移变低压馈电开关烧毁原因分析及预防措施

移变低压馈电开关烧毁原因分析及预防措施

作者：王学东

来源：《价值工程》2011年第15期

Causes Analysis on Low Voltage Feed Switch of Mobile Substation and Prevention Measures

Wang Xuedong

（Equipment Management Center，Kailuan (Group) Limited Liability Corporation，Tangshan 063000，China）

摘要：本文针对移动变电站低压馈电开关的性能及使用情况，可能发生事故的原因进行了分析，并提出了一系列的预防措施，避免造成低压侧烧毁或爆炸事故的发生。

Abstract: Based on the performance and using status of low voltage feed switch of mobile substation, this paper analyzed the cause of accident may occoure, and made a series of preventive measures to avoid low-pressure side burning or explosion accidents. 关键词：低压馈电开关 原因分析 预防措施

Key words:low voltage feed switch；cause analysis；preventive measures 中图分类号：TM4文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）15-0046-02 0引言

目前，井下综采工作面使用的移动变电站变电种类有KSGZY-500，KSGZY-630，KSGZY-800，KSGZY-1000四种，高压侧配备的是FB-6型负荷开关，相应低压馈电开关为BKDI-500，BKDI-630两种。这两种馈电开关自投入使用以来，时常发生烧毁爆炸事故。进入2002年以来，随着原煤产量的提高，设备用量随之增加，据2002年1月～11月统计，总计发生500（630）低压测烧坏事故7起，其中一起人员左侧身体严重烧残。由于移变所使用的地点距采煤工作面较近，当移变发生爆炸时，直接危及矿工的生命安全，甚至将造成整个矿井的爆炸。针对这种严重问题，经过反复调查，反复检查试验，试图弄清楚事故原因，从低压侧本身解决问题。如何解决低压侧故障问题我们面临的重要课题。下面我将从移变低压馈电开关的性能、原因和预防措施三个方面进行剖析。

1BKDI-500（630）/1140（660）移变低压馈电开关性能剖析

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1.1 主要技术参数配变压器容量（KVA）：100、800、630；额定电压（V）：1140/660；额定电流（A）：500/630；通断能力（KA）9（COSΦ=0.3）；分断时间（S）：>0.08；20000；电寿命（次）：>1000；过载整定范围：0.4-1倍；短路整定范围：3-10倍；保护形式：欠压保护、过载和短路保护、漏电及漏电闭锁保护。

1.2 主要特点①主回路通过500（630）A真空断路器A，B，C，三项真空管的通断来完成，电源侧和负荷侧由插接式的导电铜排连接或铜辫子线连接。②控制回路由组合开关、继电器、欠压线圈、分励线圈等元件组成，来完成对主回路通断的控制。③保护同路由检漏继电器、半导体脱扣器组成，分别实现漏电保护和过载、短路、欠压、过压等保护。

1.3 可能发生故障点为弄清移变低压侧发生故障的可能原因，我们多次深入现场或在地面对事故实体进行仔细观察分析，进行相关的动作试验，并结合对移变使用人员和维修人员的调查，从多方面、多角度对每个可能引起事故的原因进行分析，认为低压侧可能发生故障的原因见表1所示。

1.4 主要故障案例1998年，徐庄矿某工作面，当时发现系统有漏电现象，电工即对系统进行处理，在不懂移变工作原理的情况下，将三相电抗器原边三相接头拧在一起，人为造成三相短路，在送电时发生高压短路，当事人严重烧伤，低压侧爆炸。见表2所示。 2原因分析

2.1 带电检修是引起事故的首要因素。根据调查，对于电气设备（如：移变低压开关以及馈电开关等）的检修，井下维修工均是在带电状态下工作的。当前，维修工使用的检修工具都不是很先进，在工作中哦，不能够达到对设备的自动检查，获取设备发生故障信息的目的，同时也不可以在停电情况下，完全地查处发生故障的原因，只能在带电以及使用落后的工具的条件下，才能在规定的时间完成任务，确保工作设备的有效工作时间。维修工经常冒着被罚款、被开除、甚至被伤害生命的危险去工作，并非真正意义上的“安全作业”，在这种工作条件下发生事故是难免的。我们呼吁有关科研部门、制造单位，能尽快研究科学合理的检修方法和检修工具，防止人身伤害事故的继续发生。

2.2 地域湿度大是设备发生故障的主要隐患。比如，有的矿区位于河流湖泊附近，井下地气湿度大，特别在六、七、八这三个月，设备腔体内水珠增多，稍不注意，就会造成漏电、短路等故障。对有经验的维修工，在这段时间内会采取禁修、少检查的办法，防止水汽进入。据统计，低压侧事故大多发生在这几个月内。

2.3 保护形式落后，分断电流大。进入90年代末，移变高、低压开关形式已经出现可变化，人家普遍认识到低压分断电流大，容易引起真空接触器拉弧、烧毁开关的缺陷，已逐步采用低压侧检测、高压侧分断的方法改进移变结构，这一问题正在解决。

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2.4 井下漏电故障不易发现，漏电保护被解除。井下一旦有漏电故障的发生，低压侧断电，从而工作面设备就不能够正常的工作，使生产受到影响。因为我们对于井下漏电不方便检查，为了能够节省时间，一些维护工就是使用甩掉漏电保护的做法保持移变工作。在此种状况下，三相电抗器会继续工作，移变本身三相电阻不均衡的差异让三相不平衡电流表现不是很凸显，不能够被容易地发现，三相电抗器经过长期的工作势必会发热，达到一定程度的时候，肯定会被烧坏。低压侧会有烟雾，并因此导致短路，从而自行烧毁。 2.5 维护不及时、维护不当、维护水平差异。

2.6 元件多、内部空间小、元件质量不稳定、低压侧内部空间小，元件多增加了故障发生的可能。

从故障现象分析，变压器、真空接触器等元件确实存在一定的质量问题，当这些元件损坏后，势必造成低压侧烧毁或爆炸事故。 3预防措施

3.1 引进先进技术，改变移变整体状况长期以来，移变使用的短路保护只能对低压馈电开关的下级线路进行保护，但是，对于不能保护移变低压侧引出线的短路故障。为了彻底改变这种状况，我们假想在低压侧与高压侧中间添设短路保护，假如低压侧发生短路现象，保护装置马上切断高压侧的电源，移变断电。这样，就不会发生移变低压引出线而高压不跳，一定程度上消除了低压侧线圈烧毁。从2003年，我们就进行实地考察，当前国内最先进，使用低压侧故障分断高压侧运行模式的配电装置，故障能够以高、低压开关的液晶显示屏进行显示，降低了盲目带电检修的可能性。现在对于本装置，我们已经有六套，同时获得很好的效果，在今后几年，我们会逐渐地淘汰旧产品。本产品有以下几方面的特征：

BXBD.800/1140（660）低压保护箱：①整个故障都是通过信号线驱动高压侧真空断路器分断高压侧电源，进而减少了分断电流，消除了低压馈电开关的频繁分段故障，以及变压器低压绕组至低压馈电开关回路漏电不能分断故障点的死区，避免了故障烧坏移变绕组的重大故障。②采用PLC控制器和GOT机屏显示系统，便于参数设置、故障显示、移变工矿显示。③在关闭高压断路器后，PLC依然能够对系统作出漏电检测，同时经过高压侧来锁闭保护。④由于保护箱的内部元件以及故障点都相对较少，所以能够可靠地工作。⑤具有过载保护、短路保护、漏电保护、漏电闭锁、过压保护、欠压保护、后备跳闸保护等功能。

PBG-250/6000B高压真空配电装置特点：①低压侧故障分断高压侧电源的远行模式的组成是由低压保护箱以及变压器进行配套的方式。②既有电动合闸也有手动合闸，不仅具备独立的高压隔离开关，而且具备分断容量较大的高压真空断路器。对于检查故障、显示故障等，可以通过PLC控制器和人机屏GOT。③有过载保护、短路保护、断相保护、过压保护、欠压保护、超温保护、上级电源紧停保护、变压器内部保护、对低压侧反馈来的故障进行保护等功

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能。该技术引进后，从根本上解决了低压侧烧人的重大事故，提高厂检修人员工作的安全可靠性。从近几个月的运行情况看，这种选择是正确的，这种形式的高、低压开关将作为我们替代旧开关的产品。

3.2 加强现场维护管理为了减少、避免事故的发生，我们对老式移变仍应把维护管理放在首位。维护时除了按照说明书上的有关要求进行维护外，还应进行以下工作：①日常检查：检查外观状况是否良好；检查移变的接地状况是否良好、温度是否异常、噪音是否增大；按照《煤矿安全生产规程》进行动作实验；检查低压侧补偿与复位动作的配合；检查内部接头有无发热，及时紧固螺母或更换元件；清理内部灰尘，及时更会损坏线路；检查控制线是否被挤压或损坏。②定期检修：检查主回路接线是否松动、发热、绝缘老化程度；整定保护动作值；调整合闸机构使其达到最佳状态。③其余注意事项：加工特殊工具对过度接线处的螺母进行紧固提高雨季时漏电保护动作值；对潮湿环境的低压侧壳体内应防止干燥剂；在中夜班应急处理故障时，以不损坏低压侧为前提，保护系统正常工作。④严禁甩掉短路保护、过载保护、漏电保护，严禁甩掉保险。⑤正常合闸时，严禁带负荷分闸。对新入井的移变和长期不使用的移变，使用前必须测量其绝缘值，有水气时应进行擦干和干燥处理。

3.3 提高元件质量和修理质量①在所有损坏的低压侧中，表现迹象最为严重的是：壳体内部全部烧黑，高压连线烧光，真空管炸裂，控制变压器烧毁，三厢电抗器烧毁，控制线烧光，接线柱烧化，壳体烧穿火烧变形等，事后从实物很难分析事故发生的原因。但除使用维护不当外，元件质量问题也是诱发故障的重要因素之一，而元件质量的关键即为制造厂家的选择是否正确。在此，我们应对元件厂家做以要求，通过对用户调查和厂家产品制造质量调查，选择可靠元件。②中途更换或正常升井大修的移变，检修时必须按照《煤矿机电设备检修质量标准》进行相关项目的修理和测试。出厂前，严格做好各项电气试验，并将试验记录入档，以备查询。

3.4 加强职工培训在所统计的故障中有三气人员烧伤事故。引起烧伤的直接原因是人为解除开关闭锁送电、开关门未关严时发生短路、短路电弧喷出造成烧伤。姑且不谈短路原因，若按规范关门送电，即使内部短路，断不致于伤人。因此，使用移变之前，必须对使用人员进行专业培训、安全知识培训，并通过事故案例，让他们懂得违章作业带来的严重后果，让他们掌握操作要领，弄懂移变结构原理、各元件作用、安全规程要求等内容，严禁违章作业。