试验设备

案例分享一起GIS设备误操作事故的安

发布时间:2022/7/20 13:02:34   

GIS设备一般采用封闭式设计和安装,其内部设备状态无法直接观察,在检修、维护时,如果作业人员安全防范意识不到位,可能进行误操作,轻者造成设备损坏、人员受伤,重者造成电网主设备烧毁电网大面积停电,带来巨大损失。

本文通过对一起GIS设备电气误操作事故的分析,总结了在GIS设备检修时的安全风险点,并提出相应的控制措施。对于我们从事件中汲取教训、制定防范对策,减少和杜绝类似事故的发生,对确保电网安全生产具有重要意义。

一、事故情况简述

台电公司兴达发电厂kV(北)开关场,为配合兴达发二号机组大修,于3月初进行、断路器维修保养工作。现场一次设备为双母3/2接线,故障设备接线图如图1所示。3月2日,电厂维修单位发现断路器SF6气体含水量过高,将该断路器所属气室SF6绝缘气体进行回收,以便过滤及热处理以去除其中水分。3月3日,操作人员进行隔离开关操作时,专责监护人向操作人员表示气室内无气体,但操作人员与工作许可人均未意识到可能风险,执行隔离开关合闸操作,造成气室内导体对外壳闪络。同时,由于保护装置判断错误,造成母线停电,进而导致多台发电机组跳开,系统频率波动,最终损失负荷万千瓦,占全台负荷总量的1/3,全台约.9万用户受到影响。

图1现场一次接线图

图2事故现场照片

二、设备故障分析

2.1故障发展过程分析结合现场事故分析报告,由于断路器气室的SF6气体被回收,设备气室处于真空状态,绝缘性能下降,刀闸在其合闸过程中发生合闸预击穿,此时,断路器气室已带电,合闸预击穿足以将其绝缘击穿,发生接地短路,其短路电流可达到十几甚至几十kA,而此时刀闸还未合闸到位,其回路电流增大、通流能力减弱,产生高温将导体烧熔,金属蒸汽挥发后,气室绝缘被击穿,发生闪络。隔刀气室击穿后,短路电流由气室闪络路径改至气室闪络路径流入外壳。GIS壳体通常为8mm左右的铝合金材质,只能承受0.3秒左右短路电流,而本次故障母线保护未动作,其短路电流可能持续数秒,进而导致壳体严重烧损。现场如图2所示。2.2故障气室绝缘性能分析本次故障中,断路器气室在抽真空后的闪络击穿是故障发生的源头。GIS气室内通常可视为均匀电场环境,在低气压下,其击穿电压符合巴申曲线,如图3所示。SF6气体与空气的巴申曲线趋势相似,击穿电压更高,如图4所示。由上述图示可知,气体在巴申曲线中的最低击穿电压通常出现在Pa附近,而GIS气室抽真空后的压力通常为Pa,即使是SF6气体,在该环境下的绝缘性能也远小于标准大气压下的空气。按kVGIS导体相对地净距离28cm估算,可得其击穿电压仅约为5kV,远小于其运行电压.2kV。因此,当断路器一端带电后,该气室绝缘很快即被击穿,发生闪络。

图3空气中的经典完整巴申曲线

图4SF6气体与空气的巴申曲线的比较

三、事故原因及安全风险分析

事故发生直接原因是检修人员对作业风险管控不到位,进行了误操作导致事故发生。对此事故现场作业风险分析如下:(1)现场防误操作安全措施不到位,现场设备操作仅使用“禁止操作作业卡”等提示性措施进行管控,存在极高的误操作风险。

图5现场操作界面

图6开关设备挂销卡情况(2)现场未严格落实高作业风险现场作业的相关规定,危险点辨识不清,在气室抽真空情况下,对带电设备进行操作,使检修设备带电,存在设备绝缘击穿的风险。(3)作业范围划分不明,隔离开关机构进行更换零部件工作后,现场作业人员应待断路器完成充气后,方可对隔离开关进行操作,两个作业面交叉作业混乱,直接导致了本事故的发生。图7事故发生前设备挂销卡情况(4)进行现场一次设备操作前,到现场确认设备状态时,未对相邻检修设备状态进行复查,未核实现场风险。图8检修、试验工作联络书(工作票)如图8所示,检修人员在对是否需要做设备试运转和设备异常检修、试验等,是否可能有跳机风险选项时均选填“否”,运维人员未对设备异常检修、试验等,是否可能有跳机风险选项进行填写,且相关人员未确认签名。(5)年更新的兴达电厂开关厂母线继电保护装置设定启动闭锁保护时间(5s)与旧的电机驱动隔离开关动作时间(7s)两者之间有时序差别,导致保护装置自动闭锁,而关闭保护功能,未及时切除故障,造成事故后果扩大。

四、管控措施

此次事故虽然未发生在国网公司系统内,但事故中作业人员对安全风险的忽视、事故导致的后果都具有极大的警示作用。对于检修作业中的安全风险管控,我们应该做到以下措施:一是要严格杜绝违章操作、无票作业,将防误操作各项措施落到实处。二是要严格落实现场作业的安全措施,认真辨识作业现场存在的危险点,各级管理人员要落实到岗到位制度,确保作业现场有“明白人”。三是要严格落实现场交接班制度,持续进行多日的现场,运维人员应对每天的工作做到心中有数,检修人员人员变动时,应对现场安全措施、工作任务交接清楚。四是要完善GIS设备SF6气体压力闭锁功能。现在GIS/HGIS设备断路器室低气压闭锁仅能实现对断路器的分合闸操作进行闭锁,应完善功能,实现在断路器室气压降至无法满足绝缘要求时,对隔离开关的分合进行闭锁。五是严格落实现场作业人员的安全培训,加强多种传播途径的安全文化宣传,做到事前想安全、事后思安全、日常论安全,营造“我要安全”的安全文化氛围。供稿:国网荆州供电公司陈轩国网湖北电科院吴传奇转载于:鄂电安全你我他点击阅读原文,

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