手车式母线PT柜的技术改造

　　近期在电网行业内的中压配电系统中，发生了多起中置手车式高压开关柜的人身设备的系列事故。影响较大的如江西省赣东北的“8·19”事故、 湖南常德 “5·15”事故和福建永安“1·11”误入35kV开关柜事故等，造成人员伤亡和设备损坏，给国家、社会和家庭造成巨大损失。这些事故的共同特点是操作人员误入带电间隔。事故多是出现在母线PT开关柜上(PT柜是指母线电压互感器的配网开关柜，柜内包括高压避雷器、熔断器等高压设备。也有叫设备PT开关柜的，有的地方将PT标识成TV、YH，如图1所示)。通过对上述3起事故的分析，找出这类柜型特征、缺陷、事故特点，制定有效的整改对策，可以达到亡羊补牢的效果。

图1  中压配电系统电气简图

手车式母线PT柜的特征与隐患

　　母线PT柜的电气接线方式

　　要了解这类手车开关柜的技术原理，应先熟悉柜型的电气图(见图2)。

图2  PT柜的一次电气图

　　10kV~35kV手车式的母线PT柜，是包含电压互感器、避雷器、熔断器等电气一次设备的高压开关柜，每段母线都配一组PT柜，用于测量和监控母线的电压参数。从图2中可以看出，图号a和c的避雷器和互感器各通过一组手车刀闸和母线的引线相连接。而b接法就不同了，互感器是通过手车开关相连接，避雷器直接连接到系统母线的引线上，没有可切断的连接点。这3项虽然连接略有差异，也不影响设备的日常运行和电气功能，但对设备的检修、维护，有着致命的差别。

　　母线PT柜的类型及缺陷

　　户内中置式手车开关柜分为4部分：母线室、控制仪表室、开关手车室、电缆室。4个小室之间有板封隔，有相对独立空间，隔板大都采用接地金属板。配电室内各电气间隔的母线室，是通过金属母排而电气连接贯通的。而其他3室，即控制仪表室、开关手车室、电缆室是各自独立的，按各自工作需要设置。常见的馈线柜是通过柜体中间的开关手车推进去和摇出来，实现母线室和电缆室的电气连接和断开(见图3)。而PT开关柜则不同，它的母线室不是完全封闭式。需要将母线排引入柜子下半部，达到与互感器PT与避雷器BL连接。正是因不完全封闭的电气连接特点，形成PT开关柜的后柜门具有很强危险性。因此 PT开关柜后门都做特别的防护处理，但防护度有限,所以才有如江西、福建、湖南等的系列惨痛事故。

图3  江西事故柜体示意

　　以江西事故为例，当时的电气作业是先把开关柜的手车拿出到检修位置，带电的母线与柜下端电缆室实现电气脱离，一般按程序做好停电、验电等安全措施后，就可以打开柜后门的下半扇，按要求对电压互感器进行电气检修、试验和消缺等专业工作。但是对照图2中的b接线图，就不一样了，手车拿出到检修位置，避雷器是直接连接在10kV母线的引线上，避雷器及连线仍然带电。当工作人员进到柜体检修母线电压互感器，身后的带电体放电，因安全距离不足而导致悲剧的发生，小小一个柜体，吞噬了3位员工生命。

　　以福建事故为例，从电气图可以看出，福建PT柜的接线图和国网的要求是一样的，是按国网公司的规范做，怎么也会出现类似事故呢?只能说此规定也有欠妥处。福建PT开关柜具体接法是：中间小车是放置母线电压互感器和熔断器的，下边小车是安置母线避雷器的。当柜体中、下两小车两层拿出至检修位置，工作人员以为此开关柜已经停完电，就打开后柜门想进入柜体作业，同样是母线室的引出线仍然带电，照样电击人体形成伤害。(如图4所示)。

图4  福建事故柜体电击过程 

　　湖南常德 的“5.15”事故也是类似情况，开后柜门时，电工被带电的母排引线击倒。无论从人体正面，还是从背面，均以为柜体停电，人进入后与带电距离不足引起的。从这些事故看出，柜中都有从母线引至下端的带电引线，是手车开关无法阻断的。此类产品的设计缺陷是作业区与母线带电区没有效阻隔开。

改进方法

　　PT柜早期的做法，是在其后柜门粘贴上醒目的警告语：如“止步，高压危险”“确认母线停电后方能打开后柜门”。更进一步的措施是安装电气闭锁装置，通过感应电信号装置控制后柜门，即柜体的母线也停电了，闭锁装置自动开启，才被允许打开后柜门;否则，后柜门封闭打不开，目的是防止误入带电间隔。但以上防误作法效果很有限，电气闭锁装置本身会出现故障的不稳定性，经常使人误判断，时间一长，防误装置的质量和人的警惕性都随之下降，门上警告语更像是稻草人站岗，看多了就会熟视无睹，电气误操作就会随之出现。屡次出现血的事故证明，这两种防护措施是远远不足的，必须加以改造、完善，以提高PT柜电气作业的安全度。

　　硬件改造方案

　　从图3和图4可以看出，母线引下线是发生事故的罪魁祸首和隐患所在。割断母排引线(图5中被打叉的线段)，并把带电的母线室封闭起来，处理如同馈线柜的母线室一般，见图5中打45o斜线的区域。当PT柜的手车处于检修状态，手车开关断开，母线室被金属板阻隔，电缆室整个空间，处于明显的无电状态。工人可以放心打开后柜门，安心地进行电气作业，PT开关柜误入带电间隔的事故，就可以消除。因此，改造方案是剪除母线的引下线，减少和限制母线带电范围。将原来下电缆室的避雷器，移到中间位置的互感器小车内，避雷器通过手车开关接上电。见下图5。

图5  PT开关柜改造方案

　　电气一次设备的排列，不一定非要采用图5的固定形式，也可以是其他方式。如较大体积的电压互感器，不能安置到手车上，可以放置到开关柜上，但手车要多安装一组下触头。通过上、下接上和脱离，达到接通和断开母线电源。无论什么方式，关键要掌握以下几点：割断母线引下线，减少并限制母排的伸展空间;封闭母线室，母线区与其他区域能明显阻挡、隔开;互感器、熔断器、避雷器等所有一次设备，都必须做到，当手车摇到检修位置时，均与带电体脱离，不带电;保证一次设备能正常运行，要使各高压设备有足够的安全距离。

　　按图5方式，实际改造完毕的手车PT柜上，拍下一次设电压备互感器、避雷器、高压熔断排列的相片，仅供参考(见图6)。

图6  改造完实际小车上设备排列

　　制度保证

　　悲剧发生之后，事故单位痛定思痛发文件整改。但随后的技术改造、加强安全工作之类，只能解决一时一地的局部问题。要使生产长治久安，必须从产品制作的源头上、管理的制度上消灭事故隐患。如广西电网公司的标准文件《10kV金属铠装中置手车高压开关技术规范》第3.2.7节就有针对性很强规定：“严禁采用避雷器直接连接于母线的结构形式。”

　　注意事项

　　母线PT手车开关柜的实际改造过程中，必须注意以下几点：

　　首先是一次设备改造后，可能造成设备排列拥挤，若出现绝缘空间不足的，要用绝缘板隔开。

　　其次是改造中移动、取消的设备，如绝缘套管、避雷器、传感器等，会在柜体面板留下孔洞，要用防火堵料、板封堵，防止小动物窜入。

　　第三是随着一次设备的改造变化，配电室的一次模拟图、柜面上的一次标图，应该及时更改，确保图能准确反映实际的电气接线，免得将来工作产生误会。

　　第四是因为涉及到母线排施工，施工单位作业时，要准备一条接地线，视现场情况而用。千万不能在没有接地的母线上作业。

　　总体说来，无论避雷器、互感器是安装在手车箱内，还是高压柜体内，都要遵循一个原则，即拿出手车至检修位置后，母线室能封闭隔开，以保证电缆室的检修、试验、消缺等电气工作区域安全无事。

　　编辑 韩 颖