中压开关柜绝缘测试存在问题及改进实例

俞立凡

（杭州华电下沙热电有限公司，浙江 杭州 310018)

0 引言

随着我国能源结构的调整，各种类型的发电厂快速发展，小车式中压开关柜被普遍应用于电厂中。小车式中压开关柜具备“五防”功能，但考虑备用设备的安全性，需要定期测试备用辅机绝缘。对于小车式中压开关柜而言，制造厂家所带的辅机(馈线)间隔测绝缘功能操作极其烦琐，给日常测试操作带来不便。因此，调研了多家中压柜制造厂家及电厂后，现提出了AMS-12型开关柜绝缘测试改进的实例。

1 中压柜“五防”要求及测绝缘程序

国家对电气设备提出以下“五防”要求：

(1)防止误分、误合断路器(注：此项为提示性要求)；

(2)防止带负荷拉、合隔离开关；

(3)防止带电挂(合)接地线(开关)；

(4)防止带接地线(开关)合断路器(隔离开关)；

(5)防止误入带电间隔。

中压开关柜应满足GB3906—2006《3.6～40.5 kV交流金属封闭开关设备和控制设备》的有关要求。按此标准，中压开关柜的制造厂家一般规定的测试绝缘程序为：测试辅机绝缘前，必须先将中压开关柜内的真空断路器拉出柜外，推入专用的测试绝缘小车，验电、放电、测试绝缘，然后恢复。典型中压柜的操作车架及测试绝缘小车结构外形如图1，2所示。

图1 操作车架

图2 测试绝缘小车

此外，中压开关柜的辅机间隔普遍存在开关小车至冷备用(试验)位置后，可以直接合接地刀闸，缺少《安规》要求的“验、放电”环节的问题。目前，已有部分制造厂家开发出利用“在线带电指示灯”闭锁接地刀闸的装置(电磁锁)。

部分使用单位利用中压开关柜自身携带的在线带电指示灯作为间接“验电”环节，但采用此方法要确保在线带电指示灯装置的可靠性，因此建议将此列入定期校验项目。虽然部分使用单位认为辅机柜在开关小车至冷备用后，电缆侧没有来电的可能，可省略“验、放电”环节。但仍然建议采取在线带电指示灯的“验电”环节，因为目前出厂的中压开关柜其在线带电指示灯是标配。

其他间隔的中压开关柜(厂变、联络、进线等)由于缺乏可靠的“验电”环节，因此在设备订购时，除非已配备完善的“五防”闭锁保护，一般不建议设置接地刀闸。

2 中压开关柜绝缘测试改进

国际标准的中压开关柜“五防”功能，在实际工作中可确保设备及人身安全，但也给电厂的运行人员在测量辅机绝缘时带来诸多不便。电厂一般规定：电动机在连续停用时间超过15天或外壳被水淋湿后，应测量电动机线圈的绝缘电阻，绝缘性能合格后方能启动。面对每套机组的大量辅机，用厂家的程序测试绝缘，工作量巨大，1台辅机测试必须2个男员工，用时约20 min才能完成。而现在电厂机组普遍采用集控方式，运行人员较少，因此大部分电厂都放弃了设备厂家提供的绝缘测试方法，进行了二次改造或优化。

2.1 真空断路器柜

电厂在实际使用中，大都将真空断路器柜改为打开电缆室门，对电缆及电动机等设备进行绝缘测试，其操作步骤如下：

(1)断路器分闸，将断路器小车由运行位置退出至冷备用(试验)位置；

(2)判断电缆侧无电；

(3)操作接地刀闸至合闸(接地)位置；

(4)打开电缆室门；

(5)在电缆室门打开的状态下，解除接地刀闸与电缆室门的联锁，并操作接地刀闸分闸(解除柜内接地)；

(6)根据需要对电缆室进行绝缘测试等操作。

操作完成后，操作接地刀闸至合闸位置，而后关闭电缆室门；操作接地刀闸分闸，将断路器小车由冷备用(试验)位置摇至热备用位置，断路器合闸重新投入运行。

上述操作，除解除接地刀闸与电缆室门的联锁，其他原“五防”功能都不需要改变。

若电缆室门在前面，尚可保证测试时的安全性；若电缆室门在后面，由于接地刀闸已分闸，则与真空断路器的机械“五防”联锁解除，断路器可以由试验位置推至运行位置。因此，在柜后的测试人员存在较大的安全风险，而且也易走错间隔。

针对上述解锁问题及柜后隐患，有些电厂将此解锁钥匙改为单柜对号使用，可避免走错间隔的隐患问题；也有些电厂提出了进一步的优化方案：在电缆室门上开测试小孔，装“五防”程序锁，在小车开关上也装“五防”程序锁(2锁1钥匙)。

2.2 西门子F+C柜

对F+C(熔断器+接触器)柜辅机测绝缘，先将开关小车改冷备用后，合上接地刀闸(若不合接地刀闸，则后柜门无法打开，可防止误入带电间隔)，打开屏后柜门；用解锁钥匙模拟柜门装复(关上)，拉开接地刀闸，测试绝缘；然后恢复。但是由于使用了解锁钥匙，存在一定的安全隐患，而且柜后测试也存在与真空断路器柜一样的安全隐患。

2.3 改进措施

一些电厂选择在开关柜内测试绝缘，例如F+C柜：开关小车改冷备用后，取下其二次辅助触头，拉出开关小车，在屏的正面下部直接测绝缘。具体位置如图3所示。

图3 F+C前柜内结构

需要注意的是：由于F+C柜间隔较小，辅机电缆的三相触头很难接触到，故建议借用验电棒进行加长(测试线夹在验电棒头上，用验电棒头去搭在电缆触头上)，这样既方便又安全。另外，开关小车恢复时，必须2人配合操作，不可硬推，以防设备损坏。

同样，对于辅机的真空开关柜，可将小车拉出，从电缆侧的触头处进行测试。由于小车开关从柜内拉出后，遮盖柜内上下触头的防护隔板自动落下，遮住上、下触头以防止人身触电。若在开关柜前柜内测试时，需将开关柜内的下三相触头(电缆侧)的防护隔板人工提起，若上、下取错，极易造成人身触电事故；而且此方法也需要将小车拉出，工作量较大，但不需要更改原“五防”功能。采用此方法的电厂，若将柜内下三相触头(电缆侧)的防护隔板拆除，不仅可减少测试时的工作量，也能降低触电事故发生的几率。

3 AMS-12开关柜改进实例

针对以上测试方法及相关操作风险，现以AMS-12开关柜为例进行改进说明。AMS-12开关柜的结构布局如图4所示，其电缆室前、后连通，辅机电缆前后都可连接，方便用户选择。改进方案为：在每个辅机柜上增加2个机械程序锁，并采用“2锁1钥匙”方式，具体如下。

图4 AMS-12开关柜结构布局

(1)在前电缆室门上开1个测试门(见图5)，尺寸建议为200 mm×200 mm，应注意不能只考虑柜体的防爆强度，而忽略了验电的安全距离，将此门开得太小。由于6～10 kV开关柜使用三相交流电，因此相间及相对地之间必须保证一定的绝缘距离，否则会引起放电、短路等事故。对于10 kV系统而言，相对地、相与相之间应满足不小于125 mm的距离。因此，电厂中压柜(6 kV)验电棒对各侧的安全距离也至少要有75 mm，再考虑验电棒直径等因素，故选择200 mm×200 mm的尺寸。另外，测试门的开、关都要受测试门机械程序锁的控制。

图5 前柜面布置

(2)在柜内的真空断路器面板上增加1只断路器机械程序锁(见图6)。当开关柜内断路器退至冷备用(试验)位置时，只有将断路器锁定在柜内才能把钥匙拔出，然后将钥匙插入到电缆室门上的测试门机械程序锁上，进而打开电缆室测试门。反之，只有电缆室测试门关闭后，才能将安装在电缆室门上的测试门机械程序锁钥匙拔出，然后插入断路器机械程序锁，解锁断路器小车。

另外，在断路器机械程序锁对应的前柜门上开1个圆孔(见图5)，这样在取、放钥匙等时都不必再打开柜门，简化了操作。

(3)改进后的测试辅机绝缘操作步骤如下：

① 先将断路器小车改至冷备用位置；

② 锁上断路器小车程序锁；

③ 拔出钥匙，解锁测试门；

④ 打开测试门；

⑤ 验电、放电、测试辅机绝缘；

⑥ 关闭测试门，上程序锁；

⑦ 拔出钥匙，解锁断路器小车；

⑧ 按正常程序送电。

此改进的优点：不改变原“五防”装置，安全有保障；所有操作(需要断路器小车拉出柜外进行维修、试验除外)不再需要打开柜门，方便操作。

另外，对于非辅机(馈线)间隔，因为具备了可验放电的功能，为减少挂接地线，降低运行人员操作强度，也可考虑采用带接地刀闸方案。

此改进的缺点：此方案宜由生产厂家完成以保证开关柜的防爆强度、工艺、质量、成本等。

4 总结

制造厂家虽按国际标准生产电厂小车式中压开关柜，但由于电厂测量辅机绝缘的实际需要，生产厂家应在制造中进行相关改进。另外，电厂要根据已有产品特性，采取以方便操作、维护为目的的优化，并确保有严格的组织措施和严密的技术措施，杜绝人员误操作事故发生。

在中压母线室的设计中，应尽量避免电缆沟在屏柜前的方案，以利于开关小车的操作。

1 GB3906—2006 3.6 kV～40.5 kV交流金属封闭开关设备和控制设备[S]．