接地開關操作孔活門閉鎖缺陷問題及解決方法研究

摘 要：高壓開關柜書面名稱為愷裝移開式交流金屬封閉開關設備，它的整體由柜體和中置式可抽出部件（即手車）兩大部分組成，又俗稱中置柜，其以結構緊湊，便于快速處理故障；封閉性好，“五防”功能齊全，運行安全可靠等眾多優點而備受用戶歡迎。但由于開關柜的結構及部分元器件工藝水平所限，導致在閉鎖的操作和試驗的過程中也存在一些問題。

關鍵詞：開關柜；活門閉鎖；缺陷

1 緒論

目前開關柜均有“五防”閉鎖功能，即防止誤分、合斷路器，防止帶負荷分、合隔離開關，防止帶電掛（合）接地線（接地開關），防止帶地線送電和防止誤入帶電間隔。“五防”閉鎖功能目前已基本完善，并且很多廠家與學者都在不斷的對其進行改進。文獻[1]針對開關柜檢修作業中引起的人身死亡事故，對開關柜普通存在的防誤閉鎖隱患進行了深入分析，并提出了完善開關柜防誤閉鎖功能以及加強裝置和現場管理等措施來防止事故的發生。文獻[2]結合一電廠對高壓開關柜的閉鎖措施進行技術改造后，仍然存在不夠完善的問題，提出不改變原有操作順序和閉鎖關系，在有可能出現反送電的開關柜的出線端裝設高壓帶電顯示閉鎖裝置，以及在工作電源開關和備用電源開關之間引入電氣閉鎖來增加防誤閉鎖措施。文獻[3]是結合變電站現場操作步驟和檢修的安全要求，以部分10kV小車式開關柜為例，闡述了出線小車、母線分段小車、主變開關小車、主變隔離小車和接地車的相互聯鎖的工作原理，比較了其單元電氣閉鎖流程及特點，對聯鎖流程作出評價，并總結出一套10kV小車式開關柜操作常規流程。文獻[4]對中置式開關柜各種方案的五防機械閉鎖及電氣閉鎖進行了分析，做出一套合理、安全的防誤閉鎖方案。且該閉鎖方案不但使開關柜能滿足五防要求，還對系統突然斷電又突然送電的情況進行了有效的閉鎖，防止誤操作而帶來的安全危險，同時還就開關柜內配有接地手車的變電站進行了分析，并針對常配的兩種接地手車：母線接地手車和進線接地手車各做出了一套合理、安全的防誤閉鎖方案，并且也能對突然斷電又送電的情況進行有效閉鎖，以提升電力運行的安全性。則是通過分析手車式開關柜的閉鎖邏輯和驗收方法，以閉鎖驗收采用兩階段驗收方式，并提出一種基于編制開關柜閉鎖標準驗收卡的驗收方案對閉鎖裝置進行標準化驗收，從而避免因憑經驗驗收可能導致的隨意、遺漏甚至錯誤等問題，保證閉鎖裝置后期運行的安全可靠運行。

2 故障原因分析及改進措施

2.1 故障原因

接地開關操作孔活門閉鎖缺陷問題主要包括以下幾種：（1）按不下主連鎖壓板。利用分析和觀察，有以下原因：①電纜室前門關閉不嚴，門上的鎖叉沒頂開電纜室門與主連鎖壓板聯鎖擋，聯鎖擋銷在鎖定位置，擋住了主連鎖壓板向下運動的路徑；②向上去的連板制造安裝不規范，端部多出部分與柜體相頂，依靠手指的力量按不下，造成手柄裝不上無法操作；③接地刀閘操作主軸的軸向竄動量過大，主連鎖壓板被接地刀閘操作主軸卡住。（2）接地刀閘拒合。一般情況下其和主聯鎖壓板按不下同時發生。當主連鎖壓板按不下時，若不正確的處理，如借助工具強行壓下主連鎖壓板，即使裝上操作手柄也無法合上接地刀閘。如果強行合上了接地刀閘，就會造成機構部件損壞，常見的有電纜室前門聯鎖桿巧變形、鑄鋁的軸承座裂碎等。（3）主連鎖壓板不起開閉作用。原因多數為機構部件已損壞。（4）接地開關操作孔活門閉鎖電磁鐵的問題。KYN28A-12高壓開關柜中，防止帶電合接地開關的措施是由接地開關操作孔活門來實現閉鎖的。接地開關操作孔的活門通過機械和電氣聯鎖來實現打開或關閉。當開關手車處于運行（或熱備用）位置時，此時開關手車通過機械連桿直接閉鎖了接地開關操作孔活門，使操作手柄不能插入操作接地開關；當開關手車處于冷備用（或檢修）位置時，開關手車對活門的機械閉鎖失去作用，同時在線路不帶電的情況下，帶電顯示器接點閉合，接通電磁鐵回路，電磁鐵勵磁后接地開關操作孔活門可以打開，從而可以對接地開關進行操作。KYN28A-12高壓開關柜在由開關運行改線路檢修（或開關及線路檢修）的操作過程中，常常發生這樣一種情況：開關手車已經拉至冷備用（或檢修）位置，同時經過驗電，線路側無電壓的情況下，接地開關操作孔活門仍然不能打開，從而不能進行合接地開關的操作，此時操作人員只有使用緊急解鎖工具打開下柜門，采用人工掛接地線的方式來完成線路檢修狀態。這種做法使得操作過程復雜化，增加了操作時間。研究操作中發生的這種情況，可以發現造成接地開關操作孔活門不能打開的原因主要有3個方面：一是由于開關手車操作不到位（未到冷備用位置或檢修位置）：二是活門閉鎖電磁鐵損壞；三是活門本身存在機械卡澀。運行人員在操作時發生的不能打開活門的情況，基本上都是因為活門閉鎖電磁鐵損壞造成的，而檢修發現造成電磁鐵損壞的主要原因是電磁鐵內部線圈發熱燒壞。當開關柜處于線路檢修（或開關及線路檢修）時，帶電顯示器常開接點導通，從而接通活門閉鎖電磁鐵電源，使電磁鐵勵磁。一般情況下，檢修工作需要將設備保持線路檢修（或開關及線路檢修）幾個小時，集中檢修時甚至要幾天時間，因此活門閉鎖電磁鐵幾個小時或幾天處于勵磁狀態，電磁鐵內部線圈長時間通電而發熱燒毀。

2.2 改進措施

利用多次現場的模擬，以及觀察操作，選取了一個站作為試點實施改進和完善，采取了以下措施：（1）調整好電纜室前門上的鎖叉，使其高度正好與主連鎖壓板聯鎖擋平行，關好電纜室前門時，要頂開主連鎖壓板聯鎖擋及擋銷，緊固前門固定螺絲，使主連鎖壓板上下自如。（2）修整連板的端部，將多余部分鋸掉，并用銼將端部修成圓弧形，使連板與柜體不發生頂撞，運動自如。（3）調整接地刀閘操作主軸的軸向竄動量，使主連鎖壓板操作時不與主軸接觸。（4）發現和發生部件變形或損壞，要及時進行矯正和更換損壞的部件，使設備恢復性能后再運行，防止擴大故障造成事故。通過反復操作實際模擬，在實踐中取得了良好的效果，操作性能穩定，基本沒有發生異常情況。（5）解決電磁鐵損壞的根本問題，就是要盡量減少電磁鐵通電時間，同時又不增加運行人員的操作難度。我們可以在現有的電磁鐵勵磁回路中，加入一個小按鈕開關，并去掉原來電路中的交直流轉換模塊（此模塊的功能是使電磁鐵在勵磁時不發出聲響），電磁鐵線圈是交直流兩用線圈，可以不用更換。此小按鈕開關可以安裝在接地開關操作孔旁邊，按下小按鈕使電磁鐵勵磁來解除對接地開關活門的閉鎖，接地開關操作孔活門打開插入接地開關操作手柄后，便可以放開小按鈕，此時既可以操作接地開關，又可以切斷電磁鐵電源，從而達到一舉兩得的效果。另外，當按下小按鈕時，電磁鐵勵磁發出聲響，可以提示操作人員電磁鐵情況正常，從而防止在操作過程中由于活門卡澀而誤判為電磁鐵損壞的問題。

3 結論

接地開關操作孔活門閉鎖是組成電力系統五防聯鎖的重要部分，對開關設備科學、安全地操作和試驗關系到設備的安全、人身的安全、電網的安全。隨著KYN28A-12高壓開關柜在10kV電力系統中的大量使用，新的問題仍將不斷出現，只有及時對出現的問題加以改進和完善，才能保證電力系統的安全穩定運行。

參考文獻

[1]全光榮.基于高壓開關柜常見故障和改進對策的分析[J].通訊世界，2014，（20）：166-167.

[2]黃曉波.淺談10kV高壓開關柜結構設計問題探討[J].科技創新導報，2013，（20）：52-53.

[3]梁漢泉，曾永浩，周永耀.淺談智能化開關柜的應用與發展[J].中國科技投資，2012，（27）：99.

[4]劉小剛，潘寅.論6～10kV配電系統高壓開關柜的結構設計[J].企業科技與發展，2011，（1）：46-47.

（作者單位：廣州南方電力集團電器有限公司）