高压开关柜“五防”闭锁改造总结

张广伟，王小敏

(陕西北元化工集团股份有限公司化工分公司，陕西 榆林 719319)

电气高压开关柜的五防闭锁包括防止带负荷合闸、防止带接地线合闸、防止误入带电间隔、防止带电挂接地线、防止带负荷拉刀闸。电气高压开关柜中的接地刀闸是防止电气人员在高压供电系统检修作业过程中突然来电造成人员触电或者电气设备损坏等事故的主要技术措施，其原理是将三相电源短路接地，当作业过程中线路来电时线路短路接地引起高压柜保护跳闸，保护人身安全。笔者以北元化工集团股份有限公司(以下简称“北元化工”) 高压开关柜运行中接地刀闸出现的问题提出了五防闭锁改造方案。

1 高压开关柜运行中接地刀闸事故案例

2017年10月28日，北元化工303变电站因高压开关柜操作面板故障，接地刀闸在合闸位置时操作面板及DCS均显示接地刀闸在分开位置，操作人员误以为接地刀闸分闸，合断路器导致1#35 kV主变绕组绝缘损坏事故发生。

2 事故原因分析

造成本次带接地刀闸合断路器事故的主要原因有以下3点。

2.1 设备的不安全状态

10 kV开关柜接地刀闸分合闸状态指示错误(接地刀闸在合位置时后台监控系统显示接地刀闸在分位)、机械联锁故障(接地刀闸在合闸位置时断路器小车仍然可以摇至工作位置)。

2.2 操作人员的不安全因素

安全意识淡薄、习惯性违章，高压配电柜刀闸操作作业前作业人员未核对开关柜状态，作业时未认真对每一步操作任务进行确认检查，未及时发现接地刀闸在合闸位置。

2.3 管理方面的缺陷

未定期检查高压开关柜“五防”闭锁功能，高压开关柜维护不到位，接地刀闸机械闭锁功能损坏未及时发现。总之该案例的发生体现出接地刀闸在保证电气作业安全的同时也存在一定弊端。

3 改进措施

接地刀闸可以有效避免电气作业人员触电事故发生，同时也会因为其闭锁失效等因素间接造成事故，其根本原因为高压开关柜在防止带接地刀闸合断路器措施方面只有机械互锁，而没有针对断路器合闸回路的互锁[1]。因此，笔者将高压开关柜合闸回路与接地刀闸状态进行电气互锁改造，在保证接地刀闸保护作用的同时避免因带接地刀闸合断路器的事故发生。

3.1 改造一

在高压开关柜增加一个中间继电器KA，继电器KA线圈电源取自高压开关柜照明回路(交流220 V)，经过接地刀闸常开触点后进入继电器KA线圈，将中间继电器KA的一组常闭触点(21、22)串联进高压开关柜控制回路(如图1所示)。当接地刀闸在合闸位置时，接地刀闸辅助触点闭合，中间继电器KA的线圈得电吸合，KA辅助常闭触点21、22断开，导致高压开关柜控制回路断开，这时断路器无法进行合闸操作。

图1 改造一改造原理图

当接地刀闸在分闸位置时，接地刀闸的辅助触点断开，继电器KA线圈无电压不动作，继电器KA辅助触点21、22处于闭合状态，高压开关柜控制回路导通(如图2所示)。因此高压断路器可以进行正常的分合闸操作，从而彻底杜绝接地刀闸在合闸位置时合断路器合闸造成带接地刀闸合断路器事故发生。

图2 改造一改造接线图

3.2 改造二

将开关柜内接地刀闸行程开关的常闭触点21、22直接串联至高压开关柜的合闸回路(如图3所示)。当高压开关柜接地刀闸在分闸位置时，接地刀闸行程开关的常闭触点闭合，高压开关柜合闸回路导通，高压开关柜可以进行正常的分合闸操作。当高压开关柜接地刀闸在合闸位置时，接地刀闸行程开关动作，行程开关的常闭触点21、22断开，高压开关柜控制回路断开，高压开关柜不能合闸(如图4所示)，从而彻底杜绝接地刀闸在合闸位置时合断路器合闸造成带接地刀闸合断路器事故发生。

图3 改造二改造原理图

图4 改造二改造接线图

4 结语

经上述改造后，接地刀闸在合闸位置时，串联在高压开关柜中的接地刀闸的状态触点(接地刀闸常闭辅助点)断开，高压开关柜控制回路开路，无法合闸；接地刀闸在分闸位置时，串联在高压开关柜中的接地刀闸的状态触点(接地刀闸常闭辅助点)闭合，高压开关柜控制回路通路，高压开关柜可以进行正常的分合闸操作。由此彻底杜绝了北元化工因机械联锁失效、接地指示错误等引起的“带接地刀闸合断路器”事故，从而说明氯碱企业电气高压开关柜中五防闭锁改造十分必要。