摘要：针对目前3-10kV高压开关柜为全封闭五防型，高压开关柜断路器与接地开关存在联锁逻辑，接地开关与电缆室柜门存在联锁逻辑。在停电操作中，合接地开关前必须验明设备已无电压。然而封闭式高压开关柜处于全封闭状态，在接地开关合闸之前无法打开电缆室柜门,就不能用高压验电器对设备进行直接验电，造成高压开关柜验电困难，无法实施“验电”这一重要的安全措施，也就无法满足电业安全工作规程中“先验电、后挂接地线”的要求。针对验电困难的技术难题，本文提出一种3-10kV高压开关柜可验电式电磁活门装置，该装置结构简单，方便实用，安全可靠，操作灵活，成功解决了3-10kV高压开关柜的验电难题。
关键词：高压开关柜；五防；联锁；验电
0 引言
目前3-10kV高压开关柜在发电厂、变电所、冶金、造纸、石化、纺织、钢铁及工矿企业应用广泛。在实际应用中对高压开关柜的技术性能、操作使用、检修维护、巡视检查、安全防护等方面的要求越来越高，特别是安全方面的要求。按照电业安全工作规程在全部停电或部分停电的设备上工作，保证安全的技术措施是停电、验电、挂接地线、悬挂标示牌和装设遮拦。
验电时,必须用电压等级合适而且合格的验电器,在检修设备进出线两侧各相分别验电。但是由于目前全封闭型五防闭锁高压开关柜电缆室存在的设计问题，高压开关柜断路器与接地开关存在联锁逻辑，接地开关与电缆室柜门存在联锁逻辑，造成高压开关柜验电困难，无法实施“验电”这一重要的安全措施，也就无法满足电业安全工作规程“先验电、后挂接地线”的要求。
在实际工作中，当高压开关柜停电时,一般操作程序为:断路器分闸→接地开关合闸→打开电缆室柜门。因为在执行停电工作时，在合接地开关前必须验明设备已无电压。然而封闭式高压开关柜处于全封闭状态，按照正常的操作方法，在接地开关合闸之前无法打开电缆室柜门,就不能用携带式高压验电器对设备进行直接验电。因此，就出现了强行解锁打开开关柜电缆室柜门的方式验电，这样的验电方式违反了电业安全工作规程。
1 基于位置对应原理的间接验电方式
1.1 位置对应原理间接验电
电业安全工作规程规定，在对10kV以下电压等级带电设备进行验电时应采用直接验电方式。而电业安全工作规程规定，设备验电应优先采用直接验电方式,对于不具备直接验电条件的可采用间接验电的方式，即检查隔离开关(刀闸)的机械指示位置、电气指示、仪表及带电显示装置指示的变化，但至少应有两个及以上的指示或信号已发生对应变化。若进行遥控操作，则应同时检查隔离开关(刀闸)的状态指示，遥测、遥信信号及带电显示装置的指示，进行间接验电。间接验电一般适用于GIS设备、330kV及以上设备、雨雪天气时室外设备验电。
目前高压开关柜都安装有高压带电显示装置。电业安全工作规程明确规定“表示设备断开和允许进入间隔的信号、经常接入的电压表等,不得作为设备无电压的证据。但如果指示有电,则禁止在该设备上工作”。该项规定说明,高压带电显示装置只作为一种提示性装置,而不能作为设备无电压的主要判据。只有当高压开关柜的机械分合闸指示、有关显示表计、电气指示、高压带电显示装置等指示或信号的变化相一致,即均能显示或指示无电，此时才可以将接地开关进行合闸操作。
1. 2间接验电存在的安全隐患
电气设备操作后的位置检查应以设备实际位置为准，当无法看到实际位置时，可通过设备机械位置指示、电气指示、仪表及各种遥测、遥信信号的变化，且至少应有两个及以上指示已同时发生对应变化，才能确认该设备已操作到位。所以当高压开关拉至试验位或者检修位置时，若状态显示装置指示灯不亮，则认为线路没有电压，可进行合上接地开关。
由于当前10kV电网中联络线路复杂，状态显示装置以氖灯作为显示光源，经过长时间运行，氖灯亮度降低，显示性能变差，失明率增高、氖炮易损坏，容易造成误以为线路不带电的现象，造成联络线路带电合接地开关，引发事故。
2 高压开关柜电缆室活门装置功能的实现
2.1 活门装置功能的实现
在高压开关柜电缆室柜门开700mm*450mm的口（开口大小可随高压开关柜尺寸有所不同）。采用厚度不低于2.5mm 的304L型不锈钢成型板材，经过防腐与抛光，制作一个柜门10。新制作的柜门10与电缆室柜门2采用铰链9连接，活门装置采用柜门连接螺栓6与电缆室柜门2连接，结合部位安装防水防尘专用胶条11，使其防护等级不低于IP44。新制作的柜门10安装有观察窗4与红外测温窗8，便于运行、检修人员巡视检查与测温工作。观察窗4外径尺寸150mm×300mm，内经尺寸101mm×250mm。观察窗4用透明有机玻璃切割成型，用密封胶条12与柜门10实现密封，用螺丝7与新制作的柜门门板10进行紧固。在新制作的柜门10上开圆孔，安装红外测试窗8。新柜门10安装有电磁式锁具5。并设置电磁式锁具5开启的条件，原理为“当断路器在试验位置或者检修位置，无需地刀在合位”，线路无电压时，带电状态显示装置的接点闭合，电磁锁线圈励磁，即可打开活门装置柜门10的电磁式锁具5，从而实现在不打开电缆室柜门2的情况下，只需打开该电磁式活门机构的柜门10，向外开启，打开后可以使用手持式高压验电器进行验电。用高压验电器进行测试时，必须戴上符合要求的绝缘手套。不可一个人单独测试，身旁必须有人监护。测试时，要防止发生相间或对地短路事故。人体与带电体应保持足够的安全距离，10Kv高压的安全距离为0.7m以上。
同时，在高压开关柜做完停电措施，相应的检修结束后，电缆室柜门2已经安装完毕。在送电前，需要测量线路的绝缘电阻。在安装了电磁式活门装置后，只需打开该电磁式活门机构的柜门10，向外开启，便可在不需要重新打开电缆室柜门2的前提下，方便地进行电缆绝缘测试等工作任务。测试完毕后，关闭活门机构10，便可以进行送电操作（如图1所示）。
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1、电缆室柜门螺丝 2、电缆室柜门 3、密封胶垫 4、观察窗
5、电磁锁 6、柜门连接螺栓 7、螺丝 8、红外测温窗
9、铰链 10、活门装置柜门 11、防水防尘专用胶条 12、密封胶条
2.2 电磁锁功能的实现
新制作的柜门安装有电磁式锁具，利用高压开关柜状态显示装置的接点与电磁锁组成联锁回路，电磁锁的电源引自柜内220V交流电源，将电磁锁的线圈与高压开关柜带电状态显示器的常开接点串联，组成电气回路（如图2所示）。线路带有电压时，带电状态显示装置的接点闭合，电磁锁励磁，电缆室活门装置被闭锁。线路无电压时，带电状态显示装置的接点打开，此时电磁式锁具的线圈失磁。
按照前文所述，电气设备操作后的位置检查应以设备实际位置为准，当无法看到实际位置时，可通过设备机械位置指示、电气指示、仪表及各种遥测、遥信信号的变化，且至少应有两个及以上指示已同时发生对应变化，才能确认该设备已操作到位。所以在高压开关拉至试验位或者检修位置时，当状态显示装置指示灯不亮时，电磁锁回路的电磁线圈失磁时，电磁锁解锁，可以打开电缆室新安装的活门装置，进行验电操作功能。
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2.3微机防误闭锁系统与活门装置的对接
新制作的柜门除了利用高压开关柜状态显示装置的接点与电磁锁组成联锁回路，实现闭锁功能外，还可以结合微机防误闭锁系统实现闭锁功能。在主控室增设一套在线式的微机防误闭锁系统。该系统包括五防主机、通讯适配器、无线基站、网络控制器、电脑钥匙、机械锁等。系统涵盖范围为各高压母线室。将机械锁挂在活门装置的外挂式锁具安装孔上，机械锁用来闭锁活门装置，在闭锁状态，机械挂锁闭锁活门装置，只有通过电脑钥匙正常解锁后，打开机械挂锁，才能打开活门装置。
3 效果评价
在高压开关柜电缆室原有柜门上安装可进行验电操作的活电磁式活门装置后，与开关柜断路器手车位置、带电状态显示器显示、带电状态显示器接点相互配合，符合“先验电，后挂接地线”的相关要求，不违反先验电、后开柜门的规定。成功解决了验电前必须先打开电缆室柜门的技术问题。
设备运行中，检修、运行人员可以通过装置上的观察窗与红外测温窗便捷地进行巡视检查、测温工作，随时随地对设备运行状态进行检测。通过装置对电缆室的异音、异味、异常现象进行直观判断。
高压开关柜检修结束后送电前，电缆室柜门已经通过固定螺栓进行固定。高压开关投入运行前，需要测量线路侧绝缘电阻，绝缘电阻合格后方可投入运行。此时检修、运行人员只需打开电缆室柜门上的活门装置，便可随即进行绝缘电阻测试工作，减少了拆卸电缆室柜门螺丝，拆卸柜门的繁琐工作，提高了工作效率。使用灵活方便，安全可靠。
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