電氣成套開關柜的應用分析

郭江波 孫夢瀟

摘 要：文章首先對電氣成套開關柜使用期間存在的問題進行介紹，總結為電弧短路、防誤閉鎖功能異常以及導電回路故障等方面。其次重點介紹故障問題的解決方法，為電氣成套開關柜使用提供安全保障，減少系統運行使用期間故障發生的幾率。

關鍵詞：電氣設備；開關柜；開關柜應用

電氣系統運行期間，開關柜負責對配網導通情況已經安全性進行控制，一旦運行階段出現安全隱患會及時阻斷電流線路，基礎設施的安全性不會受到影響。電氣成套開關柜是基于傳統控制理念基礎上作出的創新，對線路的保護效果更明顯，靈敏度提升后使用階段不容易產生故障問題。但電氣成套開關柜投入使用后也遇到了一些阻礙因素，需要一些加強整改措施，提升使用的穩定性能，下面文章將針對此類問題展開探討。

1 電氣成套開關柜應用常見問題分析

1.1 電弧短路問題

配電網運行期間，經過開關柜的電流比較大，布線階段導線的間隔距離沒有進行合理計算，使用時因接觸不良開關處會出現打火的現象，電弧接觸到臨近導線引發短路故障。此類現象常發生在工業用電的開關柜處，短路發生后開關處的溫度會急劇升高，如果不能及時調控嚴重的還會造成發電設備損壞，增大檢修成本。成套開關柜應用于電力企業和工業企業，長期使用后，以及受到使用環境影響，存在開關柜結露、斷路器絕緣損壞等問題，以致出現電弧短路問題，進而波及整個開關柜的安全使用。據不完全統計，每年國內每100臺開關柜，大約有0.7臺的開關柜存在電弧短路問題，損壞率在0.7%左右，尤其是在農村地區，其故障率可能更高。

1.2 防誤閉鎖功能問題

自動化控制系統中存在功能異常，使用時不能達到防誤閉需求。發生此類問題后，開關的使用功能會受到影響，不能對線路的導通情況做出基本的調控，傳輸電流中存在的干擾震蕩也得不到解決。與開關柜生產時間使用缺乏定期檢修存在必然聯系，問題發生后表現為系統的功能受到阻礙影響，調節控制功能也因此而喪失。成套開關柜一般都有防誤閉鎖功能，但該功能有三個方面的問題尚待解決：首先是由于開關柜內部空間不大，無法在開關的兩邊同時布置接地刀閘，當其中一側需要拆裝接地線，無法進行強制性互鎖；其次是開關柜的后門沒有設置合頁，未能實現帶電間隔；最后是在出線間隔線的位置，顯示器的作用僅能提示線路狀態，對于線路帶電裝設接地線，未能起到防止的作用。

1.3 導電回路故障問題

開關控制部分回路受到影響，電流不能通過繼電保護裝置后回到開關部分，當配網中存在斷路時會出現這一現象。因開關連接不緊密導致的接觸不良也會使線路斷連，在線路導通前要觀察是否有過多的粉塵垃圾，開關清潔程度不足也很容易導致回路故障。繼電器是對配電網的保護裝置，使用時流經的荷載電流如果超出了安全范圍，便會出現熔斷現象，需要技術人員重新接線并導通才能夠恢復配網的使用正常。

2 電氣成套開關柜應用的建議措施

2.1 電弧短路保護

明確常見的開關柜故障后，可以有針對性的制定預防措施，從安裝部分來進行，計算好線路之間的準確間隔距離，并對絕緣保護層的完整程度做出檢驗，這樣使用階段即使因開關接觸不良發生打火問題，在絕緣層的保護作用下也不會引發短路。還要對配網運行期間的荷載進行詳細計算，選擇合理的基礎設施，在承載范圍內短路問題得到了防治。應用保護措施后，開關柜的林敏度也會有明顯提升。

其次是金屬絲電弧繼電器，亦稱之為張力傳感器，這種傳感器的信號動作，以電阻的變化為依據，當電子信號出現波動，在氣體壓力的作用之下，就會自動跳閘，其跳閘的時間，取決于繼電器的動作時間，大約在0.1s以內，其出口回路，主要由金屬絲電弧繼電器、過電流繼電器、時間繼電器、中間繼電器、二極管組成。再次是借助電弧接收天線，在電弧短路時，母線的短路電流，會出現電磁場作用跡象，此時只要控制好一次電流和二次脈沖跳閘的電流，就會形成電源短路跳閘的作用，其主要組成結構布置，要重點考慮開關柜的間隔，以鋁母線作為主母線，并設置電弧接收天線、固定支架、絕緣套管、分支線、引下線、電流互感器等。最后是單相電流電弧保護，一般在短路電弧電流不大的情況下，將同名相的電流互感器，組成差動保護的模式，假設其中兩個開關點出現短路，只要在配電裝置范圍之內，電流電弧就會利用其它無故障的接點，直接退出工作，屬于無選擇性的保護工作。

2.2 防誤閉鎖功能完善

對自動化控制系統進行檢測，觀察開關的導通與閉合情況是否能夠達到使用標準。并對防誤閉鎖進行加固處理，檢驗期間發現問題可以通過優化系統設計來解決，避免將安全隱患代入到使用環節中，對配網也能起到保護作用。開關所在位置也需要特別設計，確保每一個斷開與閉合動作不會對周邊的設施帶來影響。開關的閉合角度可以根據開關柜內的空間情況來設計，合理利用空間。對于這種裝置的應用，筆者建議：首先將開關電控鎖安裝在二次接線的開關柜里面，作為輔助性的接點控制，只有在開關斷開的情況下，才能夠將操作鑰匙取下；其次是將程序直拔鎖安裝在開關柜的門體之上，鑰匙插入后開始轉動，不同的角度會啟動相應的程序，但在鎖銷彈出后，開關柜的柜門就沒有辦法進行關閉，直至程序復位，才能夠關閉柜門；再次是接地鎖的安裝，在地線接地的位置，以逆時針的布置方法，對穿活動塞之上的孔位，同時借助電磁模擬鎖，控制帶電線路的鎖芯轉動。

2.3 導電回路保護

斷路器是導電回路保護的重要元器件，在布置導電回路時，根據斷路器的安裝條件，選用合適的斷路器，譬如目前比較常用的真空斷路器。這種類型的斷路器，能夠有效控制觸頭的偏移，以及兩側螺絲松動的問題。在選用斷路器之后，開始改造開關柜內的母線，需要控制好配電裝置的最小安全距離，同時提高母線的絕緣性能。在構造方面，解決母線接頭發熱的問題，筆者推薦紅外線技術，對接頭的溫度進行監控。

結束語

文章通過研究，基本明確了電氣成套開關柜應用時的一些常見問題，以及問題的相應解決對策，相關電氣工程中，可藉此引為參考借鑒。但考慮到電氣工程施工環境的復雜多變，以及電氣成套開關柜應用要求和條件的不同，以上方法在相關工程中應用時，需要結合具體的工程環境，進行靈活地應用，并結合工程的具體要求，予以補充和完善。■

參考文獻

[1]朱繼勇.10kV成套開關柜綜合防誤閉鎖完善措施探討[J].廣西水利水電，2012（8）.

[2]黃建仁.低壓抽屜式開關柜結構設計對電氣性能的影響[J].科技與企業，2016（2）.

[3]魯奇璞，李熙，周慶嶺.低壓成套開關設備母線截面積選擇的探討[J].郵電設計技術，2014（9）.

[4]朱占春.低壓成套開關設備的計量檢測可靠性研究分析[J].科技傳播，2013（5）.

[5]陳炎亮.封閉式低壓成套開關柜內部引弧試驗及防護措施[J].低壓電器，2011（4）.