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开关柜防误操作安全管控方案应用张盼

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：韩伟田广毅张盼

[导读] 摘要：电力系统供电高可靠性对于供电具有重要的现实意义，做好中高压开关设备的状态检修工作是提高电力系统的供电可靠性的重点工作。

        （国网济南市长清区供电公司山东 250300）
        摘要：电力系统供电高可靠性对于供电具有重要的现实意义，做好中高压开关设备的状态检修工作是提高电力系统的供电可靠性的重点工作。绝缘与载流故障是开关柜常见的故障类型，在开关柜故障中占比高达30%～50%，通过局部放电在线监测实现设备运行绝缘性能状态实时反馈，可以及时发现故障及隐患，及时解决问题，保证开关柜平稳运行，保证供电可靠性。鉴于此，就开关柜、设备运行问题分析及对策展开探讨，旨在为相关工作起到参考作用。
        关键词：开关柜；接地防误；电力设备
        一、开关柜主要缺陷及放电类型
        开关柜主要的故障类型有机构等机械原因引起的拒动故障、开断与关合故障、二次控制回路原因引起的误动故障、接触不良或插件偏心原因引起的载流故障、制造设计缺陷或爬电闪络等引起的绝缘故障以及外力或其他故障。局部放电现象是指在开关柜绝缘系统中，由于电场强度差异造成开关柜电某一区域电场强度达到击穿场强时，该区域发生放电现象，同时在放电过程中，施加电压的两个导体没有贯穿整个放电过程，也就是说放电现象并未击穿开关柜绝缘系统，就被称为局部放电现象。局部放电的类型和产生原因具有多样性，常见的类型和主要产生原因有：①尖端放电。金属部件加工的毛刺，壳体内部的金属异物。②悬浮放电。主要包括松动部件的悬浮电位放电，非移动金属颗粒和设备部件之间的放电。③内部放电。绝缘件内部空隙、异物和裂缝等。④沿面放电。绝缘件表面污秽、受潮和凝露引起的放电等。
        二、开关柜内设备常见故障
        1.母线PT柜实现接地防误操作
        高压开关柜防误操作管控旨在于将设备安全操作、规避危险源的思想融入到安全生产操作中，在运行、检修、试验、测量等作业工作流程环节实现对作业的危险点警示预告、强制闭锁管控，对工作票、操作票的执行实现全过程的防误判断和语音提示，将作业中的监护、事故预警、危险点分析及危险源强制闭锁和授权通过技术措施对安全生产进行辅助控制，高效提高作业班组的安全防范意识，保障正确、安全作业。目前，在35kV及以下单母线接线方式的成套开关柜中大量采用了母线接地手车，母线接地手车一般在电压互感器柜内安装，母线接地手车的作用是消除残余电荷，防止突然来电和消除感应电压。
        2.内部绝缘问题
        近些年，环网柜、开关柜产品体积不断缩小，柜中故障增多，绝缘性能发生缺陷，主要体现在爬柜与空气间隙不够，尤其是手车柜，接点容量不足或是接触不良，都是致使局部温度升高的关键因素，此时，就会降低绝缘性能，从而出现对地闪络或相间故障。凝露现象的产生，会加剧加热器受损程度，使其无法正常作业，这也是导致凝露现象容易出现的原因，会降低绝缘性能。
        3.防误闭锁不完善
        很多环网柜、开关柜配有防误闭锁装置，但是防误闭锁的强制性以及全面性并不能满足标准要求。一些铠装式开关柜后部上柜门能够开启，并且没有防误闭锁装置，而且也没有双隔离挡板，将其打开就能够直接碰到带电部位；而且螺丝也是普通的六角螺丝，很容易导致柜门开启，误入开关柜中，从而发生触电事故。
        三、开关柜设备运行过程中存在的问题以及应对措施
        1.母线PT柜实现接地防误操作应对措施
        具体实现办法分如下两步。

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（1）母线接地手车对各个进出线开关柜的闭锁实现方式：本母线接地手车与进出线手车闭锁回路，包括母线接地手车柜及若干进出线开关柜，进出线开关柜柜顶外置有闭锁小母线，进出线开关柜内设置有手车闭锁电磁铁，手车闭锁电磁铁分别与小母线正负接线连接，从该闭锁小母线上取得电源；母线接地手车柜内设置有手车非工作位置辅助接点，该接点一端与外接的正电源连接，其另一端与小母线的正极线连接，小母线的负极线与外接的负电源连接形成贯通小母线。（2）各个进出线开关柜对母线接地小车的反闭锁实现方式：每个进出线开关柜内设置有手车非工作位置辅助接点，母线接地手车柜内有手车闭锁电磁铁形成母线接地手车闭锁电磁铁回路，相邻的进出线开关柜的手车试验位置辅助接点相互引接串联形成一间断的闭锁小母线，并将该闭锁小母线的两端串接至母线接地手车闭锁电磁铁回路中。
        2.内部绝缘问题应对措施
        以绝缘材料、空气为绝缘介质，在选择设备时，需要重视绝缘材料厚度、设计场强以及老化等方面问题。与此同时，制造厂商还应该根据实际要求开展凝露试验工作，如环网柜、开关柜中的机械活门、穿墙套管以及母排折弯处等部位；如果空气绝缘净距离比125mm（12kV）以及300mm（40.5kV）还小，就需要在导体上方加装绝缘护套，从而起到包封作用；机械活门、进出线套管以及母排拐弯处场强相对集中，就需要运用倒角打磨方法，避免出现电场畸变。
        3.合理运用电柜防误操作闭锁装置和智能防误闭锁钥匙柜
        3.1一种配电柜防误操作闭锁装置，安装在左柜门及右柜门中，左柜门及右柜门通过转轴安装在配电柜上，其特征在于，包括一中心架，所述中心架包括平行设置的第一杆与第二杆，第一杆、第二杆与左柜门的内壁相连接，所述第一杆与第二杆之间垂直连接有第三杆和第四杆，在第三杆与第四杆上各设有一导向孔，所述导向孔内安装有导向杆，所述导向杆可穿过左柜门上的通孔外延至左柜门外侧，在左柜门内壁上安装有电磁铁，所述电磁铁设有中部环，所述导向杆可移动穿过中部环，在导向杆上设有主动楔块，所述主动楔块与从动楔块相配合，所述从动楔块安装在移动杆上，所述移动杆可沿着第二杆上的安装孔来回移动，在从动楔块与第二杆之间设有第二弹簧，所述左柜门与右柜门上均设有端部出口槽。
        3.2智能防误闭锁钥匙柜，包括钥匙柜的壳体，壳体上设有可开合的门，在门一侧设有指纹解锁，门上设有显示屏，显示屏上设有开锁人、开锁时间、借用人、用途、借用时间、归还时间显示栏，钥匙柜上设有可检测门打开的自动感应器，自动感应器与设置在钥匙柜内的计时器电联连接，计时器与门上的显示屏电联连接，钥匙柜内设有信息输入面板。采取指纹解锁方式确保只有固定的专责人能够开启钥匙柜；采用超出使用时间自动报警提示功能，避免工作人员超时限使用，确保防误闭锁钥匙能够及时归还；钥匙柜上装有显示装置，能够准确记录并存储防误闭锁钥匙的借阅时间及借阅记录、使用人，便于以后查询记录。
        4.温度补偿措施
        为了能够有效保障传感器温度敏感性，需要在传感器内部加热电阻中提供加热电压。随着加热电压变动，会对传感器稳定性产生影响。由此可见，必须保障加热电压稳定性，并且将其控制在（5.0±0.2）V范围之内。此外，传感器的环境温度也会影响传感器变化，所以不仅要做好以上硬件设施补偿工作，还需要使加热电压处于稳定状态。
        结束语
        需要积极治理开关柜中存在的缺陷，并且执行反事故措施，对开关柜的防误动能不断进行完善，做好防误闭锁装置的管理保护工作。为充分发挥开关柜保证电力资源平稳供应中的积极作用，相关工作人员需加强开关柜管理力度，制定科学运维周期，从根本上降低开关柜故障发生几率。
        参考文献：
        [1]梁亮.珠海配网10kV开关柜故障分析及对策研究[D].广州：华南理工大学，2016.
        [2]胡峰玉，韩军，满丽萍，等.10～35kV手车式高压开关柜绝缘挡板电磁闭锁的研制[J].电工技术，2019（13）：133-134.