側裝移開式金屬封閉開關柜在礦山中的應用研究

萬軍令 陳學輝 蘆新濤

【摘要】隨著新型電子產品的出現，體積更小、維護更方便、更加環保節能的測裝開關柜將取代現有傳統井上KYN28A及井下KGS1型礦用一般型開關柜。

【關鍵詞】開關柜 側裝 隔離斷口

1中壓開關柜發展狀況

上世紀90年代前中壓開關柜廣泛應用三種產品：KYN1-12移開式柜、JYN2-12移開式柜和XGN2-12固定箱式柜。三種柜型外殼使用金屬鋼板焊接，間隔式和鎧裝式均有功能隔室。限于當時裝備工藝及制造精度低，移出部件的手車以落地式為主，手車笨重且推進和抽出費力，功能隔室不夠完善，體體積較大。

90年代末隨著國外電器產品和跨國公司相繼進入中國市場，為我國模仿創新提供了實物參照。KYN28A-12產品的研發鑒定就是模仿國外產品的典型范例，（KYN28A參照ABB的GZS1開關柜），它的問世結束了國內開關柜單一焊接、落地手車式以及成套開關設備配合粗放式的設計理念和生產方式。

礦用一般型手車式開關柜是在地面使用的開關柜基礎上發展起來的，兩者無本質區別。最初礦用柜是將JYN2-12間隔式開關柜直接在煤礦使用。后經過多年的發展形成了具有煤礦環境使用特點的產品，如小型化、耐高溫高濕、防護等級高等特點。

目前地表大量使用KYN28A-12型高壓開關柜鑒定于1997年，井下大量使用的KGS1型一般性礦用開關柜鑒定于2001年。從鑒定到推廣應用這兩種中壓開關柜代表了近十多年電力系統和礦山終端用戶的典型產品，產品應用及市場占有率引領了一代產品的輝煌。

兩種產品在應用中也暴露出自身缺點：體積較大、隔離斷口不可見、主導電插頭插接狀態不可見運行盲插、需分支母線過渡連接、不能實現手動緊急機械分閘、不適合靠墻安裝等。

隨著新型電子產品的出現，體積更小、維護更方便、更加環保節能的測裝開關柜將取代現有傳統井上KYN28A及井下KGS1型礦用一般型開關柜。

2側裝移開式開關柜技術創新應用滿足礦山井下特殊環境

無論是煤礦還是鐵礦等非金屬礦山，井下環境對高壓開關柜的要求比井上更嚴格。開關柜必須滿足高溫、高濕環境同時還應滿足較高的防護等級。新一代開關柜（如KYC-1-12側裝移開式交流金屬封閉開關柜）研發鑒定成功，標志新型開關柜新時代的開始。

2.1柜體體積小

優化柜內主母排結構布置，將斷路器三相級柱由傳統“正裝”改為“側裝”，原來柜體寬度方向由A、B、C三相所占空間改成只占一相空間，柜體寬度由800mm減少到650mm。同時斷路器手車在柜內移動方式由前后改為上下，柜體深度大大減小。以KYN28A為例，斷路器手車從實驗位置到工作位置需要前后移動200mm，柜體深度達到1500mm。經優化后的柜體深度為1100mm，柜體尺寸僅為KYN28A的60%。

2.2安裝維護多樣性

傳統手車式開關柜因其結構所定柜內電纜頭及電流互感器一般設置在柜體后下部，不適合靠墻安裝。優化后的側裝柜電纜頭開孔設置在開關柜底板的中間位置，開啟前門即可實現對電纜頭的安裝維護，電流互感器的維護或更換也只需要開啟前門，真正實現了靠墻安裝，減少變電所跨度，特別適合于柜體對面雙排布置。

2.3主電極插接過程的可視化

傳統手車式開關柜可移出部件試驗位置與工作位置大多采用前后移動。使一次主插頭被斷路器操作機構所遮擋而無法觀察，整個插接過程處于“盲插”狀態。側裝柜斷路器手車在柜內的移動方式由前后變為上下移動的同時使用了透明的上、下觸頭盒，現場可以監視到主導電插頭的插接過程、插接狀態，現場巡檢、檢測監控提供可視化便利。

2.4具備明顯可見空氣隔離斷口

國家標準要求高壓開關柜必須具備明顯可見空氣隔離斷口，傳統開關柜只有固定式開關柜用隔離開關來實現此功能，手車式開關柜由于手車結構及移動方式限制了國內外生產廠家未能實現這一標準，側裝移開式開關柜采用上下移動及透明的觸頭盒，滿足手車在實驗位置形成明顯可見一次空氣隔離斷口。

2.5取消分支母排，減少故障點

創新設計，將主母排由柜體后側移到柜體頂部，三相按后、中、前布置，斷路器極柱按照主母排順序布置，實現了開關柜與斷路器在空間布置相序統一，省掉分支母排過度及其絕緣支撐，主母線直接與上觸頭盒搭接，使得主回路簡單緊湊，載流回路短，發熱點少，節約了金屬材料，減少故障點。

2.6提高柜體防護等級

采用全新結構布置，柜內用金屬隔板和活門將柜體分割成幾個功能單元，柜后設有獨立的壓力釋放通道。金屬鎧裝隔室按運行連續性的最高等級LSC28設計。柜體具有承受內部電弧故障的能力，對操作人員提供最高等級的安全防護。柜體采用覆鋁鋅板精度高加工，手車互換性強。柜體外殼防護等級可達IP54，各隔室之間的防護等級可達IP3X，滿足礦用一般型產品對外殼防護等級的要求。

2.7便于事故應急分閘

傳統的手車式高壓開關柜正常運行時，斷路器機構的操作面板遠離開關柜的前面板，如現場發生事故，控制電路故障需要使用機械緊急分閘，開關柜前面板上的機械分閘按紐不能觸及到斷路器操作機構面板上的機械分閘按紐，很難實現手動機械應急分閘。側裝柜的斷路器手車試驗位置與工作位置的轉換采用了上下移動的結構，斷路器操動機構的操作面板在工作位置時貼近前面板，便于安裝應急機械分閘按紐，為現場事故緊急停止提供了快捷的解決方式。

2.8其他新技術應用

柜內斷路器可安裝固封式永磁機構真空斷路器。斷路器即節能輕便又保證運行可靠、安全滿足長期使用。通過機械及電氣聯鎖，滿足對高壓開關柜的“五防”要求。

3結語

側裝移開式開關柜以體積小、安裝方便、主插頭及隔離斷口透明可見、外殼防護等級高及結構布置合理為特征，將作為礦用一般型高壓開關柜廣泛應用在礦山。極大提高開關柜的安全性及滿足現代礦山環保節能要求。

參考文獻：

[1]李建基.《高壓開關設備使用技術》.中國電力出版社.

[2]《輸配電產品應用》.2009年5月.

[3]高赟.《KCY1-12側裝移開式交流金屬封閉開關柜》產品手冊.