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《安全规程》折射出的电网行业安全问题

作者:李金雄  
评论: 更新日期:2012年03月27日
1.1.2 接地线线径问题
  《安规》线路部分3.4.4中规定:成套接地线应用有透明护套的多股软铜线组成,其截面不得小于25mm2,同时应满足装设地点短路电流的要求(注:电气部分规定内容相同)。
  我们知道,这个标准是根据系统的短路电流制定的。据有关资料显示: 70年代末电力系统的短路电流平均值约1.2kA。伴随着近年我国经济和科技高速发展,大容量的大机组电气设备涌现和电网构架建设扩大,电网系统的短路电流达10kA到100kA数量级,原统一规定的截面不得小于25mm2,显然也要随系统的短路电流增大而做出相应变化,不能再沿用这个数值标准。所以接地线的截面积也应选择较大的, 以抗击系统短路电流的冲击,加强接地的防护技术。特别是大型电厂、变电站的进出线、母线处,这个标准太低、太低!可以看美国、德国和加拿大等国家规定,最小接地线截面平均不得小于70mm2,差距近200%。而我们的许多220KV变电站,站内只具备、只使用25mm2,而且根本没有系统的短路电流的意识。
  案例:2004年12月15日,某供电局需要处理110kVⅡ回线与线下10kV线路距离不够的缺陷。工作内容是降低10kV线段“#49—#50”导线弧垂,要求110kVⅡ回线由运行转为检修状态。由于某供电局地调所下操作令出现漏项,造成一起临时带地线合闸送电的恶性误操作事故,所幸线路电气保护正确动作和线路作业人员作业完毕已从线路上撤离,除烧毁一组接地线外,未造成其它设备损坏和人员伤亡。
事故前电网一次接线图
  在统计损失情况时,文中说只是烧毁了一组接地线,未造成大的损失。可是我们不能忽略烧毁接地线问题,接地线为什么会烧毁?接地线应该不应该被烧毁?
  根据当时电网电气运行情况,系统采用的是后加速保护,而后加速保护是对电气重合闸实施的一种电气保护,时间很短,只有0.1秒左右。这么短时间,接地线不应该被烧毁!否则怎么承担突然来电对作业人员的电击保护?倘若有人在电气设备上作业,接地线的烧毁势必造成人员伤亡的严重恶果。接地线烧毁也说明系统短路电流大于接地线的短路电流额定值,现场所采取的接地线技术防护措施不足的,所选用的接地线不能抵抵御系统电流冲击!反应出目前许多电力企业在接地线使用上普遍存在的严重问题:不根据系统短路电流选择接地线规格!
  我们简单做一下系统短路电流测算:
  设在下图中,220kV变电站与接地线挂接点的110kVⅡ回线路之间距离在(10~20)km,导线是用LGJ-240/40型号,相距几何均距为4.0m。
  解: LGJ-240/40导线,相距几何均距为4.0m线路,单位电抗Xl=0.4欧,XL=Xl×20km=0.4×(10~20)km=(4~8)欧。
  当d1系统短路时,套用“无限大”容量系统计算短路电流
点等效电路图
    Id1=UN/√3×XL =115/1.732×(4~8) (8.3~16.6)KA
  在(10~20)km距离内,短路电流值约在8.3~16.6(KA)之间。
  若采用接地线截面选择直接用简化公式快速计算S= Im√t /264,验证接地线的载流量。
  ①按接地起点要求是用25mm2,25mm2接地线在1秒内的载流量是6.6KA、在0.5秒内的载流量是9.3KA,显然一组25 mm2接地线是不足的,二组25mm2接地线也很勉强。
  ②若用35 mm2接地线在1秒内的载流量是9.2KA、在0.5秒内的载流量是13KA,可见一组35 mm2接地线的载流量也是不足的。
  ③若采用50 mm2接地线在1秒内的载流量是13.2KA、在0.5秒内的载流量是18.6KA;如果电气保护时间是在0.5秒内,本系统电网是后加速保护,时间小于0.5秒,可用一组50 mm2以上的接地线,装设接地线的安全保护技术措施才能真正起到作用。
  从以上分析知道,现场发生接地线烧毁现象不足为奇。事故反应出现场接地线截面积不够,接地线防护措施技术性不足,不能起到保护人身安全的作用!接地线使用截面积简单地规定不小于25mm2、或者就理解为25mm2,过于笼统和错误的!选择接地线使用截面积应严格按可能出现的短路电流值和保护时间的长短,去设置接地线截面大小。以下根据接地线使用场所、电压等级,对接地线提出大致要求,仅仅做个参考:
表接地线使用截面的大致要求
 
电气场所/电压等级
10kV及以下线路
110kV及以下线路
220kV线路
电厂、变电站(大型)
截面积要求值(mm2
不小于25
不小于50
不小于70
不小于50(70)
 
                         注:系统短路电流要根据实际测算
1.2  需要补充的条款
  《安规》内容尽量做到全面,特别要增补新、旧《安规》修订间隔期内,所出现的很普遍安全生产问题。如在实际应用中碰到的无法解决的问题,应予以阐明,便于工作中参照安全标准执行;或者说基层中多起发生的事故,带有普遍性的安全技术措施应将补充到《安规》中。
  1.2.1 承受短路电流的计算标准
  根据《安规》3.4.4要求,接地线同时应满足装设地点短路电流的要求。如何满足?按什么标准算满足?《安规》没有说明了,相关资料也会体现。接地线承受短路电流的计算标准早期是有的,详见原部颁的SD332-89技术标准《携带型短路接地线技术标准》附录A,原技术标准已废止,被目前的中华人民共和国电力行业标准(DL/T879-2004)代替,现行的行业标准命名为《带电作业用携带型接地和接地短路装置》,此标准取消接地线承受短路电流公式一项。而国网《安规》修订时间是在后,未能及时做出相应调整和补充,应该说是我们电网的工作失误。
  应满足装设地点短路电流的要求,是安全技术措施的重要一项。满足短路电流是接地线起到安全防护的最基本要求,是电气安全工作不可缺少的一项。然而新《安规》中缺少此项标准,全国各电网企业怎么实施这项计算标准?《安规》的接地线同时应满足装设地点短路电流的要求这句话,实际上等于一句空话。广大基层单位凭感觉、无序地操作这项安全防护措施,全部在习惯性违章中工作。
  1.2.2 接地线的组合并用
  多组接地线的组合并用,是实际工作中需要经常实施的一项操作,从现场随机查看,大部分(超过50%)接地线的组合并用,是不符合基本的安全防护要求的!现场到处可看见不符合安全要求的组合并用,这是一个大项的安全措施。而《安规》对这方面内容没有阐明,造成许多人员(领导、安监和作业人员)以为多组接地线都接地就可以了,形成多组接地现象混乱,如各相各自接地的、两相短路接地的、大小混用的、不同回路用一组接地线的……,暴露出接地线在组合并用上,存在着严重的安全问题!如下图。
  多组接地线的不规范的组合并用,往往会失去三相短路保护,大降低了接地线的防护作用,我们来看一个案例。
  2006年2月28日,阴雨天气。某单位在一条10kV配电线路上作业,工作的杆基在地势较高山上,任务是原线路门型耐张杆单串绝缘子瓶改为双支点双串瓶,班组人员按规定在工作段的两头分别挂好两组接地线,并在线路上施工作业。由于门型杆的线路各相之间距离较大,接地线短路线缆长度不足,现场人员只好采用符合现场条件、习惯的方式挂上接地线。正当杆上五人正在紧张作业时,殊不知当班的调度工作判断有误,错误地下令变电站人员向此线路送电,突如其来三相电直接冲击这条正在检修10kV配电线路,瞬间电击到在杆上作业、毫无防备的5名员工,多被名工人击晕、击伤,人体出现几处3~8厘米直径的灼伤痕迹,酿成严重的“2.28群伤事故”。
  现场的安全防护措施为什么没有阻止来电的突然袭击,原因是接地线的不规范组合并用。当耐张杆的连接跳线一解开,一条线路就分成两条独立的线路,从两个不同方向都有可能来电,如图中的可能来电1和可能来电2。按图中接地线挂法,两相短路再和另一回路的一相连接,两边都不存在完全的相间短路的电气连接。地面情况也不能构成一点接地,因为两根接地极相距较远,有间隔接地阻抗,两条接地线无论是在空中还是在地面上都不能做到导体连接,单组接地线使用并不难,多组接地线的组合、并用就应该符合安全技术要求,特别是在大相距的设备、或者是多回路、耐张线路、交叉线路等,《安规》必须给予说明,不能面面俱到也应作典型示范要求!关于接地线的组合并用规范要求,因内容较多,就不一一阐述,主要部分给予说明:
  ① 接地方式必须满足先短路后接地;
  ② 同一回路必须用相同组别的接地线;
  ③ 并用的接地线,在截面、型号、长度和类型等方面的数据必须一致;
  ④ 并用的接地线连接点尽量靠近,并用载流量值应该打一个折扣(90%);
  ⑤ 确要多组接地线组合,就实施“一点接地”,保证有三相短路点。
 1.3 要有配套的讲解材料
  《安规》是电网安全生产的纲领性文件,性质和格式要求其文体在语言表述上需简明扼要(但内容不许有众多漏项!)。所以单独对《安规》学习,仅字面上是难以理会、且枯燥乏味。由于缺少形象说明、易懂的实际例子,若仅仅停留在《安规》文本层面上的学习,效果显然不佳。虽然人人可以考高分,那也基本上是背诵、默写的功劳。《安规》学习是否合格?最终要体现对实际工作应用的把握,接受实践的检验。如接地线技术部分的考试内容,一般是考“先拆导体端,后拆接地端,先挂下层,后挂上层等”重复性几个要点,很容易取得虚数高分,而大部分的接地线防护技术知识却遗漏了。形成学习考试得高分,实际操作是零分的现象!使《安规》理论学习与实际应用脱节。国网公司要为各专业必须相应配套教材,就象大纲与教材一样,将《安规》各章节接专业形象化、生动化。如配上文字注释说明,插上设备、环境和人员图像,结合实际针对性的案例,使员工(特别是新入厂没工作经验的)克服抽象、能容易加深领会。员工可以根据自己所从事专业工程,选取内容针对性学习,加深对《安规》实质内容的全面理解,提高实际应用的安全操作能力,最终达到加强现场的安全防护工作目的。

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