高压带电显示装置故障引发停电跳闸事故分析

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摘要:高压带电显示装置是一种将高压带电体是否带电的信号正确的显示出来,防止误操作,确保人身安全的装置。在很多电气设计手册和电气设备手册上却很少涉及,由于一般情况下故障率较低,又不是很重要,它的使用维护往往被忽视。文章通过一起实际事例,对高压带电显示装置的故障引发的事故原因进行了分析,提出对此类装置要引起高度重视,采取必要的预防方法,保证电气设备安全可靠运行。

关键词:高压带电显示装置;跳闸事故;电气设备

中图分类号:TM711文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)03-0188-02

高压带电显示装置是一种将高压带电体是否带电的信号正确的显示出来,用于安全监查和倒闸操作,也可利用闭锁装置与高压设备进行联锁,使设备达到“五防”要求,防止误操作,确保人身安全的装置。由于原理简单,使用方便,故障少,在高压装置里不是一个重要部件,在很多电气设计手册和电气设备手册上也很少涉及,因此它的使用维护往往被忽视。但是高压带电显示装置直接与高压带电体接触,一旦出现问题也容易引起高压电气事故,特别是支柱绝缘子式的传感器即作支持元件,又抽取电压信号,长期耐受高电压,如果不引起重视就会引发严重后果,某公司就曾经发生一起险些造成重大损失的事故。

某公司水泵站6kV高压配电室,为两座高炉供电,带有6kV电动机5台,动力变压器6台,分两段运行,一般情况下分别由110kV变电站分两路供电,其中Ⅰ段带有水泵3台,变压器3台,Ⅱ段带水泵2台,变压器3台,母联柜隔离开关和断路器被拆除,电气系统图如图1所示。因110kV变电站一号主变检修,为保证高炉连续供水,决定水泵站的I段改由另一座35kV变电站的6kV供电,水泵站的倒闸操作顺序是开启Ⅱ段2#和4#水泵,停下Ⅰ段1#和3#水泵,同时将变压器倒替运行,将I段110kV变电站电断开,改送35kV变电站的6kV电,开启Ⅰ段1#和3#水泵,投运变压器,停下Ⅱ段2#和4#水泵,停变压器,断开Ⅱ段110kV变电站电源。整个过程比较简单,但是在实际操作中却发生了一件意想不到的事情,致使回路跳闸和设备损坏,险些造成高炉断水的事故。

当天的事情经过是:在将水泵站的负荷倒到Ⅱ段后,停下I段电源,待35kV变电站送电后,送上I段负荷,这时闻到有绝缘物过热的味。正在寻找时,35kV变电站来电话说,6kV系统C相接地。迅速把由110kV变电站供电的Ⅱ段的泵再启动起来,防止35kV变电站供电的I段6kV跳闸。正在倒泵时,突然I段的净环变压器柜带电显示器突然拉出弧光并着火,立刻断开I段进线电源断路器,带电显示器弧光消失。 这时又发现11万站供电的Ⅱ段上的高炉变压器也已经跳闸,立刻试送,送不上,发现是跳闸线圈得电动作,检查过流继电器出口的时间继电器发光二极管爆开,把外罩烧黑。打开时间继电器发现,里面有一个晶体管爆开,更换时间继电器后试送,还是送不上,跳闸线圈还是得电跳闸,又检查是速断电流继电器固态继电器触点粘连,更换电流继电器后正常。全部倒闸操作完毕后,又发现新的问题,直流屏控制器都没有了数据,报警提示交流通讯故障,直流通讯故障,开关量通讯故障检查后发现,直流、交流和开关量模块电源电压正常,但是运行灯不亮,内部被烧坏;光字牌报语言报警器电压失压,检查语言报警器熔断器熔断,更换后还是熔断,确定内部短路。电工拆除了烧坏的带电显示器,又对净环变的高压回路进行了检测,这是支柱绝缘子式。

为什么带电显示器会着火?为什么35kV变电站的6kV系统接地,引发110kV变电站供电的变压器柜跳闸?它们又不是一个系统,很多人都感到奇怪。

电工拆除了烧坏的带电显示器,又对净环变的高压回路进行了检测,这是支柱绝缘子式传感器,相间对地绝缘电阻都很高,没有发现问题。我判断,检测方法有问题,让他们检测线路对带电显示装置传感器的出线端子,发现C相传感器的绝缘电阻为零。这样可以判定,带电显示器着火的原因是,I段电源送电时,由于操作过电压,C相传感器因存在质量缺陷,电容被击穿,6kV高压电,经传感器引出线引至带电显示器,击穿其绝缘后,引起弧光并着火。

至于Ⅱ段的高炉变压器柜跳闸的原因,这就得从开关柜上使用的这种GSN-Q型带电显示装置说起,这种带电显示装置是一种具有带电闭锁功能的带电显示装置,其原理图如图2所示:

当带电显示装置传感器C相出线端子带有高压电时,高压电的对地电压是3400多伏,如果有操作过电压,电压还会高,而电力标准要求的带电显示器接线端子的对地耐压标准为2000V/min,从原理图中我们很容易看出,在这种情形下,高电压在对地通过电弧接地,并在直流电路产生高电压,击毁耐压较差的元件。由于水泵站的直流系统是共用的,所以击坏Ⅱ段上的设备并造成跳闸就不可避免。

从这个事例可以看出,如果高压电击坏直流回路的所有电器是一个多么严重的事故。为此在生产实践中,我们要对带电显示装置的使用维护高度重视,不能认为不重要就放松维护,很多重大的事故往往是在小问题上引起的。电力行业标准预防性试验规程中没有明确这种传感器的预防试验的方法,只是要求每年按照产品说明书中的要求进行检查。而一般说明书中只提供耐压试验标准和使用注意事项,并没有规定每年检查的内容。为此,为了避免类似事故的发生,对于使用支柱绝缘子式传感器的必须1～3年做一次交流耐压试验,6kV等级的传感器试验电压26kV,试验时间1分钟,以确保设备能够承受操作过电压等系统过电压。在选用高压带电显示装置时,可不选用这种控制电源与检测电压信号安装在一起有闭锁功能的Q型,而选用带电指示的T型。必须选用有带电闭锁功能的,也可选用传感器是感应型的,不选用传感器是支柱绝缘子的,这样可以减少不必要的损失,使电气设备更安全可靠的运行。

作者简介:张建飞(1964-),男,山东邹平人,承德特殊钢有限公司工程师,研究方向:电器。