核电厂常见电气事故及应对措施探讨

核电厂常见电气事故及应对措施探讨

王国旺李雪涛

中国核电工程有限公司江苏连云港222000

摘要：近年来，随着我国核电技术的逐步发展，在核电厂电气安全变得越来越重要，风险管理和故障排除的所有方面也得到进一步发展。为了进一步避免核电站事故隐患的发生，应加强对核电站建立电气危害、故障排除和责任管理的研究，促进核电站的健康持续发展。

关键词：核电厂；电气事故；应对措施

前言

核电厂厂用电系统为厂内附属设备提供电源，发电机、封闭母线、出口断路器、主变、高厂变以及中压配电装置，完成电能在厂内部分的传输。核电厂在生产电力过程中，有大量的以电动机拖动的机械被用以保证反应堆、汽轮机、发电机等主设备和辅助设备的正常运行。同时，还具有为核安全相关的设备提供可靠电源，以实现在核事故工况下的反应堆安全。

1核电厂常见电气事故

1.1设备本体事故

电气设备本体由于制造质量不过关、运输安装中受损等，使用试验手段无法发现存在的缺陷，但运行一段时间后暴露隐患，造成设备事故。

事例1：某核电机组处于调试启动过程中的反应堆功率运行模式，主变C相运行中突发主变重瓦斯保护、差动保护、速断保护同时动作跳闸高压开关，机组失去主厂外电源，反应堆自动停堆。经现场查看发现主变C相本体已开裂。事故前在绝缘油色谱分析中已经检测到乙炔含量异常增高，并且轻瓦斯有动作记录。经分析，事故原因是主变绝缘纸板受潮导致内部X柱高压绕组(上分支)发生贯穿性短路所致。

事例2：某核电工程2号机组中压配电盘停电检修，在进行主母线交流耐压试验时发现电压升高至14kV即跳闸，经配电盘拆解检查，发现树脂绝缘模块开裂，对全厂配电盘停电检查均发现相同问题。而该设备制造厂供货的相同类型配电盘应用于全国在建的众多核电工程，该型绝缘模块发生的质量共性问题影响极大。

1.2开关意外分合闸

在核电厂调试阶段和运行初期，易发生开关意外合分闸事故，特别是6kV开关工作位带电情况下的意外分合闸，对设备和人身安全存在极大的安全隐患。开关的远方控制电缆的虚接、错接、端接时意外触碰短接，将造成开关意外分合闸。人为误操作也是造成开关意外分合闸事故的主要因素。某工人在进行中压开关控制电缆端接时，由于不清楚作业风险，剪断时意外形成电缆金属截面短接，造成控制回路导通触发中压母线进线开关跳闸而引发大面积停电。

1.3单相接地事故

核电工程建安阶段是厂用电系统单相接地事故怛1的高发期，发生的单相接地事故原因主要有人体误触碰带电体、电力电缆绝缘破损、电缆屏蔽层处理不当等。发生单相接地事故可通过该回路保护装置报警信息和故障录波电压波形图分析定位对应的故障回路。单相接地事故分为金属性接地和非金属性接地，发生金属性接地时该相相电压为零，其他两相相电压为线电压，录波电压波形图容易判断出。实际工程中常发生非金属性接地，尤其是电缆绝缘缺陷情况下的弧光接地。发生弧光接地时，相电压不为零，由于零序电压保护一般设定为15V，弧光接地初期一般探测不到，只有当事故扩大后，才触发报警，而此时不断交替振荡的弧光和过电压将会引发电缆烧毁，导致两相短路或三相短路跳闸；如果弧光电压与电缆托盘、金属框架、大地形成电流回路，将会干扰控制电缆、测量电缆信号。人体误触碰带电体也会引起非金属性接地，由于接地保护只报警，这种情况下对人身安全极其危险，此类事故已发生过多起，造成了重大人身伤亡。

1.4三相短路事故

中压厂用电系统发生三相短路事故对短路回路的电气设备影响最严重，特别是对大型油浸变压器和应急柴油发电机的损害。大型油浸变压器的三相短路事故，实质可队看成变压器近区短路，在大短路电流冲击下，将导致变压器绕组变形，引起局部放电，匝间、股间短路，严重时造成主绝缘放电或完全击穿。事故后，短路回路需要通过全面的检查、验算和试验，综合评估对电气设备的影响，严重情况下设备需返厂检修甚至直接报废。此外，一旦事故断电，将引发低压电源和工艺负荷失电，造成重大运行风险。而且事故后评估和处理需很长一段时间，这将直接影响到机组的安全稳定运行。

2核电厂电气安全隐患治理

2.1事故预防措施

电气设备由于本身质量问题导致的事故，较难事前判断和预防。在设备选型和采购中，选用成熟可靠、经验证的设备，提高制造质量、加强设备监造，可有效减少设备质量问题。另外，对电气主设备采用绝缘在线监测方法，如变压器绝缘油色谱分析在线监测装置，可实时在线监测绝缘油中溶解气体含量。为有效预防单相接地事故，建议送电前检查电力电缆绝缘情况，特别是中间接头、终端接头和弯曲处，屏蔽层的处理应按照设计要求进行绝缘或接地，严禁屏蔽层悬空，同时应检查接地线与零序电流互感器的回穿情况。对绝缘状况有怀疑时，可进行5kV的绝缘电阻测试或交流耐压试验。单相接地事故发生在电缆较长难以定位故障点时，一般采用单臂电桥法或使用智能定位仪查找故障点。中压系统上下级零序保护应具备选择性，特别是通过厂用电供电给电厂生活办公区时，级数比较多，应进行校核和试验，避免发生越级跳闸。自激发的铁磁谐振，是以系统电源电势为谐振源，工频为谐振频率的系统固有谐振，二次微机消谐装置无法消谐，只能破坏谐振参数，通过采用增加系统电容值(投入电容器或电缆)的临时措施。在设计、设备选型以及首次送电前，应验算谐振参数，实地测试的方法可以获得较正确的单相电容值。如果出现自激发铁磁谐振风险较高时，可通过改变参数，增加阻尼消谐。

2.2强化企业安全文化建设

从强化核电厂企业安全文化建设入手，进一步对核电厂电气安全隐患进行治理。首先，建立企业安全文化管理体系，以决策层责任为上层文化中心，下属管理层责任，延伸到企业个人责任响应，进而完成整个企业安全文化的建设。其次，建立核电厂电气安全隐患管理体制。针对核电厂的安全事务建立安全政策，以具体工作内容为基本，实现具体方法、具体单位执行，将传统的口头汇报转换成文本汇报，建立安全汇报责任制，进一步加强对企业整体电气安全隐患的治理。最后，在企业文化建设的过程中，加强安全工作的落实和人员资格审核工作。在安全工作的安排和管理方面，要实现内容清晰、流程准确、文件保存三步走的方针。在对人员资格审核方面要严格执行岗前和在岗培训要求，要强化员工的整体分享意识和从业人员核安全意识的培训。从文化建设的角度要强化核电厂电气安全管理制度，做到及时排查、及时治理。

2.3拓展企业安全培训业务

为进一步加强核电厂电气安全管理，必须从其企业安全培训建设方面入手进行安全隐患治理工作。首先，根据《中华人民共和国安全生产法》（主席令第13号）的相关内容及法律责任，对核电厂从业人员进行安全教育和培训，保证从业人员具备必要的安全生产知识，熟悉有关的安全生产规章制度和安全操作规程，掌握本岗位的安全操作技能，了解事故应急处理措施，知悉自身在安全生产方面的权利和义务。其次，根据《国家安全生产监督管理总局令第44号》的内容，加强对生产单位安全文化培训建设。

结束语

在核电工程建设和运行初期，熟悉各种电气事故的类型、原因、特点和处理措施，不仅可以展开针对性的预防工作、监控措施和人因管理，避免人因失误导致的事故发生，也有利于做好应急组织管理工作，积极有效、快速响应事故处理，保证厂用电系统安全稳定、可靠的运行。

参考文献

[1]郭晓明.浅谈如何加强煤矿电气安全管理与预防事故发生[J].山东工业技术，2017，01(05):233.

[2]胡小民.核电厂点火频率分析[J].核动力工程,2016,31(2):76-80.