防止二次回路感应电压措施探析

乔军朋

（山西京能吕临发电有限公司，山西 吕梁 033200）

某发电公司2×350MW循环流化床空冷机组新建工程，在电袋除尘器PC段母联开关合闸过程中发现开关拒动，检查开关二次控制回路原理图及现场二次接线均正确，经用万用表测量控制回路，感应电压高达AC 165V左右。控制电缆感应电压的存在严重影响设备的正常运行及人员操作的安全。本文根据笔者现场实际处理问题的经验总结，提出二次回路电缆感应电电压的方法及合理化建议。

1 二次回路开关控制方式

电袋除尘器母联开关二次回路采用UNT-PCK保护装置，该保护装置工作电源满足交直流共用供电方式即（AC 220V/ DC 220V/110V），额定频率50～60Hz，额定电压400～690V，保护装置作为配电、线路或发电的核心元件，能有效地使线路或电源设备免受短时间过载、三相短路、接地故障、漏电保护、三相电流不平衡、过电压、欠电压、三相电压不平衡、过频率、逆功率等故障损坏；通过对负载运行情况的监控，有效实现负载安全稳定运行。故障记录、报警信息、操作时间、电流历史记录等运行维护参数的收集；当与厂内的其他网络通信时，保护装置可通过终端利用标准通信规约实现与PLC或DCS的组网通讯，实现信息互通，以满足现场四遥需求。二次回路控制原理图如图1。

图1

2 故障现象

电袋除尘器PC段倒闸操作过程中需将母联开关合闸，分开PC段进线开关，从而检修PC段进线开关。在倒闸操作过程中发现以下问题：（1）电袋除尘器母联开关二次回路送电后，保护压板投退正常，在DCS合闸指令发出后就地开关无法合闸，现场抽屉开关电源指示灯指示正常。经测量，母联开关二次合闸回路合闸线圈两侧交流感应电压高达AC 165V左右，致使母联开关无法合闸，且此感应电压将严重威胁操作人员安全及设备的可靠运行。（2）电袋除尘低压MCC段送电时，低压电机在DCS远方指令未下达的情况下电机自启，电机二次控制回路接触器自动吸合，经测量电机二次控制回路合闸回路合闸线圈交流感应电压高达AC 180V左右，致使低压电机自启，此现象将严重威胁现场运行操作人员的人身安全。

3 现象分析

针对上述故障现象，主要从以下几方面分析及查找原因：

（1）二次控制回路部分控制电缆未按照接线原理图施工，致使二次接线错误而导致高电压的出现。

（2）控制电缆屏蔽层及接地线未按标准施工，存在控制电缆屏蔽层及接地线接地不良，对地绝缘电阻增大，致使电磁感应无法消除，从而产生较高的感应电压。规范要求电气控制电缆两端接地，两端接地是将屏蔽电缆的金属屏蔽层两端都与接地装置可靠连接，在两端接地的情况下，金属屏蔽层将不会产生感应电势，可是，金属屏蔽层将受磁通干扰的影响而产生屏蔽环流，假设地点A和地点B的电势不一样，容易形成较大的电势环流，环流将对流过电缆的载体产生抵消或衰减作用，从而影响载体的传输质量。一般来说，模拟信号、温度信号、电流信号、流量信号、压力信号等需要单端接地，以防止地电势不同而引起地电流对电缆影响。

（3）控制电缆本身制造工艺存在缺陷，从电缆制造材料的选取、屏蔽层的制造工艺及接地线的压接是否完好等都有可能造成电缆感应电的产生。

控制电缆型号为ZRC-KVVP2-1交联聚乙烯铜芯控制电缆，电缆制造的工艺形式繁多且材质不尽相同，通常用长度为计量标准，电缆的生产是由导体加工开始，在铜缆外部逐次添加绝缘层、成缆层、屏蔽层、防护层等，层与层间的工序与工艺都有不同的标准要求，其中任一环节存在问题都会影响电缆整体的安全性能。同时，考虑电缆实际运行需求，其生产工艺标准要求越高，制造工序相对要求更加严谨。电缆制造质量的可靠性，主要体现为以下方面。

①通常选用长度较大不间断叠加的方式制造。此种电缆制造方式，对电缆的整体性会产生一定的影响，可能会对电缆制作流程和电缆制作设备产生不利因素，同时，也可能会对组织设置产生不利影响。

②电缆制作工艺的方式方法繁多，所需的材料也相对较多。电缆生产流程包含导体熔炼、外壳塑胶、液压压制、编织技术、化学加工等；所需的材料包含聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯料等化学材料；还包含半导体、导体、钢铠层等金属材料，种类较多工序较复杂，制作标准高、制作难度相对较大。与此同时，制造时所需的材料类型和材料规格较多。

电缆接头分为中间接头和终端接头，电缆中间接头是连接两端电缆间的导体，终端接头是电缆与负荷或电源侧连接的导体，无论中间接头还是终端接头都包含绝缘屏蔽层和保护层，电缆接头是电缆中相对容易发生故障的部分，其电缆接头制作质量的高度是决定电缆能否安全稳定运行的关键。电缆接头在制作时要注意环境因素的影响，气温不得低于零摄氏度，当遇到寒冷天气时，制作电缆接头前应先加热。制作过程中要保证工具和材料不受污染。

施工时铜屏蔽层的处理。在电缆头分叉处做好正确色相标识，严格按电缆附件要求，准确测量铜屏蔽层断开处高度，用电焊丝焊接牢固，焊锡时要预防铜屏蔽层断开脱落，在屏蔽层断开处里侧用铜丝绑扎紧固，朝铜丝扎紧方向沿铜丝用电缆刀割一条浅痕，特别注意千万不要划破电缆半导体层，缓慢将铜屏蔽带往下拽，最后沿铜丝扎紧方向拆下铜丝。

4 故障处理过程

根据故障原因对可能存在的原因逐一排除：

（1）根据电机二次控制回路接触器自动吸合，首先判断二次控制回路接线原因，对照控制原理图检查二次回路接线，经检查控制回路接线与图纸完全一致，均未发现错接漏接问题，排除接线错误。（2）检查控制电缆质量原因，通过现场电缆试验，并对控制电缆抽样送至电科院进行测试，未发现异常，检测报告完全符合技术标准要求。（3）接地系统检查，控制电缆14芯电缆，其中，1号线芯为电源线，2号线为控制开关启停或电机启停控制线，6号线芯为备用线芯，未接至端子排，由于控制电缆的构造原因，经检查发现2号线存在较高感应电压，拆开控制电缆外绝缘皮检查发现屏蔽接地层已断开，由于是同芯控制电缆，2号芯控制电缆通过1号芯电源线感应出较高感应电压，此时，屏蔽接地层未与接地装置连接，致使感应电无法消除。经重新连接接地装置后，测量感应电压已降低至AC 10V以下。随对全厂所有控制电缆进行彻底排查。

5 合理化建议

（1）控制电缆的选择。选用介电强度较高的交联聚乙烯控制电缆，必须采用行业内口碑较好的大品牌电缆厂家。（2）控制电缆接地线连接。必须严把施工质量，一定要按照规程规范要求施工，采取不定时不定量抽查方式，控制电缆屏蔽层必须安全可靠接地，备用电缆芯也不例外。（3）电缆敷设方式。控制电缆与动力电缆敷设时严格按照分层布置的原则，杜绝混合敷设，以减小强电对控制电缆的干扰。

6 结语

本文从二次回路感应电引起的故障入手，分析了二次控制回路强感应电可能引起的原因，并结合具体事件，对如何解决二次控制回路感应电进行了分析归纳总结，从控制电缆选型、施工到安装等方面提出了相应的预防措施，希望能引起广大读者的共鸣。