10kV开关柜负荷测绝缘方法探讨

朱皓

摘 要：在电厂运行维护工作中，需经常在10kV开关柜测量负荷绝缘电阻，因10kV开关柜具有五防功能，给高压电动机定子绕组测绝缘电阻工作带来了不便，目前电厂测量高压电动机绝缘的方法有三种，打开电缆小室柜门测量；在开关柜断路器室测量；在电缆室柜门设测绝缘专用活门测量。三种方法各有优缺点，笔者对第二种方法设计了专用的底盘小车，提高了操作的安全性和便捷性，各电厂可根据系统的接线情况选用适宜的高压电动机测绝缘方法。

关键词：开关柜五防；高压电机测绝缘；误入带电间隔；测绝缘底盘车

中图分类号：TM591 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）24-0112-02

Abstract： In the operation and maintenance of power plant， it is necessary to measure the load insulation resistance in 10kV switchgear frequently. Because the 10kV switchgear has five protection functions， it is inconvenient to measure insulation resistance in stator winding of high-voltage motor. At present， there are three methods to measure the insulation of high voltage motor in power plant： open cable cabinet door； switch cabinet circuit breaker room； cable room cabinet door with special valve for insulation measurement. The author designed a special chassis car for the second method， which improved the safety and convenience of operation. For the second method， a special chassis trolley is designed to improve the safety and convenience of operation. According to the wiring of the system， each power plant can choose the appropriate insulation measurement method of high-voltage motor.

Keywords： switchgear five protection； high voltage motor insulation test； erroneously charged interval； insulation chassis car

1 绝缘测量的危险点分析

高压电动机绝缘测量是电力企业运行人员最为频繁的电气操作，根据其绝缘电阻的大小及变化情况，判断电气装置是否能安全工作。[2]绝缘测量操作往往决定了机组启动前电气操作耗费时间，而且测量绝缘的安全性更是各电力企业关注的重中之重，为了避免误操作导致安全事故，开关柜必须具备以下闭锁功能[3]：（1）除防止“误分、误合断路器”可采用提示性的措施外，其他四防应采用强制性闭锁。（2）闭锁装置应保证规定的程序操作，并确保人员在操作开关柜时的安全。（3）闭锁装置应尽可能采用机械闭锁，应简单、可靠、操作维护方便。

但是在实际工作过程中，绝缘测量往往还存在以下危险点[1]：

1.1 误入带电间隔

因测量电动机绝缘要直接接触一次设备，如果误入带电间隔将会造成严重人身事故。特别是在测量绝缘时，误入带电间隔不仅包含走错间隔，还要包括测量位置错误，此类情况在采用断路器室内测量绝缘的方法时更是要极为警惕。

1.2 带电合接地刀，带接地刀合闸送电

在目前主流厂家如ABB、西门子等生产的高压开关柜均采用在电缆室测量开关绝缘，而要打開电缆室后柜门需要合上接地刀闸，多频次的操作接地刀闸会缩减开关柜五防机构的寿命，会造成闭锁机构损坏或失效从而导致发生电气安全事故。

2 高压电动机绝缘测量方法简述[4]

目前在国内主流电力企业中，出于操作安全性和便利性的考虑，大多采用以下三种电动机绝缘测量方法，现简要进行叙述。

2.1 打开电缆小室柜门测量

此方法是目前国内主流的绝缘测量方法，具体步骤如下：（1）合上待测间隔接地刀闸；（2）打开待测间隔电缆室柜门；（3）手动解除闭锁，断开待测间隔接地刀闸；（4）验

电，在电缆出线接头处测量电动机绝缘；（5）对被测量电缆进行放电；（6）手动解除闭锁，合上测量间隔接地刀闸；（7）关闭测量间隔电缆室柜门；（8）断开测量间隔接地刀闸。

2.2 在开关柜断路器室测量

此方法在一些服役时间较长的电厂中采用的比较普遍，具体步骤如下：（1）将待测间隔断路器放置在转运小车上；（2）解锁开关柜内触头挡板闭锁，打开上下触头挡板；（3）在开关柜内下触头处验电，并测量电动机绝缘；（4）对被测电缆放电；（5）关闭开关柜内挡板。

2.3 在电缆室柜门设测绝缘专用活门测量

此方法在华能沁北电厂已投入使用，其结构如图1。具体步骤如下：（1）在断路器开关小车位于试验位或检修位

时，可取下开关上设置的解锁钥匙（断路器在工作位置时，此钥匙不能取下）；（2）利用解锁钥匙打开电缆室后柜门设置的测绝缘活门；（3）验电，在电缆室出线接头处测量电动机绝缘；（4）对被测电缆放电；（5）关闭测绝缘活门，放置解锁钥匙。

以上三种方法在电力企业中采用较多，个别企业也因自身设备结构、一次接线等有其他绝缘测量方法，但适应性不高使用面不广，在此不再叙述。

3 高压电动机绝缘测量方法优缺点对比

通过操作接地刀闸打开电缆室柜门测量绝缘，广泛应用，主要原因是这种操作方法的安全性最高。因为在打开电缆室后柜门前，须合上接地刀闸，而要合上接地刀闸就必须要保证开关在试验位，在目前新设计投产的开关柜中，如ABB公司生产ZSI开关柜，在接地刀闸合闸机构中还加入了出线电缆带电显示无电压闭锁电磁铁，进一步防止误入带电间隔的可能性。

而此方法的缺点同样显而易见，测量一个电动机的绝缘需操作接地刀闸四次，步骤多耗时长，增加了运行人员的操作量，在机组电气系统恢复时，影响工作进度。同时多次操作接地刀闸也会影响机械闭锁机构寿命，长期使用此绝缘测量方法可能会导致接地刀闸闭锁机构损坏，影响开关柜五防功能，极端情况下会导致不安全事件发生。

采用在断路器室内于下触头处测量电动机绝缘方法的企业也为数不少，特别在一些投产较早的电力企业中应用广泛。其主要优点在于操作简便耗时较短，测量一台电动机的绝缘仅需一到两分钟即可完成，操作轻松工作量较小，提高了工作效率。

但是此种绝缘测量方法存在严重的安全隐患，因开关上触头直接与母线连接，在打开断路器室内触头挡板时，存在误操作打开上触头挡板的风险，如果操作人员不验电在上触头测量绝缘将发生触电事故。即便在下触头测量，也必须一名操作人员一直压住闭锁装置。近年来发生多起断路器室内人身伤亡事故，如2017年1月10日华能金陵燃机电厂人身死亡事故等，均在警醒电力从业人员对此方法进行改良。此测量绝缘的方法对于双电源供电的高压电动机[5]来说，开关下触头存在带电的可能性，这种隐患只能通过采取组织措施要求强制验电来避免，目前尚未发现行之有效的技术措施。

通过电缆室柜门设测绝缘活门测量绝缘的方法近年来在新建电厂中开始推广，此方法优势明显，不仅通过开关小车位置闭锁电缆室钥匙防止误入带电间隔，同时便利的操作流程也提升了工作效率。但是其并未广泛推广，主要原因采取此类方法必须在采购开关柜前就制定相关方案，与厂家沟通协调，对于已经投产的电力企业要进行此类技改，成本昂贵工程量大，实际效益并不明显。此方法也同方法二一样，对双电源供电高压电动机出线电缆有带电的风险，需加以注意。

4 对电动机测量绝缘方法的改良

经过对上述三种绝缘测量方法进行比较权衡，笔者认为第二种方法虽操作简便应用广泛但是存在严重的安全隐患，所以亟需改进。鉴于断路器室内测量绝缘的大部分危险源来源于上触头挡板打开，故笔者与开关柜厂家沟通协商，联合设计了一款测量绝缘专用的底盘小车，在测量绝缘时将底盘小车摇入断路器柜内，此时通过底盘小车机械装置，仅打开断路器室下活动挡板并保持固定，如图2。通过此装置，不仅节省了操作时间，还不需要操作过程中人员一直按压挡板闭锁，同时也避免了误操作打开上挡板造成的安全隐患。目前此装置已在我公司广泛使用。此方法不需要技改开关柜，仅需制作一台测绝缘底盘小车，操作方便简单可靠，希望同业单位能参考，改良高压电动机绝缘测量方法。

5 结束语

高压电动机测量绝缘是电力企业最频繁的电气操作之一，通过比较，方法一安全但繁琐，方法二便捷但存在安全隐患，方法三目前最为成功，但需要在招标期间就加以考虑，对已投产电力企业参考意义不大。方法二经笔者改良之后，降低了操作的安全风险，很有参考价值。电力企业在高压电动机绝缘测量，应根据自身设备结构、一次接线等实际情况，选择合理的测量方法，保证人身设备安全，提高工作效率。

参考文献：

[1]国家电力公司.防止电力生产重大事故的二十五项重点要求[M].北京：中国电力出版社，2014.

[2]徐新.如何测量电动机的绝缘电阻[J].农业机械，2008，9：26.

[3]SD318-89.高壓开关柜闭锁装置技术条件[S].

[4]洪林.关于线路和电机绝缘电阻的规定和测量[J].安徽建筑，2001，4：93-94.

[5]闫保柱，于海峰，冯国.火力发电厂公用备用电动给水泵设计研究[J].能源与节能，2015，11（122）：140-141.