126kV隔离开关接地刀操作绝缘安全距离的探讨

冯 征， 顾恒科 ， 江 海

1. 中国质量认证中心 成都分中心 成都 610041 2. 四川正和电器有限公司 成都 610041

1 问题的提出

四川某126kV变电站采用中性点固定接地系统，其隔离开关是国内某厂家生产的GW4-126DW 1600/31.5系列型号，主刀闸为电动，接地刀为手动，与隔离开关配套使用的断路器为LW30-126型SF6断路器。隔离开关的接地刀在合闸或分闸过程中，均会指向对面已分闸带电的隔离开关主刀闸，出现暂时接近的最小对地电气间隙。隔离开关动作如图1所示，由此引出问题： 接地刀暂时接近分闸后与带电的隔离开关主刀闸之间最小空气间隙究竟是多少？

图1 隔离开关动作示意图

2 电力公司观点

电力公司认为隔离开关的接地刀在合闸过程中动态安全距离不足，其发出的不合格整改通知如下： 电站出线间隔GW4-126 Ⅱ DW/1600A型5台，GW4-126DW/1600A型4台，该两种型号隔离开关的接地刀在合闸过程中动态安全距离不足，即在分合接地刀过程中，接地刀顶端到带电部位的最短距离只有630mm；按电力建设施工、验收及质量验评标准，以及电力工程电气设计手册规定，110kV 户外配电装置带电部分至接地部分之间的安全净距为900mm[1-3]，因此这两种型号的隔离开关不符合要求，请有关厂家妥善解决这一问题。

3 生产厂家观点

隔离开关生产厂家回复函认为： 根据国家标准GB 1985—2004《高压交流隔离开关和接地开关》[4]第6.2.5条规定, 对于隔离断口与底座平行且与接地开关组合成一体的隔离开关，应在接地刀的最不利位置,即接地刀分合闸过程中与对面隔离开关主刀闸带电体之间的暂时最小距离，用表1给出的工频试验电压进行试验。接地刀最不利位置绝缘距离与隔离开关对地绝缘距离不是同一个概念。

表1 GB 1985—2004规定的工频试验电压

GW4-126DW系列型号隔离开关，额定短时工频耐受电压有效值断口间为 300kV，与之相对应的断口绝缘距离为1000mm。

根据以上数据计算，在接地刀最不利位置情况下，带电侧与接地刀动触头之间的安全距离为1000×145÷300≈483mm。经现场实测，GW4-126DW系列型号隔离开关在接地刀最不利位置情况下，带电侧与接地刀动触头之间的距离≥600mm，满足了技术要求。

4 笔者观点

对于以上争议，笔者认为： 隔离开关生产厂方应出示此隔离开关2007年试验报告原文复印件，以证明接地刀在最不利位置时所承受的工频耐压；厂方还应出具书面承诺书，即如果是由于接地刀原因而使电站产生绝缘破坏、人员伤害、设备损坏、停电等事故，那么由厂家负完全责任。

此外，厂方回复函中推算安全距离为483mm，笔者认为其所使用公式及推断理论不正确。

在厂方出具的试验报告中，接地刀最不利位置，即最接近带电隔离开关主刀闸的位置，工频耐压试验为 165kV，高于所规定的试验耐压值(145kV)，这是因为需要满足中性点不接地的要求。

问题是该试验报告中并没有明确标示接地刀在最不利位置时其与带电隔离开关主刀闸的距离是多少，使得监理人员无法按试验报告中的情况模拟检查，且在现场也无法直接实施145kV工频耐压试验。

另外，隔离开关主刀闸的外形与绝缘也有关系，比如铜棒隔离开关主刀闸就比方形铝合金隔离开关主刀闸电场均匀度好，铸铝合金构成的主刀闸有明显的方棱角，比铜棒主刀闸更容易放电。

那么，安全距离应该是多少呢？笔者认为应当将最新国家标准作为判定依据。GB 1985—2004中第4.2条规定： 对于隔离断口与底座平行且与接地开关组合成一体的隔离开关，如果最小间隙下的1min 工频耐受电压不低于第6.2.5条中的规定，即额定电压126kV中性点固定接地，1min工频耐压为145kV，不接地为164kV，则认为当接地刀与对面的隔离开关带电部分暂时接近过程中满足了安全要求。显然，该GW4-126DW系列型号隔离开关结构符合第4.2条的规定，且型式试验报告中工频耐压为165 kV是符合要求的。

国家工程建设标准GBJ 194—1990《电气装置安装工程 母线装置施工及验收规范》第2.1.13条及国家标准GB 50060—2008《电气装置安装工程 母线装置施工及验收规范》第5.1.1条规定，室外配电装置安全净距，带电部分主接地部分之间为 900mm(中性点直接接地电网)，这一条款适用的是固定不动的接地体，并没有明确规定包含暂时接近的接地体，显然没有涵盖接地刀运动过程中暂时接近的最小距离。

另一方面，GB 1985—2004中第4.2条下的注释又引起了各种理解及纷争。注释的第1条是，除了仅配人力操动机构的接地开关操作的短时间内之外，绝缘强度的暂时降低不是安全要求的普遍问题。正因为如此，且不考虑老化，降低的绝缘强度是可以接受的。因为在接地过程中雷电和操作冲击发生的概率很低，所以不要求进行冲击电压试验。注释的第2条是，对仅配人力操动机构的接地开关，如果国家安全规程规定了更高的耐受电压值，则可以由用户与制造厂之间协商。注释的第3条是，如果最小的暂时电气间隙大于 GB/T 311.2[5-6]中给出的电气间隙，则不需要试验。

对于第1条注释，监理方认为这是指电动操作的隔离开关接地刀绝缘可以降低，而本工程使用的隔离开关接地刀是手动的，因此凭借该条不能认为该隔离开关是合格的。

第2条注释中提到对仅配人力操动机构的接地开关，国家安全规程规定有更高耐受电压值。GBJ 194—1990与GB 50060—2008规定的相对地绝缘距离是900mm，那么此间隙对应的工频耐压值是多少呢？查阅国家标准GB 11022—1999《高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求》第4.2条，额定绝缘水平126kV，相对地及相间的1min工频耐压为230kV，隔离断口是300kV。因此监理方认为根据第2条注释，安全规程有更高的耐受电压值，因此可以要求用户出具同意该隔离开关使用的书面报告，而用户根本就无法判别究竟怎样才是合格的，又如何出具书面报告协商呢？

笔者认为，GBJ 149—1990及GB 1985—2004相关条款，其实都存在一些尚不能完全解释清楚的矛盾状况。查阅电力行业标准DL/T 486—2010《高压交流隔离开关和接地开关》[11-12]第4.2条，有如下表述： 对于隔离断口与底座平行且与接地开关组合为一体的隔离开关，如果最小间隙下的1min工频耐受电压不低于第6.2.5条中的规定，则认为当接地开关与对面的隔离开关带电部分暂时接近过程中满足了安全要求。条文同时还有注释： 除了仅配人力操动机构的接地开关操作的短时间内之外，绝缘强度的暂时降低不是安全要求的普遍问题；因为在接地过程中雷电和操作冲击发生的概率很低，所以不要求进行冲击电压测验；对仅配人力操动机构的接地开关，用户如要求更高的耐受电压值，则由用户与制造厂协商。

DL/T 486—2010第6.2.5条规定： 对于隔离断口与底座平行且与接地开关组合为一体的隔离开关，应在接地开关的最不利位置按表2给出的工频试验电压进行试验。

表2 DL/T 486—2010规定的工频试验电压

此处明确了： 采用手动操作的接地刀，隔离开关主刀闸运动到带电部分与接地刀最短距离时， 绝缘水平不应低于145kV，可认为接地刀暂时接近的最不利绝缘间隙满足要求。

附录D阐述清楚了接地刀暂时接近的工频耐压就是145kV(1min)。那么，在此工频耐压的最不利位置的绝缘安全距离应该是多少呢？从原理上说，这应该是明显、可测量的，但显然，上述标准都没有规定。因此，只能将接地刀处于最不利位置的绝缘距离实测值与产品在型式试验中工频耐压试验时最不利的绝缘距离进行对照比较，该厂家的型式试验报告中没有此距离值，而对方确认就是630mm。电力系统相关部门确认该系列型号隔离开关在其它电站使用超过1年，并未发生过绝缘事故，因此予以准许通电试运行。

5 建议与结论

(1) 笔者认为，在GB 1985—2004中应明确界定是手动还是电动操作的隔离开关，以及手动与电动操作接地刀有无本质的区别。

(2) GB 1985—2004第4.2条注释中，绝缘强度的暂时降低不是安全要求的普遍问题，这个“暂时降低”是指相对地230kV(1min)还是指接地刀暂时接近的145kV(1min)？笔者的理解应该是接地刀暂时接近的工频耐压145kV(1min)，且不能再低。

(3) 标准应当给出暂时接近的最小安全距离的数值，如果有了这个数值，再加上工频耐压145kV(1min)，业内就不会再有争议了。

(4) 建议生产厂家对接地刀运动方向进行改进，使接地刀分合闸运动过程中不会指向对面的隔离开关主刀闸带电部分，接地刀运动分合闸只指向本隔离开关主刀闸的静触座，即接地刀合闸前位置与分闸后隔离开关主刀闸是平行的，如图2所示。

[1] 3～110kV高压配电装置设计规范： GB 50060—2008[S].

[2] 电气装置安装工程 母线装置施工及验收规范： GB 50149—2010[S].

[3] 电气装置安装工程 母线装置施工及验收规范： GBJ 149—1990[S].

图2 改进后隔离开关动作示意图

[4] 高压交流隔离开关和接地开关： GB 1985—2014[S].

[5] 绝缘配合 第2部分： 高压输变电设备的绝缘配合使用

导则： GB/T 311.2—2002[S].

[6] 绝缘配合 第2部分： 使用导则： GB/T 311.2—2013[S].

[7] 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求： GB/T 11022—1999[S].

[8] 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求： GB/T 11022—2011[S].

[9] 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求： DL/T 593—2006[S].

[10] 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求： DL/T 593—2016[S].

[11] 交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件： DL/T 486—2000[S].

[12] 高压交流隔离开关和接地开关： DL/T 486—2010[S].