LCA直流接地导致阀门误关闭原因分析及处理

陈景荣，王瑞青，杨伟星，高 伟

（中核核电运行管理有限公司，浙江 海盐 314300)

LCA直流接地导致阀门误关闭原因分析及处理

陈景荣，王瑞青，杨伟星，高 伟

（中核核电运行管理有限公司，浙江 海盐 314300)

介绍了一起直流接地导致阀门误关闭的事件，并根据集中数据处理系统(KIT)所记录的相关信息，分析出阀门误关的原因为，阀门控制继电器直流电源侧控制电缆绝缘损坏，造成的直流负极回路接地与正极回路接地共同作用，并提出了相应的防范措施，保证设备的安全运行。

直流接地；阀门；误关闭；集中数据处理系统

0 引言

LCA 48 V直流电源是核电厂的重要电源之一，它作为主要电气设备的控制、保护、信号、监控系统电源，拥有一个庞大的多级多分支供电网络。该直流系统工作状况好坏直接影响到核电设备、控制与保护系统能否可靠和高效运行。直流接地是直流系统常见的故障，可能造成控制回路和继电保护装置的误动作，从而引发严重的事故。以下介绍了一起直流接地导致阀门误关闭的事件。

1 故障现象

某核电厂二回路设备冷却水2RRI465VN阀门预防性检修完成后，运行人员需投运冷却乏料水池RRI系统，将2RRI465VN阀门电源抽屉推入合闸后，打开该阀。2014-07-09T16:20左右，2LCA触发绝缘报警，运行人员通知检修人员进行现场检查，发现负极对地电压为0，负极金属性接地。在查找的过程中，17:45左右报警突然自动消失，运行人员和维修人员继续待命观察。20:45左右，运行人员在巡盘(巡视监测盘及查阅KIT数据)时发现2RRI465VN阀门不明原因自动关闭。查看KIT信息，发现阀门关闭的时间与2LCA绝缘报警消失时间基本一致。由于2RRI465VN阀门关闭，导致水池温度上升，于是运行人员将阀门打开，此时控制室再次报出2LCA绝缘报警。检修人员再次进行检查，在将阀门的接线端子盖打开后，发现关阀限位开关的接线有破损并触碰外壳(见图1 X10:37)。将电缆破损点进行绝缘包扎后，报警消失。

2 阀门误关闭原因分析

(1) 从KIT报警信息图分析，16:20左右，2RRI465VN阀门电源抽屉推入合闸后，电源显示可用，但由于阀门电动头限位开关X10:37号线(见图1)有破损，触碰到外壳，从而使得2LCA负极通过X10:32，K208继电器线圈、K207常闭点、关阀的行程LF、力矩开关FF造成电源金属性接地，同时控制室出现2LCA负极接地报警。这时仅有一点接地，通过绝缘监测装置的工作接地点(接地电阻约1 MΩ)形成回路。

(2) 事后检查K208继电器线圈的电压阻值为2.6 kΩ,动作电压为34 V DC，也就是动作电流为13.6 mA。从图2可以看出，加在K208继电器线圈的电压为25.5×2.6/(2.6+1 000)=0.066 V，远远低于动作电压，电流仅为0.025 mA，此时K208继电器不动作，阀门不会关闭；另外，直流系统负极对地分布电容C1在图1所示的接地点瞬间接地时，通过K208继电器线圈放电，初始电流值约9.8 mA(25.5 V/2.6 kΩ)，然后随时间的增长逐渐衰减为0，不足以驱动K208继电器，即使两者叠加也达不到13.6 mA的动作电流值。

图1 2RRI465VN阀门控制电路

(3) 负极接地持续的同时，由于机组在检修且LCA涉及的系统较广，几十分钟后系统上突然存在正极接地。这时2点接地，导致K208继电器线圈电压大于34 V，线圈吸合，阀门自动关闭。阀门完全关闭到位后，限位开关FF断开，此时接地点与2LCA系统负极脱开，但接地报警还存在，这是因为正接地点还存在。约10 min后，正接地点消失，报警恢复正常，这从历史记录数据分析也是合理的。

图2 一点接地电压回路分析示意

此后，运行人员巡盘查看KIT数据时发现该阀门关闭，手动打开后，限位开关FF重新闭合，X10:37号绝缘破损的导线再次和金属外壳触碰，2LCA绝缘报警再次触发。检修人员将破损的电缆进行绝缘包扎后，故障未再出现。

3 防范措施

为了避免由于直流系统接地造成电厂或变电所设备误动作，造成不必要的损失，结合此事件分析过程，建议采取以下防范措施。

(1) 如发生一点接地，应尽快消除，避免再出现另一点接地可能造成的控制回路误动事故。

(2) 直流系统出现接地报警后，涉及到该系统的操作或检修工作应暂停，防止在检修过程中或运行状态的改变导致另一极接地，造成回路误动。

(3) 定期校验重要回路控制继电器，确保动作电压大于规定值，防止负极回路一点接地时，通过直流监测装置的工作接地点形成回路，造成误动作；或通过负极对地过大的分布电容对继电器线圈放电造成误动作。

(4) 增加接线盒预防性检查项目，检查线缆是否被其压碰，电缆外观是否有破损或过热现象，定期检查回路绝缘是否在合格范围内。

(5) 加强对监测装置数据的监视，加强对直流系统运行状态的监测，尽早发现接地引起的异常，因为这些异常信号是瞬时的，但这些信号对现场事故的处理非常重要。

(6) 规范检修行为，临时拆下的控制线要及时包扎绝缘。拆接线时要小心谨慎，防止线缆损伤。

4 结束语

确保电厂及变电站直流系统的安全稳定运行是每个运行和维护人员的职责所在。在日常工作中，要不断地总结经验，重视直流接地的危害，掌握直流接地故障发生的规律和处理方法，预防直流接地故障的发生。

1 杨 伟．新型直流绝缘监视装置[J]．电工技术，1997(3).

2 冯卓明，游大海．直流系统接地检测方法比较[J]．电测与仪表，1997(5).

2014-09-15；

2014-11-09。

陈景荣(1978-)，男，高级工程师，主要从事电厂电气检修管理工作，email：chenjingr@cnnp.com.cn。

王瑞青(1985-)，男，工程师，主要从事直流系统检修管理相关工作。

杨伟星(1976-)，男，高级工程师，主要从事电厂电气检修管理工作。

高 伟(1986-)，男，工程师，主要从事直流系统检修管理相关工作。