接地开关操作孔活门闭锁缺陷问题及解决方法研究

摘 要：高压开关柜书面名称为恺装移开式交流金属封闭开关设备，它的整体由柜体和中置式可抽出部件（即手车）两大部分组成，又俗称中置柜，其以结构紧凑，便于快速处理故障；封闭性好，“五防”功能齐全，运行安全可靠等众多优点而备受用户欢迎。但由于开关柜的结构及部分元器件工艺水平所限，导致在闭锁的操作和试验的过程中也存在一些问题。

关键词：开关柜；活门闭锁；缺陷

1 绪论

目前开关柜均有“五防”闭锁功能，即防止误分、合断路器，防止带负荷分、合隔离开关，防止带电挂（合）接地线（接地开关），防止带地线送电和防止误入带电间隔。“五防”闭锁功能目前已基本完善，并且很多厂家与学者都在不断的对其进行改进。文献[1]针对开关柜检修作业中引起的人身死亡事故，对开关柜普通存在的防误闭锁隐患进行了深入分析，并提出了完善开关柜防误闭锁功能以及加强装置和现场管理等措施来防止事故的发生。文献[2]结合一电厂对高压开关柜的闭锁措施进行技术改造后，仍然存在不够完善的问题，提出不改变原有操作顺序和闭锁关系，在有可能出现反送电的开关柜的出线端装设高压带电显示闭锁装置，以及在工作电源开关和备用电源开关之间引入电气闭锁来增加防误闭锁措施。文献[3]是结合变电站现场操作步骤和检修的安全要求，以部分10kV小车式开关柜为例，阐述了出线小车、母线分段小车、主变开关小车、主变隔离小车和接地车的相互联锁的工作原理，比较了其单元电气闭锁流程及特点，对联锁流程作出评价，并总结出一套10kV小车式开关柜操作常规流程。文献[4]对中置式开关柜各种方案的五防机械闭锁及电气闭锁进行了分析，做出一套合理、安全的防误闭锁方案。且该闭锁方案不但使开关柜能满足五防要求，还对系统突然断电又突然送电的情况进行了有效的闭锁，防止误操作而带来的安全危险，同时还就开关柜内配有接地手车的变电站进行了分析，并针对常配的两种接地手车：母线接地手车和进线接地手车各做出了一套合理、安全的防误闭锁方案，并且也能对突然断电又送电的情况进行有效闭锁，以提升电力运行的安全性。则是通过分析手车式开关柜的闭锁逻辑和验收方法，以闭锁验收采用两阶段验收方式，并提出一种基于编制开关柜闭锁标准验收卡的验收方案对闭锁装置进行标准化验收，从而避免因凭经验验收可能导致的随意、遗漏甚至错误等问题，保证闭锁装置后期运行的安全可靠运行。

2 故障原因分析及改进措施

2.1 故障原因

接地开关操作孔活门闭锁缺陷问题主要包括以下几种：（1）按不下主连锁压板。利用分析和观察，有以下原因：①电缆室前门关闭不严，门上的锁叉没顶开电缆室门与主连锁压板联锁挡，联锁挡销在锁定位置，挡住了主连锁压板向下运动的路径；②向上去的连板制造安装不规范，端部多出部分与柜体相顶，依靠手指的力量按不下，造成手柄装不上无法操作；③接地刀闸操作主轴的轴向窜动量过大，主连锁压板被接地刀闸操作主轴卡住。（2）接地刀闸拒合。一般情况下其和主联锁压板按不下同时发生。当主连锁压板按不下时，若不正确的处理，如借助工具强行压下主连锁压板，即使装上操作手柄也无法合上接地刀闸。如果强行合上了接地刀闸，就会造成机构部件损坏，常见的有电缆室前门联锁杆巧变形、铸铝的轴承座裂碎等。（3）主连锁压板不起开闭作用。原因多数为机构部件已损坏。（4）接地开关操作孔活门闭锁电磁铁的问题。KYN28A-12高压开关柜中，防止带电合接地开关的措施是由接地开关操作孔活门来实现闭锁的。接地开关操作孔的活门通过机械和电气联锁来实现打开或关闭。当开关手车处于运行（或热备用）位置时，此时开关手车通过机械连杆直接闭锁了接地开关操作孔活门，使操作手柄不能插入操作接地开关；当开关手车处于冷备用（或检修）位置时，开关手车对活门的机械闭锁失去作用，同时在线路不带电的情况下，带电显示器接点闭合，接通电磁铁回路，电磁铁励磁后接地开关操作孔活门可以打开，从而可以对接地开关进行操作。KYN28A-12高压开关柜在由开关运行改线路检修（或开关及线路检修）的操作过程中，常常发生这样一种情况：开关手车已经拉至冷备用（或检修）位置，同时经过验电，线路侧无电压的情况下，接地开关操作孔活门仍然不能打开，从而不能进行合接地开关的操作，此时操作人员只有使用紧急解锁工具打开下柜门，采用人工挂接地线的方式来完成线路检修状态。这种做法使得操作过程复杂化，增加了操作時间。研究操作中发生的这种情况，可以发现造成接地开关操作孔活门不能打开的原因主要有3个方面：一是由于开关手车操作不到位（未到冷备用位置或检修位置）：二是活门闭锁电磁铁损坏；三是活门本身存在机械卡涩。运行人员在操作时发生的不能打开活门的情况，基本上都是因为活门闭锁电磁铁损坏造成的，而检修发现造成电磁铁损坏的主要原因是电磁铁内部线圈发热烧坏。当开关柜处于线路检修（或开关及线路检修）时，带电显示器常开接点导通，从而接通活门闭锁电磁铁电源，使电磁铁励磁。一般情况下，检修工作需要将设备保持线路检修（或开关及线路检修）几个小时，集中检修时甚至要几天时间，因此活门闭锁电磁铁几个小时或几天处于励磁状态，电磁铁内部线圈长时间通电而发热烧毁。

2.2 改进措施

利用多次现场的模拟，以及观察操作，选取了一个站作为试点实施改进和完善，采取了以下措施：（1）调整好电缆室前门上的锁叉，使其高度正好与主连锁压板联锁挡平行，关好电缆室前门时，要顶开主连锁压板联锁挡及挡销，紧固前门固定螺丝，使主连锁压板上下自如。（2）修整连板的端部，将多余部分锯掉，并用锉将端部修成圆弧形，使连板与柜体不发生顶撞，运动自如。（3）调整接地刀闸操作主轴的轴向窜动量，使主连锁压板操作时不与主轴接触。（4）发现和发生部件变形或损坏，要及时进行矫正和更换损坏的部件，使设备恢复性能后再运行，防止扩大故障造成事故。通过反复操作实际模拟，在实践中取得了良好的效果，操作性能稳定，基本没有发生异常情况。（5）解决电磁铁损坏的根本问题，就是要尽量减少电磁铁通电时间，同时又不增加运行人员的操作难度。我们可以在现有的电磁铁励磁回路中，加入一个小按钮开关，并去掉原来电路中的交直流转换模块（此模块的功能是使电磁铁在励磁时不发出声响），电磁铁线圈是交直流两用线圈，可以不用更换。此小按钮开关可以安装在接地开关操作孔旁边，按下小按钮使电磁铁励磁来解除对接地开关活门的闭锁，接地开关操作孔活门打开插入接地开关操作手柄后，便可以放开小按钮，此时既可以操作接地开关，又可以切断电磁铁电源，从而达到一举两得的效果。另外，当按下小按钮时，电磁铁励磁发出声响，可以提示操作人员电磁铁情况正常，从而防止在操作过程中由于活门卡涩而误判为电磁铁损坏的问题。

3 结论

接地开关操作孔活门闭锁是组成电力系统五防联锁的重要部分，对开关设备科学、安全地操作和试验关系到设备的安全、人身的安全、电网的安全。随着KYN28A-12高压开关柜在10kV电力系统中的大量使用，新的问题仍将不断出现，只有及时对出现的问题加以改进和完善，才能保证电力系统的安全稳定运行。

参考文献

[1]全光荣.基于高压开关柜常见故障和改进对策的分析[J].通讯世界，2014，（20）：166-167.

[2]黄晓波.浅谈10kV高压开关柜结构设计问题探讨[J].科技创新导报，2013，（20）：52-53.

[3]梁汉泉，曾永浩，周永耀.浅谈智能化开关柜的应用与发展[J].中国科技投资，2012，（27）：99.

[4]刘小刚，潘寅.论6～10kV配电系统高压开关柜的结构设计[J].企業科技与发展，2011，（1）：46-47.

（作者单位：广州南方电力集团电器有限公司）