35kV及10kV中置式高压开关柜的应用及改进
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【摘要】中置式高压开关柜由于体积小，占地面积少，结构紧凑，在电力配电系统中广泛应用。 但由于在设计制造中，部分附件与生产现场使用有不太适应的地方。 笔者根据现场经验，提出几点改进措施。
【关键词】中置式 高压开关柜 问题分析 改进措施
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
中置式高压开关柜具有技术性能高， 设计新颖，结构合理，“五防”连锁功能可靠，体积小，柜体工艺先进，柜内继电仪表室、母线室、断路器室等分隔封闭，安装检修方便，操作简单，运行可靠性高寿命长等特点，因此，我公司 35kv 及以下系统中大多都是采用KYN 型中置式高压开关柜.虽然中置式高压开关柜具有明显的优点，但在现场使用中，仍然出现了较多问题与生产运行不太适应的地方，存在安全隐患。 笔者根据现场经验，提出几点改进措施，供用户和生产制造厂家参考探讨。
1. 10kV和35kv中置式开关柜未能够在设计过程中将隔离带电部件的设计考虑在内。相关工作人员需要清醒地认识到：在一般情况作用下中置式开关柜下柜结构当中设置有包括母排以及 CT 底座在内的多个类型的带电结构部件，在这种情况之下，10kV和35kv 中置式开关柜下柜门位置与带电部件之间并没有一种全封闭形式的隔板对其进行有效隔断与阻挡。
这种设计方式将直接导致以下问题的出现：当电力电网系统相关工作人员开启10kV和35kv中置式开关柜下柜门时，工作人员能够直接接触到相应带电部件。换句话说，在当前设计方式及设计策略的作用之下，10kV和35kv中置式开关柜下柜门因未设计有相应的闭锁装置而能够正常开启，下柜结构内的系统部件在呈现带电状态的同时未能够得到有效隔离。在以上 2 种问题同时存在的作用之下，10kV和35kv中置式开关柜使得进入下柜结构中的工作人员随时存在误入触电区域的可能性。这也就意味着，对10kV和35kv中置式开关柜进行改造的根本目的在于防止以上多种潜在事故的出现，在充分确保相关电力电网系统工作人员人身安全的基础之上，对中置式开关柜在整个电力电网运行系统当中所呈现出的运行性能加以完善与优化。
2.中置柜电缆室后柜门闭锁程序不合理
大部分开关柜在操作闭锁程序上设计不合理，当线路停运转检修时， 需要合上线路接地刀闸，或者在电缆头处装设接地线。 而生产厂家设计的开关的操作顺序是：开关断开后，将开关手车拉至试验位置，使用机械闭锁将电缆室柜门闭锁，当接地刀闸合上后，才能打开电缆室柜门。 此种设计理念可能是基于防止人身触电事故的发生，但是，却忽视了《安规》第七条规定，接地前必须对接地设备验明无电压的规定。 在现场操作中，电缆线路接地前，必须验明电缆线路无电压，验电时必须打开电缆室柜门。 所以，开关柜在操作闭锁程序上设计与现场使用相矛盾。
3. 开关柜背面电缆室柜开启不方便
在我公司变电站中，有相当一部分开关采用的是 KYN 系列中置柜， 开关柜背面采用的是挡板式门，用很多螺丝紧固，有的观察窗位置过高，有的观察窗窗口太小。 这样做的缺点有两点：一是对设备巡视观察不方便， 看不清接地刀闸的运行位置，电缆室下部安装有避雷器的也看不清避雷器运行状况。二是当电缆线路检修需要验明无电装设接地线，打开电缆室的柜门时非常困难，还需要用专用的内六方扳手。
4.中置开关柜电缆室内避雷器位置不合适
目前中置柜大部分是电缆线引出， 为防止过电压，电缆室下部都安装有避雷器。 但是，有的避雷器安装位置在电缆头连接处的正下方，占据了电缆线的安装位置。 由于电缆室内空间狭窄，电缆粗且硬，不易弯曲，给电缆头连接安装带来困难。
5.手车开关面板上的标识没有中文标识
手车开关面板上装有分、合闸位置指示器和手动分、合闸按钮，分合闸位置指示器用 0、1 数字表示开关的运行状态，手动分合闸按钮用红绿颜色区分，有的用英文标识。 这些部件对于运行维护来说非常重要，但没有中文标识运行不便。
三、35kV及10kV中置式高压开关柜的应用改进的措施及建议
1. 做好隔离带电部件的设计
1）相关工作人员需要在 10 kV 中置式开关柜下柜位置内部加装独立的接地刀闸装置，并设置相应的机械式闭锁结构。确保 10 kV 中置式开关柜下柜门的开启必须与接地刀闸装置的闭合同步，进而确保相关电力电网系统工作人员在进入 10 kV 中置式开关柜下柜系统内部的时候能够始终处于未带电状态。
2）针对 10 kV 中置式开关柜实施电气闭锁改造。电气闭锁改造的改造思路以及改造方式相对于上文所提到的机械闭锁改造稍显复杂。相关工作人员应当在 10 kV 中置式开关柜下柜位置内部加装专门的闭锁电磁铁以及带电显示监测设备。以上2 种装置设备能够将带电显示监测装置节点与闭锁电磁铁回路实现串联连接。在这种结构状态作用之下，一旦 10 kV 中置式开关柜下柜位置中的带电显示器检测到下柜内部系统构件处于带电状态时，10 kV 中置式开关柜下柜门会即刻且自动地呈现出闭锁状态，确保电力电网系统相关工作人员无法在此种状态下进入 10 kV 中置式开关柜下柜结构内部，从而确保其人身安全。
3）针对 10 kV 中置式开关柜实施金属隔板加装。相关工作人员应当在 10 kV 中置式开关柜下柜位置加装金属隔板装置，从而确保 10 kV 中置式开关柜下柜系统内部所有呈现出带电状态的系统结构部件能够与 10 kV 中置式开关柜下柜门有效隔离，进而确保相关工作人员在进入 10 kV 中置式开关柜下柜位置的过程当中没有直接接触带电部件的可能性。
2.中置柜电缆室后柜门使用带电显示器闭锁
针对开关柜在操作闭锁程序上设计不合理问题。 在生产中我们是将地刀闭锁电缆室柜门的机械闭锁装置拆除，而采用微机五防闭锁。 我们建议厂家将这部分功能拆除， 可以采用线路侧带电显示器，当带电显示器有电压时闭锁电缆室柜门，带电显示器无电压时允许打开电缆室柜门。 但是带电显示器有电只能证明线路有电压，带电显示器无电不能充分证明线路无电压。 所以，电缆线路需接地时，必须先验明无电压，这一点用户要十分清楚。
3. 开关柜背面电缆室柜门由挡板式改为转轴式门
建议将电缆室后挡板改为带转轴的门，门上挂微机闭锁的锁具。在其门下端适当位置上开一个200×150mm 的观察孔。这样观察设备时可通过有机玻璃窗口，当用红外测温仪对电缆头测温时可以推开有机玻璃进行测温。 当电缆线路验电装接地线时电缆室门也容易打开且不会误操作。
4.. 中置开关柜电缆室内避雷器位置要合适
为防止过电压，电缆室下部安装避雷器的位置要适当，给安装电缆头时留下位置，使安装更加方便。
5.手车开关面板上的标识应使用中文标识
手车开关面板上的分、合闸按钮可作为检修调试用，也可作为紧急跳闸按钮使用，分、合闸位置指示器是表明开关运行的状态，这些部件对于运行维护、操作检查都非常重要，应该使用户一目了然。 建议生产厂家在这些部位的上端用中文标识、下端用英文或数字标识则更清楚，便于现场的运行维护和巡视检查。
6.做好中置柜的选型
10kV配电装置选用金属铠装移开式开关柜，即中置柜。10kV中置柜外形尺寸为：宽800×深1500 ×高2350（mm），无论架空还是电缆出线柜中都有安装线路电压互感器的空间。但这种开关柜的后侧是挂板式结构，需特定工具打开，长期运行有固定螺栓损坏现象。为方便电压互感器和电缆终端的检修、试验等工作，建议把开关柜后挂板的下部改为小门，并由五防系统控制门的开启。
35kV配电装置也选用中置柜。35kV中置柜外形尺寸为：宽1400×深2800 ×高2650（mm），电缆出线柜中无论出线侧有无接地开关，都有安装线路电压互感器的空间。架空出线柜中若无出线侧接地开关，则有安装线路电压互感器的足够空间。架空出线柜中若有出线侧接地开关，则无安装线路电压互感器的空间，需把开关柜加深200 mm，即由2800 mm改为3000 mm。
总之，变电站选用的中置柜有两处改动：10kV出线柜由后挂板改为小门，35kV带接地开关的架空出线柜深由2800 mm改为3000 mm。
四、结束语
中置式高压开关柜在现代电网建设中发挥着越来越重要的作用，但在实际运行中，仍存在一些缺陷和问题。 因此，有必要对存在的问题进行分析，并思考解决的措施和办法。 通过采用上述改进后，中置开关柜将更完善合理，对安全生产起到保障作用，运行操作巡视检查非常方便，安装维护也非常便利，更有利于生产厂家的市场竞争。
参考文献：
[1] 吴佛能10kV中置式开关柜的安全隐患及其改造初探 机电信息2012-09-25期刊
[2] 吴平; 严金城 机械程序锁在10kV中置式开关柜中的应用 电工电气2012-07-15期刊