一種高壓進線柜無源閉鎖方案的應用

摘"要：通過對配電網高壓進線柜常規閉鎖案例的分析，尤其是對戶外環網柜高壓進線柜常規閉鎖方案的分析，提出了一種高壓進線柜無源閉鎖方案的應用，此方案的應用確保了高壓進線柜電纜室門閉鎖的可靠性、有效性和經濟性。

關鍵詞：配電網；高壓進線柜；無源閉鎖；可靠性

中圖分類號：TB"""""文獻標識碼：A""""""doi：10.19311/j.cnki.16723198.2024.17.083

0"引言

“五防”〔電氣“五防”通常指1、防止誤分、合斷路器；2、防止帶負荷分、合隔離開關；3、防止帶電掛（合）接地線（接地開關）；4、防止帶接地線（接地開關）合斷路器、負荷開關）；5、防止誤入帶電間隔。〕是高壓柜中為保證電力電網安全、可靠運行、確保設備和人身安全、防止誤操作的聯鎖功能。在工作實踐中，經常遇到有的變配電工程中高壓柜的“五防”功能不是很完善，有的甚至存在著很大的安全隱患。其中，高壓進線柜的機械閉鎖或電氣閉鎖存在著一些問題。

就此問題，筆者通過比較分析配電網高壓進線柜接地開關與電纜室門的機械聯鎖方案和高壓進線柜常規電氣閉鎖方案，提出了一種高壓進線柜無源閉鎖方案的應用。

1"高壓進線柜接地開關與電纜室門的機械聯鎖方案

1.1"機械聯鎖

高壓進線柜配置接地開關，且接地開關與電纜室門存在機械聯鎖，實現接地開關未合閘來阻止電纜室門開啟操作；同時電纜室門開啟后來阻止接地開關分閘操作，依次實現“五防”中“防止人員誤入帶電間隔”的要求。

1.2"存在的問題

高壓進線柜設置接地開關，因高壓進線柜和上一級對應的高壓出線柜往往距離較遠，容易造成高壓進線柜接地開關合閘的情況下上一級對應的高壓出線柜送電操作而引起的短路接地事故。也容易造成上一級對應的高壓出線柜已經合閘送電而誤合接地開關造成的事故。這兩種情況均違背了“五防”要求。通過大量的運行實例和經驗總結，為了避免上述情況的發生，已經不再建議高壓進線柜設置接地開關。

2"高壓進線柜常規電氣閉鎖方案

考慮到上述高壓進線柜接地開關與電纜室門的機械聯鎖存在的問題，當前的主流方案取消了高壓進線柜接地開關的設置，采用高壓進線柜常規電氣閉鎖方案，如圖1所示，該電氣閉鎖系統主要有：電壓互感器（PT）、高壓傳感器（CGQ）、強制型帶電顯示器和電磁鎖4部分組成。主要組件介紹如下：

（1）電壓互感器（PT）

電壓互感器（PT）通常經過負荷開關或隔離開關與一次主母線連接，電壓互感器（PT）二次端輸出AC"220V電源為電氣閉鎖系統中的強制型帶電顯示器和電磁鎖供電。

（2）高壓傳感器（CGQ）

高壓傳感器（CGQ）安裝于高壓進線柜的電源進線端，高壓有電時，可以通過內置電容感應出低電壓輸出，通過二次導線連接到強制型帶電顯示器上，為強制型帶電顯示器提供進線柜有無高壓的判據。

（3）強制型帶電顯示器

強制型帶電顯示器通常安裝在高壓進線柜的儀表門上，由電壓互感器（PT）

提供AC220V供電，接收高壓傳感器（CGQ）信息，通過指示燈顯示是否有高壓電，同時輸出節點的動作來控制電磁鎖的閉鎖和解鎖。

（4）電磁鎖

電磁鎖，安裝在高壓進線柜電纜室門上，通過接收強制型帶電顯示器的命令信號，閉鎖或解鎖電纜室門的開啟，進線柜高壓有電時用于強制閉鎖進線柜電纜室門，防止高壓有電時人員誤入帶電間隔。

另外，電磁鎖配置強制解鎖鑰匙，非特殊情況，一般不使用。

2.1"高壓進線柜常規電氣閉鎖解除方式

同時具備如下兩個條件，方可解除閉鎖，開啟電纜室門：

（1）強制型帶電顯示器有可靠供電，此方案由電壓互感器（PT）二次側提供AC220V電源；

（2）安裝于高壓進線柜的電源進線端的高壓傳感器（CGQ）檢測到無高壓電。

或者，使用電磁鎖配置的強制解鎖鑰匙解鎖，開啟電纜室門，但這種解鎖方式存在著人員高壓觸電的安全隱患，非特殊情況，一般不建議使用。

2.2"存在問題

如圖1，一種情況，高壓進線柜開關QF在合閘位置時，一次高壓母線帶電，電壓互感器PT二次側有AC220V輸出，電氣閉鎖系統供電正常。此時高壓進線柜的電源進線端有高壓電，電磁鎖閉鎖，阻止高壓進線柜電纜室門開啟操作。又因高壓進線柜開關QF在合閘位置，無論高壓傳感器檢測到有無高壓電，按照“無妨”要求，為防止人員誤入帶電間隔，高壓進線柜電纜室門也不允許開啟。

另一種情況，高壓進線柜開關QF分閘位置時，一次高壓母線無電，電壓互感器PT二次側無AC220V輸出，電氣閉鎖系統失電，電磁鎖在閉鎖狀態，高壓進線柜電纜室門無法開啟。

綜上所述，此電氣閉鎖方式，高壓進線柜無論處于哪種情況，電磁鎖一直處于閉鎖狀態，阻止開啟高壓進線柜電纜室門，強制型帶電顯示器無法正常驗電解鎖，只能使用電磁鎖配置的強制解鎖鑰匙強制解鎖，此方案在此等同于銅掛鎖的功能，失去了正常的驗電解鎖功能。

為了解決上述問題，有的方案采用不間斷電源UPS為電氣閉鎖系統提供電源，也存在一些供電不可靠的問題，尤其是環網柜，現場受外界環境溫度的影響很大，若采用傳統蓄電池（UPS配套用），在高低溫時電池的放電能力和長期未進行深放電后的性能都會受到較大影響，特別是在夏天UPS不能正常工作將直接導致蓄電池不能供電。從長期運行來看，此種方案也存在一些不可靠因素。

3"一種高壓進線柜無源閉鎖方案

3.1"方案組成

閉鎖方案如圖2所示，閉鎖系統主要由高壓傳感器（CGQ）、高壓帶電顯示器、閉鎖電磁鐵和移動電源四部分組成。

（1）高壓傳感器（CGQ）

安裝于高壓進線柜的電源進線端，為本方案的帶電顯示器提供驗電（高壓電）解鎖判據，功能如高壓進線柜常規電氣閉鎖方案所述，此處不再敘述。

（2）高壓帶電顯示器

本方案配置的高壓帶電顯示器為強制型帶電顯示器，安裝于高壓進線柜的儀表門上。高壓帶電顯示器安裝有a、b、c三個高壓有電指示燈和一個閉鎖解除提示燈。高壓傳感器（CGQ）感應的低電壓可以點亮a、b、c三個高壓指示燈，提示高壓進線柜的電源進線端有電。高壓帶電顯示器使用直流6V供電，預留有正、負兩極供電接口，且正、負兩極供電接口分別使用紅、黑顏色區分，供電接口規格大小不同。高壓帶電顯示器供電后，可以判定是否輸出控制節點動作用于控制電磁鎖的閉鎖和解鎖，若滿足閉鎖解除條件，閉鎖解除提示燈點亮，提示檢修人員高壓開關柜具備了開啟高壓進線柜電纜室門的條件。

（3）閉鎖電磁鐵

本方案閉鎖電磁鐵使用直流6V供電，閉鎖電磁鐵配置鎖舌，鎖舌平面側朝向電纜室柜內，曲面側朝向電纜室柜外。閉鎖電磁鐵利用鎖舌閉鎖高壓進行柜電纜室門，電磁鐵帶電吸合，鎖舌縮回，電纜室門可以解鎖開啟。電磁鐵無電后，鎖舌自動伸出阻止電纜室門開啟。因鎖舌的曲面側朝向電纜室柜外，開啟的電纜室門可以自由關閉。

另外，本方案電磁鐵配置有強制解鎖功能，用于應急備用，強制解鎖時，操作人員需要判定本柜的高壓帶電顯示器顯示高壓無電后，方可使用內六角工具拆除鎖舌即可。

（4）移動電源

移動式電源可以是充電式的，也可以配置普通干電池，為高壓進線柜無源閉鎖系統驗電解鎖提供電源，電源電壓為直流6V，本方案采用4節5號干電池，移動電源引出正、負兩極接線柱，且正、負兩極接線柱分別使用紅、黑顏色區分，接線柱規格大小不同，與本方案高壓帶電顯示器預留的正、負兩極供電接口匹配，防止操作人員誤插操作移動電源，導致正、負極接反。本方案移動電源內置時間繼電器，接通電源后延時10秒斷電，10秒供電，這樣不僅保證了操作人員有充分的驗電解鎖時間，同時也節省了移動電源電量。高壓進行柜儀表門上預留有移動電源安放位置，移動電源可以放置在高壓進線柜儀表門上，也可以放置在操作運維人員的值班室，一只移動電源可以供多臺高壓配電柜共享使用。

3.2"操作方式

當需要開啟高壓進線柜電纜室門進行檢修時，按照正常停電程序操作后，使用本方案移動電源插入高壓進線柜儀表門上安裝的高壓帶電顯示器供電接口，檢驗高壓進線柜的電源進線端是否仍有高壓電，若高壓進線柜的電源進線端有高壓電，閉鎖電磁鐵鎖舌仍然處于閉鎖狀態，高壓進線柜電纜室門無法解鎖，電纜室門也無法

基金項目：甘肅省教育科學“十四五”規劃2022年度一般項目，地勘行業發展遷移的資源勘查類專業課程產學融合教學模式探索與構建（GS[2022]GHB1853）。

作者簡介：錢玲玲（1983-），女，漢族，云南曲靖人，碩士研究生，甘肅工業職業技術學院副教授，研究方向：資源勘查工程。

開啟。若高壓進線柜的電源進線端無高壓電，高壓帶電顯示器閉鎖解除提示燈點亮，閉鎖電磁鐵帶電吸合，鎖舌縮回，檢修人員可以打開高壓進線柜電纜室門。移動電源供電10秒后斷電，保存電量。閉鎖電磁鐵失電后，鎖舌伸出，開啟的電纜室門也可以自由關閉。電纜室門關閉后，鎖舌自動閉鎖電纜室門，若要再次開啟電纜室門，需要重新驗電解鎖操作。

3.3"方案優點

本高壓進線柜無源閉鎖方案不再依靠與一次高壓母線連接的電壓互感器PT供電，只有需要開啟高壓進線柜電纜室門時，才需要電源驗電解鎖，且電源取自移動電源，閉鎖裝置供電可靠，避免了上述高壓進線柜常規電氣閉鎖方案因高壓進線柜開關分閘后出現的問題。

另外，使用閉鎖電磁鐵取代電磁鎖，閉鎖電磁鐵達到了電磁鎖的同樣功能，但價格遠低于電磁鎖價格。為企業生產節省了制造成本。

4"結語

高壓配電柜閉鎖電纜室門目的是滿足“五防”的基本要求之一。然而，高壓進線柜依靠電壓互感器供電的常規閉鎖方案存在上述一些問題，筆者對應提出的一種高壓進線柜無源閉鎖方案，不僅可以解決上述問題，還可以縮減制造成本，為高壓進線柜閉鎖方案提供了一種思路和參考。

參考文獻

［1］吳建紅，鄒駿.高壓柜中一些難解決、易忽視的“五防”問題[J].高壓電器，2014，50（08）：124126.

[2]李毅.高壓開關柜防誤閉鎖功能的完善[J].電力設備，2007，8（7）：7375.

[3]金琪，李烽，顧臨峰，等.新型智能化環網柜的設計及實現[J].華東電力，2014，（7）：13731376.