帶電顯示儀在線監測開關真空度分析

閆長平，李傳波

(華能玉環電廠，浙江 臺州 317604)

帶電顯示儀在線監測開關真空度分析

閆長平，李傳波

(華能玉環電廠，浙江 臺州 317604)

0 引言

目前，6 kV真空開關是電廠應用最廣泛的電氣設備，主要用于廠用系統，其工作的可靠性直接關系到人員的安全和機組的安全穩定運行。真空開關真空度是保證真空開關安全運行的關鍵，一旦開關真空度下降，會導致開關上下斷口絕緣降低，開關滅弧能力下降。如果在這種情況下對開關進行分合閘操作，將會造成開關爆炸，引起母線相間短路，導致廠用電失去和機組跳閘等事故，甚至造成人員傷亡。但電廠目前還沒有對開關真空度進行在線監測的有效手段，一般都是在開關檢修期間通過對開關做耐壓試驗等手段來檢測開關斷口的絕緣情況，并以此判斷開關真空度是否合格。

運行人員在操作開關時，一般先測量開關斷口絕緣并核對絕緣合格后再進行后續操作。但這些都不能對處于工作位置的開關真空度進行在線監測。通過多家發電廠發生的事故案例來看，當開關某相滅弧室真空度下降時，安裝在高壓開關負荷側內的帶電顯示儀會有報警燈亮起。因此，考慮用帶電顯示儀來作為開關真空度下降預警的重要手段。

1 帶電顯示儀的防誤原理

6 kV真空開關帶電顯示儀主要用于防止誤入帶電間隔、誤拉合開關等人為誤操作事故的防誤裝置。其防誤原理是：用帶電顯示儀監測開關負荷側是否有電壓，并將帶電顯示儀接點輸出到開關的柜門閉鎖機構，防止人員誤入帶電間隔發生觸電事故。

2 帶電顯示儀的應用案例

(1) 2013-05-01，廣東某發電廠在執行1B送風機停電過程中，運行人員發現開關本體3相分閘，電流指示為0，分閘指示燈亮，但開關帶電顯示儀3個小燈均亮起。運行人員懷疑是由開關真空度下降引起的，因此停止了操作。經停運所在6 kV母線后，拉出該開關，檢測發現由于該開關B相真空度下降，導致開關負荷側帶電顯示儀指示燈亮起。

(2) 2012年蘇州某發電廠的運行人員在執行磨煤機停電操作，將開關由工作位搖至試驗位過程中，由于開關本體指示分閘狀態，分閘指示燈亮，電流顯示為0(用于DCS顯示的電流取自B相CT)，磨煤機停運狀態也已反饋至DCS，盤上人員未發現磨煤機其他參數異常，操作人員認為開關3相均已斷開，未注意到開關帶電顯示儀指示燈已亮起。但實際上只有B相斷開，而其他2相未斷開，磨煤機在缺相運行狀態。結果在該情況下搖出開關，造成帶負荷拉刀閘，致使開關拉弧燒損，幸未造成人員傷亡。

(3) 南京某發電廠運行人員在巡檢時發現，處于分閘狀態的斗輪機開關帶電顯示儀報警燈亮，且帶電指示燈A相亮起，因此誤以為帶電顯示儀出了故障，但經檢修未找到原因。當電氣專業人員仔細傾聽開關內部聲音時，能聽到微弱的放電聲，判斷是開關出了問題，遂立即隔離開關。測量開關絕緣時發現，開關A相斷口上下之間絕緣只有1.5 MΩ，遠小于其他2相(500 MΩ以上)，立即安排耐壓試驗，確認開關故障的原因為開關真空度下降引起放電。

3 帶電顯示儀的預警功能

分析以上事故案例可知，開關所安裝的帶電顯示儀除了可防止人員誤入帶電間隔外，還可對開關真空度進行在線監測。帶電顯示儀傳感器一般安裝在6 kV真空開關負荷側，用于指示開關負荷側是否帶有電壓，當開關合上后，帶電顯示儀帶電指示燈亮起，表明開關負荷側電纜室帶有高電壓。但如果處在工作位置的開關真空度下降導致開關上下斷口絕緣降低，傳感器也會感應到電壓，當這個電壓達到門檻值時，帶電顯示儀的指示燈就會亮起。由此可知，帶電顯示儀可以作為在線監測開關真空度的一個有效手段。

4 帶電顯示儀的優化改進

當開關真空度下降到一定程度時，帶電顯示儀感應傳感器就會感應出電壓，當電壓達到門檻值時，帶電指示燈就會亮起。利用這一原理，在現有設備基礎上，增加帶電顯示儀輸出接點，從每相傳感器輸出1副接點，然后和開關的常閉接點組成真空度下降預警回路，具體工作原理如圖1所示。若開關處于分閘狀態，而開關某一相傳感器有輸出，則帶電顯示儀發送報警信號至DCS，提醒運行人員開關處于異常狀態，需要采取處理措施。若開關處于合閘狀態，開關輔助常閉接點斷開，傳感器即使有輸出也不會報警。

圖1 帶電顯示儀優化原理

利用此原理構成的真空度下降預警回路，還可以起到非全相識別的作用，即開關如非全相運行時，帶電顯示儀某相傳感器會有輸出，而開關常閉接點接通，裝置發送報警信號至DCS，提醒運行人員注意開關異常狀態。如2012年蘇州某發電廠發生的開關非全相故障，如果帶電顯示儀增加這些功能，裝置會發送報警信號至DCS，從而避免帶負荷直接搖出開關的事故。

5 結束語

在目前缺乏有效在線監測手段的情況下，不需要大的技改和增加投資，僅通過完善現有裝置的功能就可以實現對開關真空度的間接在線監測不失為一良策。而且這種方法非常實用和便于實現，極具推廣價值。其不足之處是開關在工作位之外的位置時，帶電顯示儀無法起到監測作用，還需要結合設備檢修等機會對開關進行耐壓試驗等。但此方法將會對保護運行人員安全和及早發現設備故障起到很大作用；且如果設計單位能將此預警能功能列入到工程設計中，則可以減少因人員技術水平低而可能引起的事故，最大程度地保證人員和設備安全。

2014-10-29；

：2014-12-17。

閆長平(1975-)，男，工程師，主要從事發電廠電氣運行技術管理工作，email：qiludadi1975@163.com。

李傳波(1975-)，男，高級工程師，主要從事發電廠電氣技術管理工作。