高壓開關防誤操作系統技術的研究

賀源 郝爽 馬煒峰

河南平芝高壓開關有限公司 河南平頂山 467013

對于電路系統來說，高壓開關柜是最為關鍵的組織部分，是確保電路系統穩定供電的關鍵點。因此才需要得到人們足夠的注意力，要做好高壓開關柜檢修維護工作，保障工作效果、工作質量。

1 基本工作原理

1.1 高壓交流斷路器的基本原理

高壓交流斷路器的基本工作原理是利用交流電弧過零時自然熄滅這一特性，通過改善滅弧介質、吹弧、拉弧、增加斷口數量以及加裝并聯電阻等多種方式，使電弧熄滅，從而斷開電路。

1.2 高壓隔離/接地開關的基本原理

高壓隔離開關通過操作機構帶動傳動部分進行伸縮或旋轉運動，從而實現隔離開關主閘刀的斷開、閉合操作。隔離開關分閘必須在相關斷路器開斷電路后進行；合閘前，先合隔離開關再用斷路器接通電路。接地開關可利用操作機構或手動進行接地刀閘的分合操作。接地開關既可獨立安裝，也可用于與隔離開關匹配成附裝的接地閘刀部分。

1.3 高壓直流轉換開關的基本原理

高壓直流輸電系統中的直流轉換開關所采用的設計方法是在交流斷路器的基礎上，通過各種措施將流過斷路器的恒定電流轉換為有電流零點的振蕩電流。直流轉換開關開斷直流電流可以分為強迫電流過零、介質恢復和能量吸收三個階段。

2 高壓開關誤操作的危害

在電氣閉鎖的情況下手動合閘不能成功，但是真空接觸器會有一瞬間的接觸，然而就是這短暫的電源導通，輕則毀壞電氣設備，重則會導致線路工作人員電弧燒傷、觸電身亡，甚至會引起礦井火災、瓦斯煤塵爆炸，給礦井帶來災難性的損失。這樣要想進行手動全閘操作就得先拆取加裝的套筒才可以。一方面，原來手動合閘和推拉小車機構端頭是一樣的正方形，在手動合閘機構端頭加裝套筒后兩者有了明顯而直觀的區別，操作者不容易產生誤操作。另一方面，操作者假如要強行拆取套筒進行手動合閘，在拆取過程中他還有一個思考過程，有了反應的余地，不至于幾秒內就把電誤送上[1]。

3 高壓開關防誤操作技術內容

井下高壓開關手動合閘裝置的端頭為正方體，在進行手動合閘時將帶有插孔的操作手柄插上后向上緩慢抬起就可完成送電操作。該裝置就是和開關上的正方體端頭的高一樣長、內徑尺寸和該正方體端頭對角線一致的空心圓柱體，在該裝置側面設計一個帶絲口的定位孔并用一條10 mm 螺絲固定，該裝置被刷成醒目的紅色，表面看上去就是一個漂亮的小紅帽。

加上這個裝置后，原來的操作手柄就完全不能插到手動合閘裝置端頭，只有松開該裝置的定位螺絲、取下該裝置方可進行送電操作。而我們在投入使用這個裝置前就對職工進行了相關的培訓、學習，戴“小紅帽”的端頭是手動合閘端頭，反之則是推拉小車端頭，操作者一目了然。

當操作者在執行停送電操作時，就會非常清楚該往哪個端頭上插，就算他仍然想拆下“小紅帽”進行違規操作，拆取過程中他想到安裝這個裝置的目的，也會中止他的違規行為。這樣該裝置就起到了一個明顯的提醒和防誤作作用，從而可以避免為此引發的各種事故。

4 高壓開關柜檢修維護辦法

4.1 環境因素

4.1.1 海拔

參照有關規定，普通高壓柜絕不能安裝在超過1000米的海拔，超過一千米小于4000 米海拔的設備絕緣強度要做好。高海拔地區的氣壓低，空氣少，這意味著開關柜絕緣強度會降低。電氣間隙和耐沖擊電壓關聯密切。參照帕邢定律，改進方法為，應對高海拔區域就需要在原柜基礎上增加爬電距離和電氣間隙[2]。

4.1.2 污穢

因為柜體在長期工作中沒有及時維護和清理，所以柜內的各種裝置會受到飛塵、鹽堿、工業污染，并在絕緣子形成薄膜。一般來說干燥條件下這層污層不會出現過多的電導，影響不大。但在高濕度情況下比如雨雪霜露等條件，則會大量增加電導，使得絕緣子閃絡變得非常低。

4.1.3 濕度

如果濕度比較大，那么柜體的內壁和外壁就會出現水珠，水珠對于電力設備的影響是非常明顯的。絕緣材料沒有水珠時，空氣濕度增加，閃絡電壓也會提高。在絕緣材料表面有凝露時候，閃絡電壓將會下降。也就是說水珠直接降低了開關設備絕緣材料絕緣效果，引起閃絡事故和爬電問題。

4.2 聯鎖裝置改進

有安裝接地開關的中置高壓柜內配有比較完善的五防連鎖。操作軸機械連鎖可以有效應對帶電合接地開關與規避帶接地開關合閘。使用機械連鎖，搭配手柄操作，調整接地刀軸，讓接地開關停留在合閘位置。此時柜體的導軌限位鎖板就會伸出來，并擋住手車，使得無法進入到工作部位。面對這樣的問題有下述幾種方式處理。首先在接地刀來到合閘位置時候，斷路器手車會撞彎限位鎖板。此時手車來到了工作位置，引起帶地接線合閘情況。這種問題需要做到的是和配件廠家溝通，要求對方以熱處理辦法增強限位鎖板抗彎性。從而確保開關柜性能足夠可靠。要重視操作人員技術培訓，用嚴謹的操作流程操作，減少誤操作現象發生。其次當前很多開關柜限位支座其實都是鋁制材料。頻繁開關以后部分操作者有可能會用力過猛導致支座壞掉。為解決這一問題，可以將鋁制支座改成鑄鐵材料。通過這種做法提高抗撞擊能力，滿足安全性和可靠性要求。操作人員需要經過專業培訓，用專業的操作能力應對操作需要。嚴謹操作、減少誤操作流程才是保障開關柜少損壞、多發揮功效的關鍵[3]。

5 結語

開關設備是電力系統的重要組成部分，開關設備分為交流和直流開關設備兩類。交流開關設備按其功能主要分為斷路器、隔離開關和接地開關，直流開關設備按其功能主要分為直流轉換開關和直流隔離開關。主要用于開斷、關合線路正常電流和故障電流，或在設備檢修時隔離高壓電源，提供一個安全可靠的絕緣距離。