，可以使我厂在6KV开关装备的运行、维护和经管上有更清晰、明确的工作思绪，也可供兄弟厂家同类型的装备提供参考。

     1　电气毗连点的过热

     1.1  故障案例 

     (1)98年的#8A凝泵开关A相消息触头接触不良烧熔而拉弧，造成母线A、B相相间短路，迅速成长成三相短路，由于高压厂变抗短路能力差加上高压引线焊接不良，成效造成#8高变内部故障、爆炸损毁。

     (2)03年5月24日，我厂6KV十段工作电源开关下桩头(电源进线侧)B相触头因接触不良而发烧烧熔，引发对地放电短路，由于过电压的作用，致使#5高压厂变低压侧线圈尽缘击穿损坏。

     1.2  缘由分析

      我厂上述的2起案例中:#8A凝泵开关为接触器为CKG1-400/6的F-C开关，开关柜型号GSC-IF型，其隔离插头为鸭嘴形；6KV十段工作电源开关为SN10－10Ⅱ油开关，开关柜型号GC-2F型，其隔离插头为鸭嘴形；这两起事故均为开关隔离插头与母线静触头接触不良而至。
 
      #8A凝泵开关的设计负荷400A，熔丝取31，而凝泵机电的额定负荷为124.7A，由于开关的设计负荷为机电现实运行负荷的几倍，在泛泛运行时是基本没有发烧现象的，事故缘由只是由于动触头与静触头接触严重不良而在倒泵后突发发生的(事故后现场分析认为静触头可能没有插到动触指中心，只跟动触头下部碰触而造成接触处严重发烧拉弧)。

      6kV十段工作电源开关的设计负荷1000A，但在夏日运行时，其现实负荷不到7、八百安培发烧就较严重，一般情况下对发烧较为严重的开关进行限制电流运行，即凡是把给泵切到另外一段母线上。该开关在事故前10来天就因发烧严重而处置过，而且在处置时发现动触头有烧伤痕迹。

      这两起故障的主要缘由，出在开关的隔离插头设计上。其截面偏小，又无定位装配，在小车推动时，消息触头往往不成避免地发生相对偏移，进一步造成导电接触面削减，再加上在运行中因承受太高的温升使其触头弹簧特征变坏、压力发生变化进一步加重接触不良的水平，以致在电流较年夜时过热起弧而烧毁。

      其次，对油开关柜而言，其工作电源开关额定载流还不够年夜，虽然设计负荷为1000A，但其未斟酌到使用的情况温度。凭据相关资料可知在其制造实验时往往情况温度还不到100C。由此可知其工作电源开关往往是处于重负荷或超负荷运行状态，其延续的发烧致使主导电回路的各电气毗连点接触恶化也是间接致使事故发生的缘由。

     1.3　接纳的对策

     (1)在#8凝泵开关失事故后，把#7、8机的F-C开关鸭嘴形触头改成梅花型触头，增加了接触的靠得住性；又由于该型开关在防误功能及操作机构方面都存在制造上的缺陷，于2002年#8机F-C开关改成上海通用电气P/VⅡ-7.2(国内型号KYN33-7.2)型，该开关消息触头为圆形结构，勾当范围年夜，由于磁场、电场都比力平均，可以较好地避免局部放电和过热的，如制造工艺过关的话，该接触应是相当靠得住的(但我厂的情况并非那末理想，消息触头的接触没有问题了，却发生了静触臂浇注件断落的现象，再加上该开关在其他方面如手车摇进机构卡涩、辅助开关触头烧熔等，应当说问题仍是很多的)。

     (2)对我厂老机组的6KV手车式油开关慢慢进行改造成ZN73-12/1250的固定式真空开关的工作，改造的缘由是多方面的，由于开关在操作性能、防误功能、尽缘裕度、柜内各功能区及柜间的分隔封锁性的要求等等。由于开关改成固定式真空开关，消息触头之间接触不良的问题一劳永逸地获得领会决，而且固定式开关的防误功能的靠得住性也较高，应当说选择固定式的真空开关是选对了标的目的的。该开关在额定载流上也有增加，到达1250A，可保证在运行中不致发烧。但今朝存在的问题是，固定式开关柜的母线隔离闸刀设置装备摆设是1000A的，对于工作电源等年夜电流距离来说，闸刀接触处有发烧现象，应斟酌改良，增年夜容。

     (3)对于还未改造的4台机组的油开关，必需要注重对小车隔离插头的检查、维护，避免隔离插头因接触不良引发发烧起弧、酿成开关柜事故的可能性。在检修中应重视对隔离插头接触概况、弹簧压力和消息触头的配合等进行仔细的检查，对不合适要求者予以认真处置，对动触头有炙烤痕迹的实时予以更换。在开关的复役操作中，必需认真检查隔离插头的接触情况，出格注重是否有偏移。运行人员巡回检查时，应注重检查隔离插头有无发烧变色现象。斟酌到在现实运行中开关消息触头接触处发烧的水平难以观察，可测验考试在开关动触头两侧贴示温片，凭据变色的情况来加以判断。

     (4)增强对开关柜、开关主回路的各毗连点的检查(包括固定式真空开关柜)，出格注重各毗连螺丝是否紧固、接触是否秀、有无氧化侵蚀及过热变色现象，在6KV开关柜年夜修停母线的情况下，建议对开关柜整体回路的接触电阻进行丈，和早发现并消除事故隐患。

     (5)对开关室进行整治，下降使用情况的温度，采用空调降温。

     2　防误功能失灵及机构卡涩、拒分拒合

     2.1  故障案例

     95年的#7磨煤机开关修后未复位到分闸位置，复役操作中，运行人员又未认真核对开关的现实状态，在手动修推进小车时，防误闭锁机构虽动作了，但开关未能自动分闸，造成带负荷合小车隔离插头的事故，开关柜烧坏，致使6KV七段母线短路，造成#4高变故障起火损坏。

     2.2  缘由分析

     #7磨煤机开关与老机组其它所有6KV油开关一样，型号都是SN10－10Ⅱ油开关，但开关柜型号却纷歧样。#7磨煤机开关柜为GC－1型(改造前的原Ⅰ、Ⅱ期油开关柜均是这类类型)，其机械闭锁脱扣装配比起我厂Ⅲ期的GC-2F开关柜和1990年更换的6KV一段JYN2-10开关柜的闭锁装配，靠得住性要差得多。

      避免小车开关在合闸位置推动或拉出开关柜，这是6KV开关柜的防误功能中重要的一项功能。若开关能在合闸状态推动或拉出开关柜，其后果就是带负荷拉合开关隔离插头(就相当于带负荷拉合隔脱离关)。 

      GC－1型开关柜实现此防误功能的机械闭锁装配是这样的:在小车开关处于合闸的状态下，开关两侧的闭锁导杆处于直立位置，开关是没法推动或拉出的。在忘了自动往把开关分闸的情况下，操作开关时先用操作手柄扳下小车面板上的闭锁脱扣装配，使小车两侧的闭锁导杆处于水平位置，在这同时，经由过程闭锁装配机械连杆的作用使处于合闸状态的开关脱扣分闸。该机械闭锁的缺陷是，只要开关两侧闭锁导杆处于水平位置，而不管开关现实分闸与否，其开关就能推动或拉出开关柜。造成开关闭锁装配动作后机构未能分闸的缘由有3种:一是由于该闭锁装配上侧连杆支点位置偏斜而使分闸脱扣板未能动作或其行程不够，二是由于开关机构严重卡涩，三是上述两种缘由兼而有之。#7磨煤机开关就是这样而造成了严重后果。 

      在我厂的油开关及F-C开关中，各类缘由引发开关拒分拒合的现象其实不少见，虽然除上述案破例都未造成什么严重的后果，但对装备的平安运行来说，却是个严重的隐患。引发开关拒分拒合，究其缘由有机械方面的、也有电气方面的。从机械方面来说，主要缘由除上述所说的机械闭锁脱扣失灵、操作机构卡涩外，具体说来还有传动部件变形移位、损坏，分合闸铁芯卡涩，对CD10机构来说可能四连杆调整不妥、连板中心轴过死点偏年夜或偏小等等。从电气方面来说，辅助开关传动杆位置调整不妥、触点接触不良、分合进程中辅助开关切换过早是其主要缘由。

     2.3  接纳的对策

     (1)增强对所有开关柜的五防验收，在每次开关柜检修复役前，检修人员都要会同运行人员进行五防功能操作验收，对五防功能有缺陷的一定要认真看待，一般情况下要做到五防功能未靠得住修复而不投用。

      (2)在小车开关进行复役或停役操作时，必需认真检查、严酷监护，确认开关在分闸位置，对蓄能操作机构还应确认在释能状态，才能推动或拉出小车。

       (3)对所有开关的操作机构应定期进行认真的清扫，在转动和磨擦部位进行需要的润滑，避免机构卡涩。对泛起过机械卡涩、拒分拒合现象的开关应认真检查，除处置好缺陷外，更要查找出相关的缘由、做好预防的措施。

       (4)对GC-1型开关柜的开关进行检修时，应认真检查开关机械闭锁脱扣装配上侧连杆支点位置，尤其是要保证机械闭锁脱扣装配上侧连杆不能变形偏斜，确保该闭锁脱扣装配的靠得住性。今朝我厂GC-1型油开关柜还有三段母线，到#4机年夜修6KV7、八段改造完成后，就只剩下#1机的6KV二段母线了。 

      (5)今朝我厂我厂的开关柜型号众多，油开关柜有GC-1、GC-2F、JYN2-10，固定式真空开关柜有XGN2-10、XGN66A-12，又有#7、8机的GSC-IF型及两种类型的KYN柜。结构各不不异，操作机构的缺陷也不不异，五防功能靠得住性良莠不齐，对此我们应当做到对所有装备的情况都相当熟悉，而且好还能建立五防功能与机构缺陷的台帐，对泛起过缺陷的挂号在册，增强检查与监视。

     3　过电压、污闪与尽缘裕度

     3.1　故障案例

     1990年1月9日的#1给水泵开关因操作过电压及尽缘子凝露污秽造成6KV一段开关柜火烧连营的事故，致使4台发机电组停运，6KV一段开关柜几近全数烧损而更换。

     3.2  缘由分析

      关于过电压酿成的事故，也不限于上述的#1给水泵事务，还有在"电气毗连点的过热"中所述的6KV十段工作电源开关B相消息触头接触不良的事故中，也正由于事故成长进程中引发的过电压，而造成了#5高压厂变的损坏。
 
     对于1990年的#1给水泵操作过电压，其成因一时难以说清晰，由于#1给泵是在启动进程中发生事故的。假设在启动进程中开关跳闸而发生过电压事故，那成因比力容易诠释，因截流和重燃的作用发生高幅值的过电压，由于在开断启动状态的电念头时，除截流过电压外，还会由于截流过电压的振荡频率很高，极易使开关发生屡次的高频重燃。

     但对于我厂GC-1、GC-2F柜来说，即使过电压不是很高，有时即使是正常的运行电压，由于尽缘子和环氧树脂浇注的CT、PT尽缘爬距较小，尽缘裕度偏低，是以在污秽、凝露的作用下极容易发生沿面闪络。省电试所高压室曾对GC-2型开关现实使用的10KV支持尽缘子随机抽样进行人工污闪实验，在模拟运行电压(恒定加压法)时污闪电压为7.0-7.6KV，在模拟合闸加压（突然加压法）4KV下的闪络几率年夜于50%，因而可知此类尽缘子外尽缘污闪的机率是相当高的。由此也能够这样来揣度，#1给泵即使在合闸进程中没有发生过电压，假设污秽、凝露严重，在突然合闸加压的情况下也足以发生污闪而短路。由于GC-1型开关柜在柜内及柜间是没有分隔防护的，以致一个距离短路起火时造成火烧连营的惨重损失。

      另外附带说一下，对带电部门如母线、开关隔离插头相间或对地的空气距离不够的开关柜来说，在运行温度高、湿度年夜和空气中含有杂等情况下，也比力容易发生电晕放电，坏情况下也能致使空气间隙击穿形成短路。

      对于6KV开关柜的过电压，一般认为主要有这3种缘由:

      一是上述所说的开关开断性能不良，在开断电念头、变压器等感性负载，出格是开断空载电念头、空载变压器、启动状态的电念头，因截流、重燃而发生过电压。
 
       二是在中性点不接地系统中，如发生单相间歇性的电弧接地时，则在电网非故障相和故障相将会泛起很高的过电压，非故障相的年夜过电压可达电压幅值的3.5倍，故障相年夜过电压也可达相电压幅值的2倍，如上述的6KV十段工作电源开关B相拉弧对地放电，引致A、C相触头对地放电（从事故现场可看出三相对地的放电痕迹），且#5高压厂变的损坏也是A相低压线圈尽缘击穿，这可诠释为B相间歇性电弧接地时引发健全相高幅值的过电压而至的（假设B相是稳定的电弧接地，则非故障相的电压仅升高到线电压，不致于造成A、C相对地放电，也不致于造成高压厂变A相低压侧尽缘击穿）。

      三是母线压变铁磁谐振引发的过电压，这类过电压较为常见，主要后果是压变烧毁，但这类现象在我厂还没有发生过。

     3.3　接纳的对策

     (1)在#1给泵开关事故后，6KV一段更换成金属封锁式的JYN2-10开关柜，对我厂其余的11段GC-1、GC-2F开关柜进行了全工况尽缘改造。对开关相间及相对地空气距离不够的加装了环氧树脂隔板，对尽缘爬距不够的尽缘子、环氧树脂浇注的CT都加粘了环氧树脂圈，对连通式的开关母线室加装了柜间环氧树脂隔板，对母线室与电缆室进行封锁等，年夜年夜改善了开关柜的运行条件。

　　(2)整治了开关室的情况，使粉尘、温度、湿度都较好地获得了控制，增强了开关及开关柜尽缘部件的清扫工作。

　　(3)周密封锁了开关柜电缆室底部，既避免小动物进进，也避免电缆沟的潮气侵进受潮。

　　(4)新改造的开关选用开断性能秀的真空开关，设置装备摆设防爆型过电压吸收器。

　　(5)新选型的开关柜均严酷依照DL404《户内交流高压开关柜定货技术条件》、DL/T539《户内交流高压开关和元部件凝露污秽实验技术条件》、GB3906《3-35KV交流金属封锁开关装备》的要求订购，其封锁完善、功能齐全、尽缘裕度年夜，可有用地避免过电压、污闪的事故。

     4　小动物及外物酿成的短路

     4.1　故障案例

　　(1) 94年的#6给水泵开关因修后忘记将放在B、C相隔离插头间的游标卡尺掏出，又加上运行人员检查不仔细，在小车推动进程中，造成6KV六段母线短路，#01高压备用厂变内部损坏。
　　(2) 96年的#8引风机开关柜因老鼠爬进，造成上隔离插头两相短路，开关爆炸。

     4.2　缘由分析

　　上述两起事故缘由长短常清晰的，一是因工作人员遗留工具于开关上，造成开关两相短路事故，二是因开关柜封锁不严，小动物爬进而造成短路事故。

     4.3　接纳的对策

　　(1)应增强检修纪律和运行纪律。开关检修后检修人员应认真检查，做到"工完料尽场地清"，尽对要避免遗留杂物于开关上或开关柜内；开关复役前，运行人员要严酷执行目测检查和尽缘检测的制度。
　　(2)做好开关室和开关柜的封堵工作，在开关运行时开关室的门与开关柜的门要随手关闭，避免小动物进进。

     5　竣事语

     随着我厂装备维护与经管的增强，开关室运行情况的整治改善，也随着老机组油开关的慢慢改造，我厂6KV开关装备的状态与之前相比确实是年夜有改善的，但我们不能是以而失落以轻心，对表露干预干与题的老开关仍需要增强维护，对还没有表露出问题或正在表露出问题的新开关仍需要增强研究。我们只有做到对装备的状态了如指掌，只有做到对缺陷的任何蛛丝蚂迹都不轻易放过，才能保证我们的装备平安运行。

     [参考文献]

　　[1] 严永康　《浙江省火力发电厂高压厂变开关柜事故分析》　浙江省电力学会《秀论文集》(1997－1998)