史春旻 丁知見(jiàn)

摘 要：通過(guò)介紹兩起繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)工作中的事故案例，詳細(xì)論述事故發(fā)生的原因，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的端子排設(shè)計(jì)沒(méi)有防誤措施，提出了一種新的端子排設(shè)計(jì)思路，能杜絕現(xiàn)場(chǎng)工作中拆接二次回路時(shí)誤碰和誤動(dòng)的情況發(fā)生，并通過(guò)彈簧機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)防止螺絲長(zhǎng)時(shí)間緊固后發(fā)生松動(dòng)。該研究推動(dòng)了繼電保護(hù)二次回路的發(fā)展和完善，消除了二次回路端子排處存在隱患、易發(fā)生故障的短板。

關(guān)鍵詞：端子排;繼電保護(hù);二次回路

0? ? 引言

變電站保護(hù)屏、端子箱等屏柜內(nèi)部通常用端子排來(lái)實(shí)現(xiàn)二次回路電纜線的轉(zhuǎn)接和連接。在繼電保護(hù)校驗(yàn)、保護(hù)改造、搶修故障排除等過(guò)程中，端子排處二次回路發(fā)生誤碰或者松動(dòng)引起故障等事故常有發(fā)生。常規(guī)接線端子排的隱患已經(jīng)造成繼電保護(hù)可靠性下降，但是并沒(méi)有引起相關(guān)人員的重視，也沒(méi)有任何防誤措施[1-2]。

傳統(tǒng)做法是在二次回路工作中加強(qiáng)監(jiān)護(hù)，做好相關(guān)安全措施，施工時(shí)提高接線質(zhì)量。但由于保護(hù)人員技術(shù)、技能水平原因，繼電保護(hù)在端子排處故障率很難降低到零。

在110 kV變電站主變保護(hù)校驗(yàn)過(guò)程中，需要斷開(kāi)聯(lián)跳分段或者其他有源線路的二次回路。在斷開(kāi)二次回路或者恢復(fù)二次回路的過(guò)程中，二次人員如果誤碰或者誤接線，很可能造成誤跳運(yùn)行開(kāi)關(guān)[2]。

另一方面，運(yùn)行幾年的變電站，常常由于熱脹冷縮、金屬疲勞等原因，端子排螺絲的緊固程度會(huì)發(fā)生下降，甚至造成二次回路接觸不良，開(kāi)關(guān)無(wú)法正確分合閘，信號(hào)無(wú)法正確傳輸[2]。通常的做法是在變電站新建的時(shí)候要求施工人員緊固端子。但在運(yùn)行狀態(tài)下，很難一一去檢查每個(gè)端子的緊固程度。

采用現(xiàn)有技術(shù)的接線端子，很難避免上述類(lèi)似問(wèn)題的發(fā)生。本文通過(guò)分析兩起繼電保護(hù)事故，尋找現(xiàn)有接線端子的設(shè)計(jì)薄弱點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)一步完善，防止今后類(lèi)似事故發(fā)生，推動(dòng)繼電保護(hù)二次回路的發(fā)展和完善[1]。

1? ? 一起安措恢復(fù)過(guò)程中誤跳閘事故

某日，某110 kV變電站2號(hào)主變擴(kuò)建施工安措恢復(fù)過(guò)程中，20 kV分段210、220開(kāi)關(guān)動(dòng)作，跳開(kāi)分段開(kāi)關(guān)。檢查全站遙信信號(hào)后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，僅有開(kāi)關(guān)分閘信號(hào)。具體信號(hào)如圖1所示，箭頭處為開(kāi)關(guān)變位信號(hào)，開(kāi)關(guān)分閘時(shí)刻沒(méi)有保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。

調(diào)取現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控錄像后發(fā)現(xiàn)，開(kāi)關(guān)分閘時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)班工作人員驗(yàn)收工作已結(jié)束，正在恢復(fù)聯(lián)跳分段開(kāi)關(guān)安措。在恢復(fù)安措過(guò)程中，工作人員誤碰相鄰端子裸露部分，導(dǎo)致運(yùn)行開(kāi)關(guān)分閘。發(fā)生短路的為圖2中箭頭指向的KD31、KD33、KD41、KD43處。

在安措恢復(fù)過(guò)程中，由于工作人員技能水平原因，造成了本次故障，誤跳了運(yùn)行開(kāi)關(guān)。但是如果端子排有防誤碰設(shè)計(jì)，將能大大降低本次事故發(fā)生的概率。

本次故障暴露了現(xiàn)有端子排在拆接線以及日常其他工作中，存在誤碰端子排導(dǎo)電部分導(dǎo)致故障的可能性。本文在防誤碰端子排的設(shè)計(jì)中，將研究如何通過(guò)合理簡(jiǎn)單的措施避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。

2? ? 一起端子松動(dòng)引起的開(kāi)關(guān)拒動(dòng)事故

某日，某變電站10 kV 128線路保護(hù)動(dòng)作，開(kāi)關(guān)未動(dòng)作，2號(hào)主變低壓側(cè)零序后備動(dòng)作，跳開(kāi)主變各側(cè)開(kāi)關(guān)隔離故障。

10 kV 128線路保護(hù)為西門(mén)子7SJ62，接地保護(hù)采用零序過(guò)流，其中零序過(guò)流Ⅰ段定值120 A（二次1 A）、0.6 s，零序過(guò)流Ⅱ段定值60 A（二次0.5 A）、0.9 s。保護(hù)裝置報(bào)文如下：620 ms，零序Ⅰ段動(dòng)作;913 ms，零序Ⅱ段動(dòng)作。

調(diào)取波形如圖3所示。

從線路保護(hù)記錄的波形（圖4）中可以看出，故障起始時(shí)刻，B相二次電流增大至約3.6 A，滿足零序過(guò)流Ⅰ段、Ⅱ段定值;同時(shí)可以看出，故障電流、電壓持續(xù)了約1 550 ms，已超過(guò)零序過(guò)流Ⅰ段、Ⅱ段動(dòng)作延時(shí)（600 ms、900 ms），線路保護(hù)在此故障電流作用下先后發(fā)出零序過(guò)流Ⅰ段、Ⅱ段動(dòng)作信號(hào)。

最后檢查開(kāi)關(guān)柜回路發(fā)現(xiàn)，在保護(hù)動(dòng)作時(shí)，由于X2-6、X2-7（如圖5中箭頭所示）端子排的操作回路螺絲松動(dòng)，在128線路保護(hù)動(dòng)作時(shí)，開(kāi)關(guān)分閘電流未達(dá)到開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)額定分閘電流，開(kāi)關(guān)分閘失敗，造成繼電保護(hù)越級(jí)跳閘[3]。

3? ? 對(duì)現(xiàn)有端子的設(shè)計(jì)優(yōu)化

現(xiàn)有接線端子存在裸露部分明顯并容易松動(dòng)現(xiàn)象。本文對(duì)端子排進(jìn)行了針對(duì)性設(shè)計(jì)，以消除上述隱患。

3.1? ? 使用擋板設(shè)計(jì)

端子排在接線處，常常由于施工時(shí)導(dǎo)線銅芯長(zhǎng)度預(yù)留過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致導(dǎo)線發(fā)生裸露現(xiàn)象，增加了隱患。接線情況如圖6所示。

如果在端子排接線口兩側(cè)使用擋板，在拆接線時(shí)打開(kāi)，平時(shí)關(guān)閉擋板，就能起到防止端子排處發(fā)生誤碰、積灰、凝露的作用。擋板的設(shè)計(jì)如圖7所示[4]。

3.2? ? 端子排內(nèi)彈簧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

端子排內(nèi)的導(dǎo)線，上部受到螺絲的壓力。由于銅導(dǎo)線存在一定的延展性，以及夏天和冬天溫度差形成的熱脹冷縮原因，在緊固一段時(shí)間以后，端子排將發(fā)生松動(dòng)。如果端子排存在一個(gè)彈簧墊片，對(duì)導(dǎo)線施加一個(gè)預(yù)緊力，將能有效克服可能產(chǎn)生的松動(dòng)現(xiàn)象。加裝彈簧墊片后的效果圖如圖8所示。

彈簧墊片呈一定的弧度，上部螺絲擰緊之后，下部墊片的接觸面積進(jìn)一步增大，能更好地降低接觸電阻。同時(shí)墊片對(duì)銅導(dǎo)線產(chǎn)生向上的反作用力，如果發(fā)生部分松動(dòng)，彈簧墊片通過(guò)自身發(fā)生形變能夠彌補(bǔ)松動(dòng)帶來(lái)的間隙[4]。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

本文從繼電保護(hù)二次回路端子排在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的薄弱點(diǎn)出發(fā)，分析了開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，最后進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，對(duì)原有的薄弱點(diǎn)進(jìn)行彌補(bǔ)。新設(shè)計(jì)端子排已在變電站現(xiàn)場(chǎng)試用，運(yùn)行情況良好。

上面提出的改進(jìn)方法，增加了端子排的復(fù)雜性，提升了成本，未來(lái)還需要在現(xiàn)場(chǎng)試用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行優(yōu)化，改善結(jié)構(gòu)，使端子排更加完善。

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[4] 賴紹奇.改進(jìn)二次保護(hù)裝置端子排的方法措施[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013（11）：75-76.

收稿日期：2020-03-24

作者簡(jiǎn)介：史春旻（1981—），男，江蘇東臺(tái)人，碩士研究生，高級(jí)工程師，主要從事變電站二次系統(tǒng)運(yùn)維工作。

丁知見(jiàn)（1993—），男，江蘇宜興人，工程師，主要從事變電站二次系統(tǒng)運(yùn)維工作。