开关柜接地刀闸电气联锁缺陷

张冠军

摘 要：近年来，高压开关柜的应用愈发广泛，而越来越多的变电站采用了金属铠甲装式高压开关柜，但随之产生的各类设备和人身安全问题频繁发生，这类问题严重威胁了配电设备的正常运行。本文针对开关柜接地刀闸电气联锁存在的缺陷问题进行深入的分析研究，希望实施有效的接地刀闸操作，进一步保障电网人身设备安全和运行安全。

关键词：接地刀闸 设备安全 电气联锁

中图分类号：TM56 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（a）-0059-02

随着高压开关柜的逐步普及，解决高压开关柜频繁操作已经成为变电站发展的关键问题。我们只有避免误操作，进一步处理好开关柜电气联锁问题。下面我们就变电站接地刀闸电气联锁进行深入分析研究，以便于早日实现开关柜接地刀闸电气联锁的有效操作。

1 开关柜接地刀闸电气联锁缺陷

我国大部分变电站均采用了35kV或10kV配电设备，这些设备均安装了金属铠甲装式高压开关柜，伴随设备的普遍应用人身安全、设备安全问题也愈发常见。开关柜是变电系统中的一项常用设备，开关柜是较为关键的变电站运行设备，只有想方设法避免设备误操作，保证电网运行及人身设备安全，进一步做好开关柜联锁处理。该设备的主要应用逻辑原理是手车开关处于工作位置时接地刀闸就不能操作，而接地刀闸处于合闸状态手车开关就不能摇到工作位置；出线带电接地刀闸也无法操作。本文就是对开关柜接地刀闸电气联锁进行分析，希望能够增进对开关柜接地刀闸作业的了解，更好地弥补工作缺陷。

目前，接地刀闸电气联锁主要根据三相高压出线带电情况来判断接地刀闸解锁或是闭锁情况，只有三相高压出线不带电，方能进行接地刀闸解锁操作，带电的情况下不能实现接地刀闸闭锁，不能对其进行操作。

1.1 接地刀闸电气联锁反应原理

闭锁电磁铁安装在开关柜本体接地刀闸操作孔小活门处，开关柜状态综合指示仪闭锁输出接点和闭锁电磁铁串联后接在电源两端，通过控制开关柜状态综合指示仪闭锁输出接点的连通实现对接地刀闸的联锁控制，这也是电力联锁主要应用原理。

开关柜状态综合指示仪具体结构主要是利用出线处带电显示传感器的安装，来实现对高压出线带电输出感应电压数值。传感器低压端分别接入开关柜状态综合指示仪三相接线端子，该指示仪主要通过对高压三相带电情况的联锁输出接点来判断其通断情况。

1.2 电气联锁缺陷

大部分开关柜采用的均是接地刀闸电气联锁判断方案，接地刀闸主要作业原理就是通过输出接点联通与否进行判断的。该电气联锁在开关柜机械联锁非常完善的情况下能够满足接地刀闸联锁要求，但是现在很多开关柜柜体与所配置的手车断路器并非一个厂家设计制造，导致很多开关柜柜体与手车断路器间存在设计误差、配合公差、机械联锁不完善等问题。当机械联锁不完善时，电气联锁就显得极为重要。

实际应用表明，上述电气联锁方案在机械联锁不完善时无法满足联锁和“五防”要求。在该电气联锁中，接地刀闸解锁唯一的条件是高压出线三相均不带电，即无论手车开关在工作位置或试验位置，只要高压出线三相均不带电即可操作接地刀闸，该情况完全与开关柜“五防”要求相悖。在设备实际运行过程中，当手车开关处于工作位置分闸状态且高压出线三相均不带电时，接地刀闸电气联锁解锁，可对其进行操作；合上接地刀闸后，若误合手车开关，则为带地刀合闸，将会导致严重误操作事故，影响人身、设备安全。

2 接地刀闸电气联锁缺陷的改进

为了进一步保证变电站工作人员人身安全，提高设备可靠性，确保电网、设备安全稳定运行，杜绝设备误操作事故，结合开关柜实际运行，对该接地刀闸电气联锁存在的严重缺陷进行分析，并从开关柜状态综合指示仪、电气联锁线路本身两方面提出改进方案。

2.1 改進开关柜状态综合指示仪逻辑程序

通过对现有开关柜产品分析来讲，生产厂家一直积极改进接地刀闸联锁逻辑程序，并从实际应用情况出发，对带电和不带电情况下的开关柜状态综合指示仪进行试验，经过反复试验和测试，在不改变原有仪器安装方法、接线方式和仪器逻辑程序的基础上提高了方案的实用性，更好地展现了变电应用行业的发展和进步，有效地降低了工作量和操作便利性。

2.2 优化接地刀闸的电气联锁回路

根据固有的接地刀闸电气联锁回路图相关内容，开关柜状态指示仪主要由15-16接点和闭锁电磁铁串联两部分组成，将这两部分接到电源两端，就没有办法将其与手车开关位置相关联，这就造成了手车开关试验位置难以满足解锁接地刀闸联锁要求。若想要解决这方面存在的问题，就需要针对试验位置辅助开关的工作位置辅助开关和一副常开接点进行常闭接点和原联锁回路串联。因此，我们需要结合实际情况，进行接地开关工作位置与回路串联应用情况对比。笔者就这一情况深入研究了接地刀闸电气联锁的改进情况。通过试验观察发现，闭锁输出接点与S8、S9属于依次串联的关系，这几部分共同构成了接电开关电气联锁回路完整操作程序。试验过程中一旦发现高压出线存在一相或是一相以上带电作业，需要将闭锁输出接点断开，这时若是接地刀闸处于闭锁位置就不能够完成后续操作，只有在高压出线三相均不带电且手车开关在工作位置时，无需改变S8状态就能够完成断开操作，或是S9动作也为断开状态，这样电气联锁回路为断开状态，也就是当手车开关闭锁，S8和S9同样处于闭合状态，只有将接地刀闸解锁后，才能实现接地刀闸操作。电气联锁改进方案拥有较高的可靠性、思路清晰、简单易懂和检修方便的特点。开关柜接地接点有利于改进联锁缺陷，进而提高电气联锁回路的安全性和可靠性。

2.3 采用多种方案组合使用的方式

结合上述两种操作方案的优缺点和具体应用情况，笔者认为可以将两种方案组合起来共同使用，充分发挥两种方案的优势。第一种方案是需要从综合指示仪软件程序方面加以改进，第二种方案就是需要从综合指示仪的外围电路入手。这两种方案各有各的优势和不足，两种方案独立使用时存在电气联锁保护措施单一，结合两种方案共同使用的话，就能够实现双重电气联锁，提供双向保障。一套电气联锁方案出现问题时，由另一套马上接替其工作，充分发挥电气联锁作用，有效提升接地刀闸电气联锁安全性及可靠性。两种方案相互作为备用，可以保障一方故障的时候能够及时进行故障转移操作，避免电路故障损失，提高电力系统安全性及可靠性。

开关柜电气联锁和机械联锁拥有着同样的误操作防范作用，采用这种操作原理不仅能够防范误操作，同时也便于进行误操作行为的修正，避免重大安全事故的发生。因此，我们有必要不断加快电力系统开关柜智能化技术的应用和发展，不断加强接地刀闸电气防误装置的安全性及可靠性，进一步完善电气联锁装置，推动电力事业发展。

3 结语

根据上述分析可知，开关柜电气联锁和机械联锁都具有误操作的预防作用，即使发生了误操作，也能够快速修正过来，是重大安全事故的有效预防手段。我们应当与时俱进，充分科学合理利用现代化智能化技术手段不断提升开关柜电气联锁的发展，实现接地刀闸防误装置安全性及可靠性的进一步升级，努力改善电气联锁的设计、使用和运维等方面的不足，全面推动我国变电事业的发展进步。

参考文献

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