變電站端子箱、匯控柜防開扣的研制

黃義琪，雷亞蘭，楊杰

(云南電網公司玉溪供電局，云南玉溪,653100)

0 引言

變電站作為電力系統傳輸的樞紐，2020年11月24日，某電廠#7發變組5913斷路器第Ⅰ套本體三相不一致保護動作跳閘，經檢查，跳閘前5913斷路器三相運行正常，壁虎通過控制箱門縫隙進入斷路器控制箱內的第Ⅰ套本體三相不一致保護時間繼電器底座內，造成時間繼電器節點短接，導致5913斷路器跳閘。究其根本原因發電廠、變電站一般坐落在遠離城鎮的偏遠地區，一方面，電氣設備的端子箱、匯控柜會受天氣變化帶來影響[1]，極大程度會腐蝕端子箱、匯控柜門，加上某些變電站可能存在投運時間久遠，相關改造項目未來得及實施，端子箱、匯控柜門會存在關合不到位，降低開閉性能，而遺留的縫隙會讓小動物乘機而入，引發回路短路或接地，或者啃食端子，造成保護誤動或拒動；另一方面，在溫濕度較大或投運時間久遠的情況下，端子箱、匯控柜的門鎖會存在銹蝕情況，那么端子箱、匯控柜門可能會被大風刮開，或者在高電壓等級區域，在進行相關倒閘操作時，由于斷路器分合的震動，端子箱、匯控柜門也有幾率被震開，為保證端子箱、匯控柜門能正確發揮性能，使之不會無故打開，造成雨水、小動物等進入端子箱、匯控柜，引發回路短路或接地，進而誘發保護誤動或拒動的風險。因此，我們提出對端子箱、匯控柜門進行相關改造措施，使得設備運維做到風險可控、效率提升。

1 現狀分析

1.1 風險分析

該類設備在運行中存在一定概率的不正常運行風險，即端子箱、匯控柜門閉合不到位或無故打開，雨水或小動物進入端子箱、匯控柜內，導致端子短路或接地，造成保護誤動，或者因端子松動、脫落造成的保護拒動，引發電力事故事件。通過計算可知：事故風險值（50）=后果(25)×暴露(2 )×可能性(1)，后果為造成非計劃停運，暴露為偶爾（從每月一次到每年一次），可能性為很少的可能性，根據風險等級及防控措施的要求，該類設備運行時20≤風險值＜70，屬低風險，但需要進行關注。

1.2 柜門性能降低分析

對該500kV變電站2015-2019年時間段內，站內端子箱、匯控柜門鎖失效、閉合不嚴因素進行了統計，見表1。

門鎖失效 閉合不嚴 數量（扇） 概率2015 2 2 4 3.96%2016 3 1 4 3.96%2017 1 2 3 2.97%2018 2 3 5 4.95%因素時間（年）/均值

2019 2 2 4 3.96%平均值 2 2 4 3.96%

綜上可知，從設備風險與柜門開閉性能來看，此類設備都存在一定非正常運行的概率。因此，為了提高電網運行的可靠性，對端子箱、匯控柜防開扣的研制就顯得尤為重要。

2 防開扣的研制

2.1 防開扣原理

此種“簡易式”防開扣的原理可分為90°直角環扣和180°平角環扣。如圖1所示，為90°直角環扣，由三部分組成。第一部分為固定在端子箱、匯控柜門正面上的橙色扣點，第二部分為黃色連線，第三部分為固定在端子箱、匯控柜門側面上的藍色連桿卡槽帶綠色小球。當運行人員想打開端子箱、匯控柜時，只要向上撥動綠色小球，從卡扣拿出，端子箱、匯控柜門即可打開。

圖1

如圖2所示，為180°平角環扣，也是由三部分組成。第一部分為固定在端子箱、匯控柜門正面上的橙色扣點，第二部分為黃色連線，第三部分為固定在端子箱、匯控柜門側面上的藍色連桿卡槽帶綠色小球。當運行人員想打開端子箱、匯控柜時，只要向左撥動綠色小球，從卡扣拿出，端子箱、匯控柜門即可打開。

圖2

2.2 防開扣優點

經濟性：涉及部件較多，但是均比較簡單，成本相對較低。

操作性：當運行人員需要打開端子箱、匯控柜時，只需要將拉桿向上撥動，即可將連桿端頭的卡環從扣點撥出，即可打開端子箱、匯控柜；當運行人員需要關閉端子箱、匯控柜時，只需要撥動拉桿，將卡環扣住扣點，即可關閉。操作相對簡單。

美觀性：外觀簡單，美觀度一般。

后期維護：此種防開扣，各個連接部位比較簡單，相對易于生產，后期維護比較簡單。

2.3 防開扣的維護

因加裝的防開扣長期暴露在外部環境中，受風吹雨曬的影響，有一定概率發生防開扣性能失效的隱患。針對此問題，可以采取以下控制措施：

(1)運行人員結合日常巡視對防開扣外觀進行檢查。重點檢查防開扣轉動部位、扣點部位是否有銹蝕、滑落或者卡澀跡象，以便及時對相應部位的零部件進行修繕或更換處理。

(2)操作端子箱、匯控柜門時，注意檢查防開扣的開閉性能是否完好。

(3)制定相應的定期維護計劃。根據防開扣的制作材料，確保在材料的有效期內，防開扣能正常使用。

3 實作驗證

該變電站端子箱、匯控柜防開扣研制完成后，抽取站內2020年6月--11月部分端子箱、匯控柜進行了加裝及效果驗證，并做了相關統計：

時間（年）因素 數量（扇）/費時 2018 2019 2020原門鎖失效，無故打開 2 2 0門關合縫隙過大 3 2 0年度平均數量 3 2 0平均開關門時間(s) 9.2 9.6 11

在加裝端子箱、匯控柜防開扣后，現場實際效果：（1）因門鎖質量問題而無故打開的情況，由2018、2019年的各2扇，降低至0。防開扣的加裝，為端子箱、匯控柜再加上了一層門鎖保護，降低柜門無故打開概率。（2）因柜門投入使用的年限過久，柜門會發生變形，從而使柜門關合不嚴，從表中可以看到，防開扣的加裝，分別由2018、2019年的3扇、2扇門降低至0。防開扣可以使柜門緊密關合[2]。（3）在2020年加裝了防開扣后，開關柜門的時間相比前兩年增加了大約2s，但是可靠關合性能提高。（4）在運行人員打開相關柜門時，因此防開扣操作簡便，不會給運行人員造成其他難以打開的困擾。（5）此種防開扣，制作容易，安裝簡單，制作材料常見，成本偏低，適合廣泛推廣。（6）重新計算風險評估值：事故風險值（0）=后果(25)×暴露(2 )×可能性(0)，無風險。

4 結束語

出現因端子箱、匯控柜柜門開閉不嚴、門鎖失效，導致小動物或者雨水進入其內而造成的電力事故事件時有發生，我們提出的管控措施即防開扣的加裝能有效避免類似事故事件的發生，減少不必要的損失，提高電網運行的可靠性。此種防開扣制作工藝相對簡單，但是能有效發揮其功能。怎樣能從其他角度防止因端子箱、匯控柜門開閉不嚴、門鎖失效而造成事故事件，還需要我們做出進一步研究。