馮 征， 顧恒科 ， 江 海

1. 中國質(zhì)量認(rèn)證中心 成都分中心 成都 610041 2. 四川正和電器有限公司 成都 610041

1 問題的提出

四川某126kV變電站采用中性點(diǎn)固定接地系統(tǒng)，其隔離開關(guān)是國內(nèi)某廠家生產(chǎn)的GW4-126DW 1600/31.5系列型號(hào)，主刀閘為電動(dòng)，接地刀為手動(dòng)，與隔離開關(guān)配套使用的斷路器為LW30-126型SF6斷路器。隔離開關(guān)的接地刀在合閘或分閘過程中，均會(huì)指向?qū)γ嬉逊珠l帶電的隔離開關(guān)主刀閘，出現(xiàn)暫時(shí)接近的最小對(duì)地電氣間隙。隔離開關(guān)動(dòng)作如圖1所示，由此引出問題： 接地刀暫時(shí)接近分閘后與帶電的隔離開關(guān)主刀閘之間最小空氣間隙究竟是多少？

圖1 隔離開關(guān)動(dòng)作示意圖

2 電力公司觀點(diǎn)

電力公司認(rèn)為隔離開關(guān)的接地刀在合閘過程中動(dòng)態(tài)安全距離不足，其發(fā)出的不合格整改通知如下： 電站出線間隔GW4-126 Ⅱ DW/1600A型5臺(tái)，GW4-126DW/1600A型4臺(tái)，該兩種型號(hào)隔離開關(guān)的接地刀在合閘過程中動(dòng)態(tài)安全距離不足，即在分合接地刀過程中，接地刀頂端到帶電部位的最短距離只有630mm；按電力建設(shè)施工、驗(yàn)收及質(zhì)量驗(yàn)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)，以及電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定，110kV 戶外配電裝置帶電部分至接地部分之間的安全凈距為900mm[1-3]，因此這兩種型號(hào)的隔離開關(guān)不符合要求，請(qǐng)有關(guān)廠家妥善解決這一問題。

3 生產(chǎn)廠家觀點(diǎn)

隔離開關(guān)生產(chǎn)廠家回復(fù)函認(rèn)為： 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 1985—2004《高壓交流隔離開關(guān)和接地開關(guān)》[4]第6.2.5條規(guī)定, 對(duì)于隔離斷口與底座平行且與接地開關(guān)組合成一體的隔離開關(guān)，應(yīng)在接地刀的最不利位置,即接地刀分合閘過程中與對(duì)面隔離開關(guān)主刀閘帶電體之間的暫時(shí)最小距離，用表1給出的工頻試驗(yàn)電壓進(jìn)行試驗(yàn)。接地刀最不利位置絕緣距離與隔離開關(guān)對(duì)地絕緣距離不是同一個(gè)概念。

表1 GB 1985—2004規(guī)定的工頻試驗(yàn)電壓

GW4-126DW系列型號(hào)隔離開關(guān)，額定短時(shí)工頻耐受電壓有效值斷口間為 300kV，與之相對(duì)應(yīng)的斷口絕緣距離為1000mm。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算，在接地刀最不利位置情況下，帶電側(cè)與接地刀動(dòng)觸頭之間的安全距離為1000×145÷300≈483mm。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)測，GW4-126DW系列型號(hào)隔離開關(guān)在接地刀最不利位置情況下，帶電側(cè)與接地刀動(dòng)觸頭之間的距離≥600mm，滿足了技術(shù)要求。

4 筆者觀點(diǎn)

對(duì)于以上爭議，筆者認(rèn)為： 隔離開關(guān)生產(chǎn)廠方應(yīng)出示此隔離開關(guān)2007年試驗(yàn)報(bào)告原文復(fù)印件，以證明接地刀在最不利位置時(shí)所承受的工頻耐壓；廠方還應(yīng)出具書面承諾書，即如果是由于接地刀原因而使電站產(chǎn)生絕緣破壞、人員傷害、設(shè)備損壞、停電等事故，那么由廠家負(fù)完全責(zé)任。

此外，廠方回復(fù)函中推算安全距離為483mm，筆者認(rèn)為其所使用公式及推斷理論不正確。

在廠方出具的試驗(yàn)報(bào)告中，接地刀最不利位置，即最接近帶電隔離開關(guān)主刀閘的位置，工頻耐壓試驗(yàn)為 165kV，高于所規(guī)定的試驗(yàn)?zāi)蛪褐?145kV)，這是因?yàn)樾枰獫M足中性點(diǎn)不接地的要求。

問題是該試驗(yàn)報(bào)告中并沒有明確標(biāo)示接地刀在最不利位置時(shí)其與帶電隔離開關(guān)主刀閘的距離是多少，使得監(jiān)理人員無法按試驗(yàn)報(bào)告中的情況模擬檢查，且在現(xiàn)場也無法直接實(shí)施145kV工頻耐壓試驗(yàn)。

另外，隔離開關(guān)主刀閘的外形與絕緣也有關(guān)系，比如銅棒隔離開關(guān)主刀閘就比方形鋁合金隔離開關(guān)主刀閘電場均勻度好，鑄鋁合金構(gòu)成的主刀閘有明顯的方棱角，比銅棒主刀閘更容易放電。

那么，安全距離應(yīng)該是多少呢？筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)將最新國家標(biāo)準(zhǔn)作為判定依據(jù)。GB 1985—2004中第4.2條規(guī)定： 對(duì)于隔離斷口與底座平行且與接地開關(guān)組合成一體的隔離開關(guān)，如果最小間隙下的1min 工頻耐受電壓不低于第6.2.5條中的規(guī)定，即額定電壓126kV中性點(diǎn)固定接地，1min工頻耐壓為145kV，不接地為164kV，則認(rèn)為當(dāng)接地刀與對(duì)面的隔離開關(guān)帶電部分暫時(shí)接近過程中滿足了安全要求。顯然，該GW4-126DW系列型號(hào)隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)符合第4.2條的規(guī)定，且型式試驗(yàn)報(bào)告中工頻耐壓為165 kV是符合要求的。

國家工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)GBJ 194—1990《電氣裝置安裝工程 母線裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》第2.1.13條及國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50060—2008《電氣裝置安裝工程 母線裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》第5.1.1條規(guī)定，室外配電裝置安全凈距，帶電部分主接地部分之間為 900mm(中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng))，這一條款適用的是固定不動(dòng)的接地體，并沒有明確規(guī)定包含暫時(shí)接近的接地體，顯然沒有涵蓋接地刀運(yùn)動(dòng)過程中暫時(shí)接近的最小距離。

另一方面，GB 1985—2004中第4.2條下的注釋又引起了各種理解及紛爭。注釋的第1條是，除了僅配人力操動(dòng)機(jī)構(gòu)的接地開關(guān)操作的短時(shí)間內(nèi)之外，絕緣強(qiáng)度的暫時(shí)降低不是安全要求的普遍問題。正因?yàn)槿绱?，且不考慮老化，降低的絕緣強(qiáng)度是可以接受的。因?yàn)樵诮拥剡^程中雷電和操作沖擊發(fā)生的概率很低，所以不要求進(jìn)行沖擊電壓試驗(yàn)。注釋的第2條是，對(duì)僅配人力操動(dòng)機(jī)構(gòu)的接地開關(guān)，如果國家安全規(guī)程規(guī)定了更高的耐受電壓值，則可以由用戶與制造廠之間協(xié)商。注釋的第3條是，如果最小的暫時(shí)電氣間隙大于 GB/T 311.2[5-6]中給出的電氣間隙，則不需要試驗(yàn)。

對(duì)于第1條注釋，監(jiān)理方認(rèn)為這是指電動(dòng)操作的隔離開關(guān)接地刀絕緣可以降低，而本工程使用的隔離開關(guān)接地刀是手動(dòng)的，因此憑借該條不能認(rèn)為該隔離開關(guān)是合格的。

第2條注釋中提到對(duì)僅配人力操動(dòng)機(jī)構(gòu)的接地開關(guān)，國家安全規(guī)程規(guī)定有更高耐受電壓值。GBJ 194—1990與GB 50060—2008規(guī)定的相對(duì)地絕緣距離是900mm，那么此間隙對(duì)應(yīng)的工頻耐壓值是多少呢？查閱國家標(biāo)準(zhǔn)GB 11022—1999《高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共同技術(shù)要求》第4.2條，額定絕緣水平126kV，相對(duì)地及相間的1min工頻耐壓為230kV，隔離斷口是300kV。因此監(jiān)理方認(rèn)為根據(jù)第2條注釋，安全規(guī)程有更高的耐受電壓值，因此可以要求用戶出具同意該隔離開關(guān)使用的書面報(bào)告，而用戶根本就無法判別究竟怎樣才是合格的，又如何出具書面報(bào)告協(xié)商呢？

筆者認(rèn)為，GBJ 149—1990及GB 1985—2004相關(guān)條款，其實(shí)都存在一些尚不能完全解釋清楚的矛盾狀況。查閱電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 486—2010《高壓交流隔離開關(guān)和接地開關(guān)》[11-12]第4.2條，有如下表述： 對(duì)于隔離斷口與底座平行且與接地開關(guān)組合為一體的隔離開關(guān)，如果最小間隙下的1min工頻耐受電壓不低于第6.2.5條中的規(guī)定，則認(rèn)為當(dāng)接地開關(guān)與對(duì)面的隔離開關(guān)帶電部分暫時(shí)接近過程中滿足了安全要求。條文同時(shí)還有注釋： 除了僅配人力操動(dòng)機(jī)構(gòu)的接地開關(guān)操作的短時(shí)間內(nèi)之外，絕緣強(qiáng)度的暫時(shí)降低不是安全要求的普遍問題；因?yàn)樵诮拥剡^程中雷電和操作沖擊發(fā)生的概率很低，所以不要求進(jìn)行沖擊電壓測驗(yàn)；對(duì)僅配人力操動(dòng)機(jī)構(gòu)的接地開關(guān)，用戶如要求更高的耐受電壓值，則由用戶與制造廠協(xié)商。

DL/T 486—2010第6.2.5條規(guī)定： 對(duì)于隔離斷口與底座平行且與接地開關(guān)組合為一體的隔離開關(guān)，應(yīng)在接地開關(guān)的最不利位置按表2給出的工頻試驗(yàn)電壓進(jìn)行試驗(yàn)。

表2 DL/T 486—2010規(guī)定的工頻試驗(yàn)電壓

此處明確了： 采用手動(dòng)操作的接地刀，隔離開關(guān)主刀閘運(yùn)動(dòng)到帶電部分與接地刀最短距離時(shí)， 絕緣水平不應(yīng)低于145kV，可認(rèn)為接地刀暫時(shí)接近的最不利絕緣間隙滿足要求。

附錄D闡述清楚了接地刀暫時(shí)接近的工頻耐壓就是145kV(1min)。那么，在此工頻耐壓的最不利位置的絕緣安全距離應(yīng)該是多少呢？從原理上說，這應(yīng)該是明顯、可測量的，但顯然，上述標(biāo)準(zhǔn)都沒有規(guī)定。因此，只能將接地刀處于最不利位置的絕緣距離實(shí)測值與產(chǎn)品在型式試驗(yàn)中工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)最不利的絕緣距離進(jìn)行對(duì)照比較，該廠家的型式試驗(yàn)報(bào)告中沒有此距離值，而對(duì)方確認(rèn)就是630mm。電力系統(tǒng)相關(guān)部門確認(rèn)該系列型號(hào)隔離開關(guān)在其它電站使用超過1年，并未發(fā)生過絕緣事故，因此予以準(zhǔn)許通電試運(yùn)行。

5 建議與結(jié)論

(1) 筆者認(rèn)為，在GB 1985—2004中應(yīng)明確界定是手動(dòng)還是電動(dòng)操作的隔離開關(guān)，以及手動(dòng)與電動(dòng)操作接地刀有無本質(zhì)的區(qū)別。

(2) GB 1985—2004第4.2條注釋中，絕緣強(qiáng)度的暫時(shí)降低不是安全要求的普遍問題，這個(gè)“暫時(shí)降低”是指相對(duì)地230kV(1min)還是指接地刀暫時(shí)接近的145kV(1min)？筆者的理解應(yīng)該是接地刀暫時(shí)接近的工頻耐壓145kV(1min)，且不能再低。

(3) 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)給出暫時(shí)接近的最小安全距離的數(shù)值，如果有了這個(gè)數(shù)值，再加上工頻耐壓145kV(1min)，業(yè)內(nèi)就不會(huì)再有爭議了。

(4) 建議生產(chǎn)廠家對(duì)接地刀運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行改進(jìn)，使接地刀分合閘運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)指向?qū)γ娴母綦x開關(guān)主刀閘帶電部分，接地刀運(yùn)動(dòng)分合閘只指向本隔離開關(guān)主刀閘的靜觸座，即接地刀合閘前位置與分閘后隔離開關(guān)主刀閘是平行的，如圖2所示。

[1] 3～110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范： GB 50060—2008[S].

[2] 電氣裝置安裝工程 母線裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范： GB 50149—2010[S].

[3] 電氣裝置安裝工程 母線裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范： GBJ 149—1990[S].

圖2 改進(jìn)后隔離開關(guān)動(dòng)作示意圖

[4] 高壓交流隔離開關(guān)和接地開關(guān)： GB 1985—2014[S].

[5] 絕緣配合 第2部分： 高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合使用

導(dǎo)則： GB/T 311.2—2002[S].

[6] 絕緣配合 第2部分： 使用導(dǎo)則： GB/T 311.2—2013[S].

[7] 高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求： GB/T 11022—1999[S].

[8] 高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求： GB/T 11022—2011[S].

[9] 高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求： DL/T 593—2006[S].

[10] 高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求： DL/T 593—2016[S].

[11] 交流高壓隔離開關(guān)和接地開關(guān)訂貨技術(shù)條件： DL/T 486—2000[S].

[12] 高壓交流隔離開關(guān)和接地開關(guān)： DL/T 486—2010[S].