韩宝玉王景芝张静于海林（中国石化胜利油田电力管理总公司东区供电公司）
摘要：KYN型金属全封闭手车开关柜，在油田变电站应用以来，暴露出不少问题，特别是柜内设备爆炸起火，严重影响电网安全运行。本文结合生产实际，从内、外两方面对爆炸起火原因进行分析，找出存在的薄弱环节，积极探索防范措施。为减少事故损失，提高电网安全稳定性作了有益的尝试。
关键词：全封闭；开关柜；火灾；预防措施；灭火
0引言
油田新建的110kV综合自动化变电站，其10kV和35kV配电装置一般都采用KYN型金属全封闭手车开关柜，该设备具有结构紧凑，占地面积小，“五防”闭锁措施完善，开关动作可靠等主要特点。正是由于上述结构特点的存在，在运行中也暴露出一些问题，甚至发生了多起严重事故，给电网安全运行埋下了隐患。
1全封闭手车开关柜在运行中存在的问题
（1）柜内设备无法正常巡视由于是全封闭结构，柜内设备在正常运行时无法用肉眼进行直观的巡视检查，同时又无可靠的在线监测措施，使运行人员无法及时掌握柜内设备的运行状况、绝缘情况和接头温度等重要信息，直接影响设备的安全运行。2009年4月，辛八变Ⅱ#主变低压侧手车开关C相插头严重发热，因未能及时发现而烧毁。
（2）柜内设备易发生短路事故由于结构紧凑，空间狭小，柜内设备安全净距采用最小值，这样就造成设备绝缘泄漏距离偏小，在过电压或污秽条件下，容易发生单相或相间击穿短路事故，严重情况下发生柜内火灾事故，造成巨大经济损失。2011年5月13日，辛八变10kVⅡ段PT因谐振过电压，高压保险爆裂引起弧光短路，Ⅱ段母线失电，PT烧毁。
（3）手车柜内火灾不易扑灭当全封闭手车柜内发生火灾时，由于没有专门消防孔（窗），灭火剂无法打入手车柜内。另外，手车开关经过火焰炙烤，柜架变形，往往难以摇出，致使火灾不能快速被扑灭，火焰长时间燃烧，会造成本开关及相邻开关柜损坏，引起大面积停电，损失巨大。2014年5月13日，辛八变2号电机电缆头爆炸起火，引起手车开关绝缘罩燃烧，难以迅速灭火。最终致三台开关柜烧毁。
2全封闭手车开关柜内火灾的预防
全封闭手车柜内的火灾事故主要是由于过电压或绝缘下降引发弧光短路造成的，因此，火灾预防应从这两方面考虑。
2.1过电压的防护
2.1.1外部过电压的防护由于全封闭手车开关柜均是户内设备，其出线是通过电缆引接至室外架空线。因此，对外部过电压的防护主要考虑户外雷电波经连接电缆侵入。为了防止雷电侵入波过电压，除了装设母线避雷器外，每条出线户外电缆头处也应装设避雷器。并按规程规定，每年雷雨季节前对该组避雷器进行检修、试验。
2.1.2内部过电压的防护
2.1.2.1铁磁谐振过电压的防护由电磁式电压互感器与电网对地电容形成的铁磁谐振过电压能量很大，用避雷器难以保护，应采取综合措施。具体参见总公司下发的胜电技措〔20130704〕号《变电站配电母线PT规范接线》技术措施通知单，各变电站可按通知要求整改。
消弧线圈对抑制内部过电压非常有效。应根据系统电容电流情况，决定消弧线圈的投停。在消弧线圈停运期间，应考虑其它辅助消谐措施，比如二次消谐器等。另外，电压互感器一次高压保险应采用防爆型（纤维管式），不应再用瓷管式高压保险，以防止瓷管爆炸引起母线弧光短路。
2.1.2.2弧光接地过电压的防护
间歇性弧光接地过电压对系统影响巨大，很容易引起绝缘薄弱环节的击穿或爆炸事故。技术人员应对可能产生弧光接地过电压的变电站进行系统电容电流的估算和测量，根据测量结果决定是否安装消弧线圈装置。
消弧线圈的投停应应根据系统电容电流及调度命令决定，在调整运行方式时，也应考虑不要使系统部分或全部失去消弧线圈保护。
2.2提高检修试验质量
2.2.1细化检修项目和标准每年春季电网检修工作，除按照检修试验规定完成正常的检修试验项目外，还应针对开关柜内防火，增加检修试验项目或重点进行以下检查。
（1）打开封闭母线，通过试温蜡片检查母线接头接触情况，检查母线绝缘子、绝缘套管绝缘情况，发现有放电痕迹的绝缘子应及时更换。清扫设备灰尘，对绝缘薄弱部分包裹绝缘等。
（2）增加检修试验项目。根据运行统计，变电站出线电缆头爆炸近几年呈上升趋势。建议每年春季电网检修中，加强变电站电缆检查检修工作，对所有电缆包括其辅助设备（如阻容吸收器等）一并做绝缘电阻测试，如有异常，可做直流耐压试验，以及早发现其存在的隐患。
针对全封闭母线其接头接触情况无法直观检查这一问题，建议增加变压器低压套管至低压分段断路器处直阻的检测，以判断比较该回路所有电气触头的接触情况，测量结果可参照变压器绕组的评定标准。
（3）加强新设备投运前的验收工作。根据电网新设备投运规定，新设备应具备合格的出厂试验报告、峻工试验报告、交接试验报告并经主管生产的领导或工程师批准后方可投产运行。特别是电缆头制做环节，要由具备资质的电气施工人员完成，第三方进行验收并出具试验报告，严控施工作业的各个环节。严禁将带病设备投入电网。
2.3采用阻燃防火电气设备
全封闭手车开关柜中，大量采用有机绝缘材料，这些绝缘材料在电弧高温作用下，很快失去绝缘性能，并产生强烈的燃烧。建议对现有防火等级低的电气设备进行改造，将有机绝缘材料更换为阻燃或不燃材料，如纯瓷绝缘材料等。另一方面，要提高新购设备的防火等级，严把设备采购关，提高设备本质安全性。
2.4其他措施
2.4.1采取改善电气设备运行环境的措施
全封闭手车开关柜对外部运行环境有着严格的要求，其中温度、湿度、灰尘、腐蚀气体等因素对设备安全运行影响较大。
（1）在变电站高压室放置温湿度计并加装对流风机或空调，可有效改善空气温、湿度。设备本身具有的温、湿度控制装置应常年投入。值班员应及时排干室内外电缆沟积水，处理房屋渗漏水等。
（2）防小动物入室是变电站一项基本而重要的工作。运行人员应从空中、地面、地下全面考虑，不给小动物留下可乘之机。特别是各开关柜电缆出线孔应采用防火材料封堵。
2.4.2引进新技术保障设备安全运行针对全封闭手车开关柜的特殊情况，引进试用光纤光栅温度系统，电缆故障在线监测系统及火灾报警系统等高科技辅助监控系统来保障设备安全运行。
2.5做好职工消防培训和火灾分析统计工作
2.5.1消防培训
当电气设备爆炸起火后，运行人员正确的处理对迅速灭火和减少火灾损失起到至关重要的作用。由于多数职工缺乏处理电气火灾的经验，遇到突发电气爆炸起火，往往不能迅速正确处置，耽误最佳灭火时机。如果处置不当，还可能发生人员触电。因此，必须定期对运行人员进行电气消防知识培训并开展消防演练，这样才能从根本上提升运行人员正确处置电气火灾的能力。
2.5.2火灾分析统计
每次火灾事故后，运行单位应根据事故处理“四不放过”原则，组织有关专家技术人员分析事故原因，制定反事故措施，并做好事故统计工作。根据统计情况，找出规律。如根据事故统计分析发现，辛八变10kV出线电缆头存在工艺缺陷，我公司及时采取措施，重新制做所有出线电缆头，根本上降低了电缆头的故障率。
3全封闭手车开关柜内火灾的扑救
3.1初起火灾的扑救
发生全封闭手车开关柜下侧出线电缆头爆炸起火，在火势不大的情况下，运行人员应穿戴安全防护用品，迅速检查手车开关三相确已断开（保护跳闸），利用消防斧砸开电缆室观察窗玻璃，用干粉灭火器灭火。火扑灭后立即汇报上级。
3.2较大火势的处理
如果着火设备火势较大，高压室内充满烟尘，值班员不应再进入高压室，以防中毒。值班员应打开高压室各门进行通风排烟，并观察火势发展情况。在此期间，向上级汇报情况，请求支援。如果高压室内烟尘变浓，说明火势继续扩大，这时值班员应果断从远方断开该段母线上各电源开关，使该段母线彻底停电。打开事故应急照明，拨打火警电话联系消防人员前来灭火，在这期间，如果火势进一步扩大，高压室冒出滚滚浓烟，值班人员应请求调度将另一段母线也停电，以防火灾波及带电设备。
3.3协助消防人员灭火
灭火工作，应由两人进行，其中一人主要是做好监护工作。高压电气灭火，即使停电后，也只能用干粉灭火器灭火。只有证明设备确实无电，并做好安全措施，经现场主管领导批准后，才能使用其他灭火器进行灭火。
鉴于手车开关内部绝缘材料着火，灭火器无法打入，致火势持久扩大，损坏了相邻设备，建议在10kV全封闭手车开关小车前面板上部开一直径5cm的消防孔，并用有机玻璃封闭，以便手车开关内部起火时方便用灭火器灭火。
4结语
全封闭手车开关柜内火灾的预防工作，是一项复杂而细致的系统工程，只有从灾害发生的内在因素和外部原因着手，有的放矢，综合治理，才能防患于未然，杜绝恶性事故的发生。而一旦发生火灾后，运行人员的正确处置和扑救，也是迅速扑灭火灾，减轻事故损失的关键，这就需要广大运行人员不断学习电气消防知识，坚持参加消防演练，不断总结经验，提升能力，做打造坚强智能电网的有力推手。
参考文献
【1】电力设备预防性试验规程DL/T596-1996