解決方案︱一個二次端子引起的PT爆炸——用4Q法分析

ABB（中國）有限公司廈門分公司的研究人員王松，在《電氣技術》雜誌上撰文，介紹了4Q流程，並分4個步驟去發現電壓互感器爆炸的原因，並找到徹底解決問題的方案。

某供電公司在投運一臺10kV的柱上斷路器時，與之配套使用的電壓互感器（PT）發生爆炸，更換另一臺PT後又出現同樣問題。是什麼原因引起PT爆炸呢？可能的原因很多，但真正的原因只有一個。下面我們用4Q法來進行分析和解決。

4Q是一個解決問題的流程。4Q簡單的說，就是4個步驟：測量、分析、改進和保持，而每一個階段又有不同的方法。使用4Q可實現持續改進。

1 Q1 Measure測量

Q1就是數據收集，調查研究，詳細了解當前的情況。Q1可能需要花費一些時間，需要收集好數據，最新或不同的數據，我們才能在Q2階段找到真正的原因。當原因簡單時，在我們數據收集時，就可以發現原因。

該供電公司採用的10kV柱上真空斷路器，安裝於10kV線路1＃線942（30號杆），配備電動控制箱，PT的型號為：JDZW-10。

該供電公司在10月11日晚安裝完開關，線路送電後編號942開關的PT冒煙並發生爆炸，而同塔安裝的編號為932開關的PT正常。現場人員懷疑是PT質量問題，於是又從別處調來一臺新的PT替換發生爆炸的PT，線路再次送電，PT先是冒煙起火，大約1分鐘後再次發生爆炸（過程中斷路器處於分閘狀態，控制箱二次迴路的空開均未投入），上遊開關兩次跳閘。

第二天開關設備廠家售後服務人員和供電公司的負責人到事故現場檢查，打開PT二次接線盒未發現接線錯誤（但其二次繞組無接地措施），檢查PT的連接電纜均未發現接錯線或線間短路現象。經過長時間的排查，最終現場人員檢查控制箱的接線端子時發現X12端子排的20號接線端子方向安裝錯誤，造成19、20號端子間可靠無絕緣物體金屬片直接接觸。見圖2。

圖2 兩臺PT爆炸後的照片

2 Q2 Analyze分析

Q2就是識別和確認問題的根本原因。

從Q1過程中了解到，同塔安裝的2臺斷路器，一臺斷路器的PT正常投運，另一臺的PT爆炸。是設備廠家的標準設計，已經在多個供電公司正常投運。這就排出了設計錯誤的可能性。

圖3 端子排的20號接線端子方向安裝錯誤

而接線端子排的20號接線端子方向安裝錯誤，造成19、20號端子間可靠無絕緣物體金屬片直接接觸。 19、20號端子是接什麼線呢？經查，這兩個端子接的是PT二次的220V繞組的2a、2b。如果這兩個端子短路，就會造成PT的二次側短路，進而引發PT爆炸。原來這才是PT爆炸的真正原因。

為什麼在斷路器的出廠檢驗時沒有發現呢？

19和20端子是電源，終檢（FQC）做試驗的時候需要加入電源，以便操作和控制斷路器；如果端子排接錯了，正常情況下會出現短路現象，因此我們很奇怪為什麼FQC無法發現端子排裝錯了？

後來FQC又做了一下試驗，結果發現，如果端子排接錯了，一般還不會短路！把兩個端子加緊（金屬片才會直接接觸）才會短路，所以FQC在做出廠試驗時都一直沒有出現短路情況。由於短路較隱蔽，而且現象不明顯，時通時斷，導致FQC在出廠檢驗未能發現此缺陷，在現場排除故障時也費了很大週摺才發現這個問題。

3 Q3 Improve改進

Q3 就是開發、試運行和實施消除根本原因的解決方案。

現在關鍵是如何預防這樣的事發生？主要從如下幾個方面改進：

第一，在車間裝配員工裝配時，車間工人進行端子的初步檢查，但是要做到這一點會花費一定的時間。從圖片上看，除非是很仔細檢查不然很難發現錯誤。

第二，在裝配端子時，端子排兩頭的壓片儘量壓緊，如果端子有反接的話，FQC進行二次耐壓測試或絕緣測試就可以檢驗出來了。

第三，建議在端子上改進，在PT接線的兩端子間加入端子隔片（有明顯隔離作用）或改用保險端子。

第四，從設計上改進。在涉及到引入電源的兩個端子之間再增加一個空端子。這個空端子既可以起到隔離作用，也可以當著備用端子。或PT的二次線從航空插出來直接與空氣開關相連，避免在端子排上短接。

在《工業與民用配電設計手冊》中關於「端子排的設計原則」中明確提出：在端子排兩端應有終端端子，正、負電源之間以及經常帶電的正電源與合閘或跳閘迴路之間的端子排，宜以一個空端子隔開。

4 Q4 Sustain保持

Q4 就是制定一個可持續的解決方案，將在Q3階段試點實施的變革，作為永久性的舉措，以維持改進。

從Q3中的4點改進可以看出：

第一、二點，說起來容易，卻不好實施。

第三點，採用保險端子，成本會增加；在兩個端子間加入端子隔片，很容易出錯或忘記。

第四點，從根本上杜絕了正、負電源之間短路的可能性，基本上不增加成本，而且非常容易實施。

最後根據《工業與民用配電設計手冊》中關於「端子排的設計原則」，在所有正、負電源端子排，增加一個空端子，即在PT二次的220V繞組的2a、2b的兩個端子間增加一個空端子，作為最終方案。

這次事故雖然原因簡單，兩個電源端子引起的，但要引起大家重視。關於這次事故的原因應該在車間、終檢、售後服務、工程部通報，不是批評誰，而是提醒大家注意。

關於最終的解決方案（在電源端子之間增加一個空端子），需要通知到工程部的各個工程師，所有產品的電源端子的設計都應該按此執行，舉一反三。新工程師入職後，應該由資深工程師對其培訓。在工作中，資深工程師對新人應該做好傳幫帶，在有陷阱的地方立個警示牌子，讓後人不在同一個地方摔跤；新人應該虛心向前者學習，牢記前人的經驗、教訓，少走彎路。

Q4，保持。古人云，吃一塹，長一智。一個錯誤不能在同一個部門、乃至同一個公司出現兩次。因此，我們必須在工作中不斷學習、總結、提高。

5 結論

避免PT二次迴路短路是PT安裝和接線工作中的重要環節，PT二次側短路輕則造成二次元器件發熱損壞，重則導致PT發熱燒毀。本次事故的原因非常簡單，但後果卻相當嚴重。我們在進行標準方案的設計時一定要從多方面考慮，剛開始就要做到防微杜漸。

標準方案定稿前，可以與多個職能部門的資深工程師進行討論：與銷售談談客戶的要求，與生產談裝配、接線是否合理，與終檢談檢驗是否方便，與售後服務談現場的安裝、調試等等。這樣的標準方案才能經得起時間的檢驗。

解決問題的方法有很多，4Q只是我們推薦的一個解決問題的方法。Q1-測量，Q2-分析，Q3-改進，Q4-保持，每一步都很重要，只有適當地完成前一個步驟，才能進入下一個步驟，跨過任何一個步驟都不行。只有很好地實施Q4，我們才能實現持續改進。