一起6KV中置式开关着火事故分析

一起 6KV 中置式开关着火事故分析

程波

中国华电 四川广安发电有限责任公司，四川 广安 638017

【摘 要】：某电厂300MW机组运行中，在启动A循环水泵6KV开关时，发生开关本体着火，开关操作机构室内各元件烧损严重的事故。此次引起开关本体着火原因并非一次设备短路引起，而是开关本体二次元件故障引起。此类事故发生率极低，本文通过分析此次事故的原因及暴露的问题，强调开关本体二次电气元件的重要性，建议对其采取针对性防范措施，防止类似事件的发生。

【关键词】：6KV开关着火；事故处理；原因分析；防范措施

0 引言

近年来，随着小型真空断路器技术的开发和推广，中置式开关柜作为金属封闭铠装移开式开关设备的新开发得到了很快发展。中置柜的优点比较多，最重要的是手车小型化和制作工艺的机械化，使手车与导轨的制作更精确。因该产品互换性好，受现场地面水平条件的影响很小。这种金属铠装移开式开关柜运行安全可靠，检修维护方便。因此在各电厂6KV高压厂用电配电系统中广泛使用且用量大。但由于开关柜的不同厂家设计、制造、安装和运行维护等方面存在不同程度的问题。在某电厂600余台6KV开关实际运行使用过程中，偶尔会因辅助开关接触不良、一次触头触指损坏脱落、分合闸线圈烧坏、绝缘水平低等因素发生各种事故。严重时会发生开关一次设备绝缘击穿或小动物短路的恶性事故，危及人身、机组非停和设备安全，影响供电的可靠性。近期某电厂300MW机组在启动6kV 33A段A循环水泵中置式开关合闸时发生开关本体二次设备故障着火将开关烧损的事故，查阅该电厂近20年6KV开关故障记录。开关本体二次设备故障引起开关着火事故未曾发生过，查阅网上各期刊对此类事故的分析也极少。因此特别具有典型性，以下就对此次事故进行分析处理。

1 事件经过

2021年4月13日运行三值早班， 33号机组按照日内滚动计划加负荷运行，7:35启动6KVA循环水泵，7:37“110V直流接地”光子牌报警发出。在直流绝缘监察装置查看为6kvA段分支负极接地，值班人员至6KV配电室检查，发现A循环水泵开关本体冒烟、着火。远方DCS、就地事故按钮均无法停运该开关。立即打开开关柜柜门发现主着火部位为开关本体操作机构区域，佩戴正压呼吸器持干粉灭火器对开关本体着火部位进行了灭火。由于开关就地机械打跳机构已烧变形，机械打跳存在较多不确定安全风险，汇报相关领导同意，转移6kV 33A段母线负荷，停运A侧引、送、一次风机，停运33A段母线后。就地打跳开关，将开关拉出柜外，清理开关柜体、开关触头等部位。9:10经检修对附近设备检查清扫后，运行恢复33A段母线送电，11:45恢复负荷为调度下达计划。

2 检查及处理过程

2.1保护动作情况

检查开关MMPR-610Hb电动机综合保护装置保护未动作，开关处于合闸状态。

2.2检查开关本体机构部分烧损严重，待6kV母线停电后，人为机械打跳开关，将开关拉至检修位置隔离故障。检查发现开关一次动、静触头正常无烧伤痕迹，开关柜内安全联门完整，开关本体机构元件及二次电缆烧损严重。

开关本体烧损图 电动机综保装置外观图 开关柜体图

2.3检查开关柜本体仓除柜门观察窗烧损外，其他无损伤，五防机构、联门完好。

2.4检查开关柜继电仪表室内电动机综合保护装置外部被熏黑、部分二次线绝缘受损。

2.5检查开关柜母线室，落有燃烧后的飞灰，其余外观无异常，支持绝缘子、穿墙瓷套无损伤，将仓内清扫干净。检查相邻柜母线仓无损伤、无异常。9:10测试母线绝缘合格后恢复母线送电。

2.6检查电机、电缆正常无过热，测试其绝缘大于100MΩ，合格。

3 原因分析

3.1“110V直流接地”光子牌报警发出原因

33号机6KVA段A循环水泵合闸后开关内部着火控制电缆绝缘损坏引发直流接地。

3.2开关故障着火原因

故障开关解体原因排查情况：

3.2.1 测试分闸脱扣器线圈阻值45.3Ω，合闸脱扣器线圈阻值44.8Ω，线圈引线处无烧损，外观完好；测试备用开关分闸脱扣器线圈阻值44.5Ω，合闸脱扣器线圈阻值44.6Ω，两者相比较排除合闸时线圈故障引起。

3.2.2 测试合闸闭锁电磁铁线圈阻值50.2Ω正常，线圈外观完好，引线处电缆无烧伤，排除该元件引起。

3.2.3检查开关储能电机线圈完整无电弧烧伤痕迹，引线处电缆无损伤。排除储能电机故障引起。

3.2.3 检查防跃继电器组件板被高温烤变形，但无烧伤痕迹，排除该元件引起。

3.2.4 检查连接分、合闸脱扣器、合闸闭锁电磁铁、储能电机的整流桥组件板严重烧损。与之连接的所有二次电缆烧坏，整流元件均已损坏无法检测。

经过对开关解体分析，发现故障的直接原因为：DCS合闸时开关本体内合闸线圈回路中整流桥组件内部元件短路故障导致着火，引起整流桥及周围二次控制线等设备燃烧。事后厂家技术人员到现场检查分析后，给出的结论与之前分析的结论一致。

元件说明图 损坏的整流桥组件板图 储能电机图

主要二次电器元件图

4 暴露的问题

4.1 本次故障开关在2018年9月进行检修时，因该开关整流桥与合闸线圈串接的缘故，在二次插销上直接测得线圈阻值不准确，整流桥及线圈的完好性无法准确判断。

4.2 对于开关内部整流桥检查无正确检查手段。

5 整改防范措施

5.1 对6kV新替换使用的开关进行检查、试验合格，保障能在33号机A循环水泵6kV开关柜内正常使用。

5.2 对33号机A循环水泵6kV开关柜内所有二次回路线进行检查；更换开关烧损的二次接线及二次插销；对开关保护装置进行更换；带开关进行整体传动，待全部试验合格，交付运行使用。

5.3 在2021年机组检修期间，采用1000V兆欧表，绝缘电阻不应小于2MΩ，对同类型的全部6kV开关进行一次整流桥及分、合闸线圈及二次控制回路绝缘检查工作，对整流桥二极管进行检查校验。今后机组检修期间，将该工作纳入常规检查项目。将各开关的合闸、分闸线圈阻值测量值及二次控制回路绝缘值记录完整，每次测量后与上次试验数据进行比对，发现异常及时处理。

6 结 论

6KV开关合闸时开关本体内合闸线圈回路中整流桥组件内部元件短路故障，引起整流桥及周围二次控制线等设备燃烧着火，造成开关本体机构元件烧损严重。针对这起事件，分析事件原因，指出暴露的问题，着重指出6KV开关本体上二次设备元件管理上存在的不足，提出相应的整改措施，以尽可能杜绝类似不安全事件的发生。

参考文献

[1]DL/T 596—1996电力设备预防性试验规程.中华人民共和国电力行业标准, 1997-01-01实施.

[2]6kV开关着火事故分析及防范措施 王喜旺 科技创新导报2012-10-21.

[3]《ZW7-40.5型高压真空断路器标准化检修作业指导书》的编写 陕西电力科学研究院 2008-01-01