用4Q法分析一起由于二次端子引起的PT爆炸事故

王 松

（ABB（中国）有限公司厦门分公司，福建 厦门 361006）



用4Q法分析一起由于二次端子引起的PT爆炸事故

王 松

（ABB（中国）有限公司厦门分公司，福建 厦门 361006）

本文介绍了4Q流程，并分4个步骤去发现电压互感器爆炸的原因，并找到彻底解决问题的方案。

端子；电压互感器；爆炸；测量；分析；改进；保持

某供电公司在投运一台10kV的柱上断路器时，与之配套使用的电压互感器（PT）发生爆炸，更换另一台PT后又出现同样问题。是什么原因引起PT爆炸呢？可能的原因很多，但真正的原因只有一个。下面我们用4Q法来进行分析和解决。

4Q是一个解决问题的流程。4Q简单的说，就是4个步骤：测量、分析、改进和保持，而每一个阶段又有不同的方法。使用4Q可实现持续改进。

图1　4Q流程

1　Q1　Measure测量

Q1就是数据收集，调查研究，详细了解当前的情况。Q1可能需要花费一些时间，需要收集好数据，最新或不同的数据，我们才能在 Q2阶段找到真正的原因。当原因简单时，在我们数据收集时，就可以发现原因。

该供电公司采用的 10kV柱上真空断路器，安装于10kV线路1＃线942（30号杆），配备电动控制箱，PT的型号为：JDZW-10。

该供电公司在10月11日晚安装完开关，线路送电后编号 942开关的 PT冒烟并发生爆炸，而同塔安装的编号为 932开关的PT正常。现场人员怀疑是PT质量问题，于是又从别处调来一台新的PT替换发生爆炸的 PT，线路再次送电，PT先是冒烟起火，大约1min后再次发生爆炸（过程中断路器处于分闸状态，控制箱二次回路的空开均未投入），上游开关两次跳闸。

第二天开关设备厂家售后服务人员和供电公司的负责人到事故现场检查，打开 PT二次接线盒未发现接线错误（但其二次绕组无接地措施），检查PT的连接电缆均未发现接错线或线间短路现象。经过长时间的排查，最终现场人员检查控制箱的接线端子时发现X12端子排的20号接线端子方向安装错误，造成19、20号端子间可靠无绝缘物体金属片直接接触，如图2所示。

图2　两台PT爆炸后的照片

2　Q2Analyze分析

Q2就是识别和确认问题的根本原因。

从Q1过程中了解到，同塔安装的两台断路器，一台断路器的PT正常投运，另一台的PT爆炸。是设备厂家的标准设计，已经在多个供电公司正常投运。这就排出了设计错误的可能性。

而接线端子排的20号接线端子方向安装错误，造成19、20号端子间可靠无绝缘物体金属片直接接触。19、20号端子是接什么线呢？经查，这两个端子接的是PT二次的220V绕组的2a、2b。如果这两个端子短路，就会造成 PT的二次侧短路，进而引发PT爆炸。原来这才是PT爆炸的真正原因。

为什么在断路器的出厂检验时没有发现呢？

19和20端子是电源，终检（FQC）做试验的时候需要加入电源，以便操作和控制断路器；如果端子排接错了，正常情况下会出现短路现象，因此我们很奇怪为什么FQC无法发现端子排装错了？

后来FQC又做了一下试验，结果发现，如果端子排接错了，一般还不会短路，把两个端子加紧（金属片才会直接接触）才会短路，所以FQC在做出厂试验时都一直没有出现短路情况。由于短路较隐蔽，而且现象不明显，时通时断，导致FQC在出厂检验未能发现此缺陷，在现场排除故障时也费了很大周折才发现这个问题。

3　Q3Improve改进

Q3就是开发、试运行和实施消除根本原因的解决方案。

现在关键是如何预防这样的事发生？主要从如下几个方面改进：

1）在车间装配员工装配时，车间工人进行端子的初步检查，但是要做到这一点会花费一定的时间。从图片上看，除非是很仔细检查不然很难发现错误。

2）在装配端子时，端子排两头的压片尽量压紧，如果端子有反接的话，FQC进行二次耐压测试或绝缘测试就可以检验出来了。

3）建议在端子上改进，在PT接线的两端子间加入端子隔片（有明显隔离作用）或改用保险端子。

4）从设计上改进。在涉及到引入电源的两个端子之间再增加一个空端子。这个空端子既可以起到隔离作用，也可以当着备用端子。或 PT的二次线从航空插出来直接与空气开关相连，避免在端子排上短接。

在《工业与民用配电设计手册》中关于“端子排的设计原则”中明确提出：在端子排两端应有终端端子，正、负电源之间以及经常带电的正电源与合闸或跳闸回路之间的端子排，宜以一个空端子隔开。

4　Q4Sustain保持

Q4就是制定一个可持续的解决方案，将在 Q3阶段试点实施的变革，作为永久性的举措，以维持改进。

从Q3中的4点改进可以看出：

第一、二点，说起来容易，却不好实施。

第三点，采用保险端子，成本会增加；在两个端子间加入端子隔片，很容易出错或忘记。

第四点，从根本上杜绝了正、负电源之间短路的可能性，基本上不增加成本，而且非常容易实施。

最后根据《工业与民用配电设计手册》中关于“端子排的设计原则”，在所有正、负电源端子排，增加一个空端子，即在PT二次的220V绕组的2a、2b的两个端子间增加一个空端子，作为最终方案。如图3所示。

图3　端子排的20号接线端子方向安装错误

图4　正负电源端子排中间增加一个空端子

这次事故虽然原因简单，两个电源端子引起的，但要引起大家重视。关于这次事故的原因应该在车间、终检、售后服务、工程部通报，不是批评谁，而是提醒大家注意。

关于最终的解决方案（在电源端子之间增加一个空端子），需要通知到工程部的各个工程师，所有产品的电源端子的设计都应该按此执行，举一反三。新工程师入职后，应该由资深工程师对其培训。在工作中，资深工程师对新人应该做好传帮带，在有陷阱的地方立个警示牌子，让后人不在同一个地方摔跤；新人应该虚心向前者学习，牢记前人的经验、教训，少走弯路。

Q4，保持。古人云，吃一堑，长一智。一个错误不能在同一个部门、乃至同一个公司出现两次。因此，我们必须在工作中不断学习、总结、提高。

5　结论

避免PT二次回路短路是PT安装和接线工作中的重要环节，PT二次侧短路轻则造成二次元器件发热损坏，重则导致 PT发热烧毁。本次事故的原因非常简单，但后果却相当严重。我们在进行标准方案的设计时一定要从多方面考虑，刚开始就要做到防微杜渐。标准方案定稿前，可以与多个职能部门的资深工程师进行讨论：与销售谈谈客户的要求，与生产谈装配、接线是否合理，与终检谈检验是否方便，与售后服务谈现场的安装、调试等等。这样的标准方案才能经得起时间的检验。

解决问题的方法有很多，4Q只是我们推荐的一个解决问题的方法。Q1-测量，Q2-分析，Q3-改进，Q4-保持，每一步都很重要，只有适当地完成前一个步骤，才能进入下一个步骤，跨过任何一个步骤都不行。只有很好地实施Q4，我们才能实现持续改进。

[1] 凌子恕. 高压互感器技术手册[M]. 中国电力出版社, 2005.

[2] 任元会. 工业与民用配电设计手册[M]. 3版. 北京:中国电力出版社, 2005.

[3] ABB的4Q方法[Z]. ABB（中国）有限公司, 2013.

王 松（1975-），男，四川三台人，现在 ABB（中国）有限公司厦门分公司（高压产品技术中心）工作，从事高压开关电器设备研发工作。