孟云龍 李文武

摘要：核電廠電氣設(shè)備按功能分組分為發(fā)電機(jī)、變壓器、配電盤及繼電保護(hù)等相關(guān)設(shè)備，我國(guó)沿海核電單臺(tái)機(jī)組功率都在100萬(wàn)千瓦以上，臺(tái)山核電單機(jī)功率甚至達(dá)到175萬(wàn)千瓦，其非計(jì)劃停機(jī)或停堆會(huì)直接影響電廠發(fā)電效益且會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成較大沖擊，導(dǎo)致電網(wǎng)頻率波動(dòng)，影響電網(wǎng)供電質(zhì)量，故電氣設(shè)備的可靠性是核電機(jī)組可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。而電氣設(shè)備運(yùn)行可靠性不僅取決于電氣設(shè)備質(zhì)量，也依賴電氣設(shè)備接線可靠性。本文從核電廠運(yùn)行維護(hù)的角度出發(fā)，分析電氣設(shè)備接觸不良產(chǎn)生的危害、原因，并提出預(yù)防及解決接觸不良的方案，提升電氣設(shè)備運(yùn)行可靠性，提升核電機(jī)組安全運(yùn)行水平。

關(guān)鍵詞：核電;電氣設(shè)備;接觸不良

一、核電廠電氣設(shè)備接觸不良危害

電氣設(shè)備接觸不良是引起電氣設(shè)備故障、事故及電氣火災(zāi)的主要因素之一。根據(jù)美國(guó)保險(xiǎn)公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，由于接觸不良引發(fā)的電氣火災(zāi)，占電氣火災(zāi)事故的25%以上。而根據(jù)《中國(guó)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)年鑒》對(duì)引起電氣火災(zāi)的原因和分類統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)有12.6%的電氣火災(zāi)直接原因是由于接觸不良引起，而占電氣火災(zāi)事故70.5%的短路和過(guò)熱，到底又有多少是由于接觸不良演變而間接引起的，還無(wú)法統(tǒng)計(jì)。

較之常規(guī)電廠，核電廠因其涉及核輻射，若發(fā)生火災(zāi)則不僅威脅核安全，更可能造成輿論恐慌。比如2020年4月12日，烏克蘭切爾諾貝利核電禁區(qū)附近出現(xiàn)森林大火，火勢(shì)蔓延至距離儲(chǔ)存高放射性廢料的儲(chǔ)存地點(diǎn)僅有2公里的區(qū)域，引發(fā)了附近居民乃至世界人民恐慌。

二、核電廠電氣設(shè)備接觸不良原因分析

梳理現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備接觸不良經(jīng)驗(yàn)反饋，原因主要分為以下三類：

（1）電氣設(shè)備接線不符合接線規(guī)范;

現(xiàn)場(chǎng)最常見(jiàn)不符合接線規(guī)范的接線方式是同一端子壓接兩根不同尺寸接線、接線端子壓到電纜絕緣皮、接線未正確插入端子排，圖示如下。

而上述電氣設(shè)備接觸不良的根本原因是電氣人員對(duì)接線規(guī)范認(rèn)知不足且接線操作技能不足。

（2）電氣觸頭接觸不良或有異物

觸點(diǎn)實(shí)際表面并不是光滑的，而是粗糙的、凹凸不平的，當(dāng)兩個(gè)金屬觸點(diǎn)相接觸時(shí)，接觸元件的粗糙表面將刺破表面氧化層和其他污染膜層，從而建立局部金屬接觸的導(dǎo)電路徑。隨著接觸壓力的增加，氧化膜層被壓破，金屬?gòu)倪@些破裂處擠出，所以微小的金屬接觸斑點(diǎn)的數(shù)量和面積也隨著增加，導(dǎo)電接觸面積增加，這些金屬接觸斑點(diǎn)被輕微的冷焊在一起，是唯一的導(dǎo)電路徑，同時(shí)氧氣和其他腐蝕性氣體可以進(jìn)入這些接觸區(qū)域并和暴露的金屬發(fā)生反應(yīng)從而減少金屬接觸面積，最終將導(dǎo)致電接觸區(qū)域的消失，盡管此時(shí)在氧化物表面仍存在著機(jī)械接觸。導(dǎo)電接觸面積只是名義接觸面積的一小部分，通常認(rèn)為遠(yuǎn)小于1%，進(jìn)而導(dǎo)致接觸不良。

另外，現(xiàn)場(chǎng)檢修實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，某中壓斷路器輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)之間有棉質(zhì)纖維（肉眼很難看清），導(dǎo)致觸點(diǎn)接觸不良，斷路器無(wú)法正常合閘。而棉質(zhì)纖維是大修期間使用全棉白布進(jìn)行清潔時(shí)引入，這就要求電氣人員在檢修時(shí)做好防異物工作。

（3）電氣設(shè)備接線無(wú)定期巡視、清潔、緊固等維護(hù)操作

現(xiàn)場(chǎng)檢修實(shí)踐中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)泵房、海水淡化廠房等潮濕區(qū)域及主變、輔變、開(kāi)關(guān)站等戶外區(qū)域，還有蓄電池極柱等電氣設(shè)備接線容易腐蝕且無(wú)定期巡視檢查對(duì)其清潔、緊固。導(dǎo)線在潮濕、酸性環(huán)境中易發(fā)生腐蝕，產(chǎn)生氧化物、銅綠或鐵銹，導(dǎo)致接觸不良。

三、核電廠電氣設(shè)備接觸不良預(yù)防及解決措施

1.電氣設(shè)備接線不符合接線規(guī)范問(wèn)題。

首先要實(shí)行嚴(yán)格的資格認(rèn)證制度，必須是具有相關(guān)電氣知識(shí)并經(jīng)培訓(xùn)、考核合格取得上崗證的正式電工才能承擔(dān)電氣線路的安裝敷設(shè)及運(yùn)維工作，尤其著重對(duì)電氣設(shè)備接線規(guī)范進(jìn)行學(xué)習(xí)考核，確保其資質(zhì)能勝任電氣接線工作。其次，收集核電廠典型接觸不良案例，集結(jié)成冊(cè)，定期開(kāi)展震撼教育，使電氣工作人員從心理上知曉接線不良的危害，嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)電氣接線工作;第三，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)典型接觸不良案例，按照接線規(guī)范要求細(xì)節(jié)化接線，將錯(cuò)誤接線和正確接線照片進(jìn)行對(duì)照，制作電氣接線標(biāo)準(zhǔn)化圖冊(cè)，用于提示及指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備接線工作。

2.電氣觸頭接觸不良或有異物。

觸點(diǎn)的機(jī)械性能主要有硬度、延展性和摩擦系數(shù)等。貴金屬鍍層可優(yōu)化觸點(diǎn)表面的摩擦系數(shù)和抗磨損性，最終會(huì)影響到觸點(diǎn)的可靠性。貴金屬鍍層優(yōu)化電氣性能主要是形成低值而穩(wěn)定的接觸電阻，其實(shí)質(zhì)就是對(duì)出現(xiàn)在接觸界面上的薄膜起到預(yù)防和控制的作用。金作為貴金屬，廣泛地應(yīng)用在連接器行業(yè)中，尤其是當(dāng)需要處理弱電壓和電流信號(hào)時(shí)，這主要是因?yàn)槠渚哂衅渌饘俨豢商娲膬?yōu)點(diǎn)決定的。金的化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，很難與其他物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，能有效抵抗大氣（氧氣、硫化氫、二氧化硫、氯氣、二氧化氮及二氧化碳等腐蝕性氣體）的侵蝕，同時(shí)，工程實(shí)踐中證明，金鍍層與基底金屬的附著力也很好，這些優(yōu)點(diǎn)決定了金在鍍層金屬中具有極其重要的地位。故針對(duì)觸頭接觸不良問(wèn)題，盡量采用使用鍍金觸頭的繼電器、斷路器或接觸器設(shè)備。而觸頭之間存在異物問(wèn)題，則需加強(qiáng)防異物管理，在異物管理上，盡管我們正常大修期間配置有防異物單，防異物袋，防異物單用于對(duì)工器具進(jìn)行進(jìn)出登記，防止工器具遺落在電氣設(shè)備中;防異物袋用于收集檢修過(guò)程中產(chǎn)生的碎金屬絲，金屬屑，但疏忽了棉質(zhì)清潔白布，毛刷等不導(dǎo)電物質(zhì)對(duì)設(shè)備的危害，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)盡量避免使用此類非標(biāo)準(zhǔn)耗材，如確需使用，務(wù)必檢查使用前后其完整性，避免引入異物。

3.對(duì)于潮濕、酸性環(huán)境中電氣接線，應(yīng)對(duì)電氣接線進(jìn)行防腐處理，對(duì)接線進(jìn)行絕緣包扎，避免接觸潮濕空氣、酸性環(huán)境，或刷防腐漆。

定期對(duì)電氣設(shè)備接線進(jìn)行巡視檢查，尤其涉及關(guān)鍵敏感設(shè)備的接線。若外觀看到有腐蝕痕跡，則對(duì)腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行清潔，緊固接線，做防腐處理。若電氣接線外觀無(wú)異常，對(duì)一次電氣設(shè)備接線，因其通常流過(guò)大電流，若接觸不良則會(huì)發(fā)熱，一般可使用熱成像儀進(jìn)行檢查，也可粘貼測(cè)溫試紙監(jiān)測(cè)器溫度變化。對(duì)于二次電氣設(shè)備接線，流過(guò)的電流較小，熱成像對(duì)二次接線檢查幾乎無(wú)效，故需借助內(nèi)窺鏡、電子內(nèi)窺鏡或可視采耳棒等儀器進(jìn)行電氣端子接線檢查，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)歷次大修接線端子檢查經(jīng)驗(yàn)，可視采耳棒使用簡(jiǎn)潔方便，能準(zhǔn)確查看到接線端子是否壓到電纜絕緣皮，可提升檢查精細(xì)度，提升電氣設(shè)備接線檢查質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：孟云龍，1989年3月，男，漢族，山西省臨汾市，大學(xué)本科，助理電氣工程師，從事核電站電力設(shè)備運(yùn)行維護(hù)工作。