带电显示仪在线监测开关真空度分析

闫长平，李传波

(华能玉环电厂，浙江 台州 317604)

带电显示仪在线监测开关真空度分析

闫长平，李传波

(华能玉环电厂，浙江 台州 317604)

0 引言

目前，6 kV真空开关是电厂应用最广泛的电气设备，主要用于厂用系统，其工作的可靠性直接关系到人员的安全和机组的安全稳定运行。真空开关真空度是保证真空开关安全运行的关键，一旦开关真空度下降，会导致开关上下断口绝缘降低，开关灭弧能力下降。如果在这种情况下对开关进行分合闸操作，将会造成开关爆炸，引起母线相间短路，导致厂用电失去和机组跳闸等事故，甚至造成人员伤亡。但电厂目前还没有对开关真空度进行在线监测的有效手段，一般都是在开关检修期间通过对开关做耐压试验等手段来检测开关断口的绝缘情况，并以此判断开关真空度是否合格。

运行人员在操作开关时，一般先测量开关断口绝缘并核对绝缘合格后再进行后续操作。但这些都不能对处于工作位置的开关真空度进行在线监测。通过多家发电厂发生的事故案例来看，当开关某相灭弧室真空度下降时，安装在高压开关负荷侧内的带电显示仪会有报警灯亮起。因此，考虑用带电显示仪来作为开关真空度下降预警的重要手段。

1 带电显示仪的防误原理

6 kV真空开关带电显示仪主要用于防止误入带电间隔、误拉合开关等人为误操作事故的防误装置。其防误原理是：用带电显示仪监测开关负荷侧是否有电压，并将带电显示仪接点输出到开关的柜门闭锁机构，防止人员误入带电间隔发生触电事故。

2 带电显示仪的应用案例

(1) 2013-05-01，广东某发电厂在执行1B送风机停电过程中，运行人员发现开关本体3相分闸，电流指示为0，分闸指示灯亮，但开关带电显示仪3个小灯均亮起。运行人员怀疑是由开关真空度下降引起的，因此停止了操作。经停运所在6 kV母线后，拉出该开关，检测发现由于该开关B相真空度下降，导致开关负荷侧带电显示仪指示灯亮起。

(2) 2012年苏州某发电厂的运行人员在执行磨煤机停电操作，将开关由工作位摇至试验位过程中，由于开关本体指示分闸状态，分闸指示灯亮，电流显示为0(用于DCS显示的电流取自B相CT)，磨煤机停运状态也已反馈至DCS，盘上人员未发现磨煤机其他参数异常，操作人员认为开关3相均已断开，未注意到开关带电显示仪指示灯已亮起。但实际上只有B相断开，而其他2相未断开，磨煤机在缺相运行状态。结果在该情况下摇出开关，造成带负荷拉刀闸，致使开关拉弧烧损，幸未造成人员伤亡。

(3) 南京某发电厂运行人员在巡检时发现，处于分闸状态的斗轮机开关带电显示仪报警灯亮，且带电指示灯A相亮起，因此误以为带电显示仪出了故障，但经检修未找到原因。当电气专业人员仔细倾听开关内部声音时，能听到微弱的放电声，判断是开关出了问题，遂立即隔离开关。测量开关绝缘时发现，开关A相断口上下之间绝缘只有1.5 MΩ，远小于其他2相(500 MΩ以上)，立即安排耐压试验，确认开关故障的原因为开关真空度下降引起放电。

3 带电显示仪的预警功能

分析以上事故案例可知，开关所安装的带电显示仪除了可防止人员误入带电间隔外，还可对开关真空度进行在线监测。带电显示仪传感器一般安装在6 kV真空开关负荷侧，用于指示开关负荷侧是否带有电压，当开关合上后，带电显示仪带电指示灯亮起，表明开关负荷侧电缆室带有高电压。但如果处在工作位置的开关真空度下降导致开关上下断口绝缘降低，传感器也会感应到电压，当这个电压达到门槛值时，带电显示仪的指示灯就会亮起。由此可知，带电显示仪可以作为在线监测开关真空度的一个有效手段。

4 带电显示仪的优化改进

当开关真空度下降到一定程度时，带电显示仪感应传感器就会感应出电压，当电压达到门槛值时，带电指示灯就会亮起。利用这一原理，在现有设备基础上，增加带电显示仪输出接点，从每相传感器输出1副接点，然后和开关的常闭接点组成真空度下降预警回路，具体工作原理如图1所示。若开关处于分闸状态，而开关某一相传感器有输出，则带电显示仪发送报警信号至DCS，提醒运行人员开关处于异常状态，需要采取处理措施。若开关处于合闸状态，开关辅助常闭接点断开，传感器即使有输出也不会报警。

图1 带电显示仪优化原理

利用此原理构成的真空度下降预警回路，还可以起到非全相识别的作用，即开关如非全相运行时，带电显示仪某相传感器会有输出，而开关常闭接点接通，装置发送报警信号至DCS，提醒运行人员注意开关异常状态。如2012年苏州某发电厂发生的开关非全相故障，如果带电显示仪增加这些功能，装置会发送报警信号至DCS，从而避免带负荷直接摇出开关的事故。

5 结束语

在目前缺乏有效在线监测手段的情况下，不需要大的技改和增加投资，仅通过完善现有装置的功能就可以实现对开关真空度的间接在线监测不失为一良策。而且这种方法非常实用和便于实现，极具推广价值。其不足之处是开关在工作位之外的位置时，带电显示仪无法起到监测作用，还需要结合设备检修等机会对开关进行耐压试验等。但此方法将会对保护运行人员安全和及早发现设备故障起到很大作用；且如果设计单位能将此预警能功能列入到工程设计中，则可以减少因人员技术水平低而可能引起的事故，最大程度地保证人员和设备安全。

2014-10-29；

：2014-12-17。

闫长平(1975-)，男，工程师，主要从事发电厂电气运行技术管理工作，email：qiludadi1975@163.com。

李传波(1975-)，男，高级工程师，主要从事发电厂电气技术管理工作。