側(cè)裝移開式金屬封閉開關(guān)柜在礦山中的應(yīng)用研究

萬軍令 陳學(xué)輝 蘆新濤

【摘要】隨著新型電子產(chǎn)品的出現(xiàn)，體積更小、維護(hù)更方便、更加環(huán)保節(jié)能的測裝開關(guān)柜將取代現(xiàn)有傳統(tǒng)井上KYN28A及井下KGS1型礦用一般型開關(guān)柜。

【關(guān)鍵詞】開關(guān)柜 側(cè)裝 隔離斷口

1中壓開關(guān)柜發(fā)展?fàn)顩r

上世紀(jì)90年代前中壓開關(guān)柜廣泛應(yīng)用三種產(chǎn)品：KYN1-12移開式柜、JYN2-12移開式柜和XGN2-12固定箱式柜。三種柜型外殼使用金屬鋼板焊接，間隔式和鎧裝式均有功能隔室。限于當(dāng)時裝備工藝及制造精度低，移出部件的手車以落地式為主，手車笨重且推進(jìn)和抽出費力，功能隔室不夠完善，體體積較大。

90年代末隨著國外電器產(chǎn)品和跨國公司相繼進(jìn)入中國市場，為我國模仿創(chuàng)新提供了實物參照。KYN28A-12產(chǎn)品的研發(fā)鑒定就是模仿國外產(chǎn)品的典型范例，（KYN28A參照ABB的GZS1開關(guān)柜），它的問世結(jié)束了國內(nèi)開關(guān)柜單一焊接、落地手車式以及成套開關(guān)設(shè)備配合粗放式的設(shè)計理念和生產(chǎn)方式。

礦用一般型手車式開關(guān)柜是在地面使用的開關(guān)柜基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兩者無本質(zhì)區(qū)別。最初礦用柜是將JYN2-12間隔式開關(guān)柜直接在煤礦使用。后經(jīng)過多年的發(fā)展形成了具有煤礦環(huán)境使用特點的產(chǎn)品，如小型化、耐高溫高濕、防護(hù)等級高等特點。

目前地表大量使用KYN28A-12型高壓開關(guān)柜鑒定于1997年，井下大量使用的KGS1型一般性礦用開關(guān)柜鑒定于2001年。從鑒定到推廣應(yīng)用這兩種中壓開關(guān)柜代表了近十多年電力系統(tǒng)和礦山終端用戶的典型產(chǎn)品，產(chǎn)品應(yīng)用及市場占有率引領(lǐng)了一代產(chǎn)品的輝煌。

兩種產(chǎn)品在應(yīng)用中也暴露出自身缺點：體積較大、隔離斷口不可見、主導(dǎo)電插頭插接狀態(tài)不可見運行盲插、需分支母線過渡連接、不能實現(xiàn)手動緊急機(jī)械分閘、不適合靠墻安裝等。

隨著新型電子產(chǎn)品的出現(xiàn)，體積更小、維護(hù)更方便、更加環(huán)保節(jié)能的測裝開關(guān)柜將取代現(xiàn)有傳統(tǒng)井上KYN28A及井下KGS1型礦用一般型開關(guān)柜。

2側(cè)裝移開式開關(guān)柜技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用滿足礦山井下特殊環(huán)境

無論是煤礦還是鐵礦等非金屬礦山，井下環(huán)境對高壓開關(guān)柜的要求比井上更嚴(yán)格。開關(guān)柜必須滿足高溫、高濕環(huán)境同時還應(yīng)滿足較高的防護(hù)等級。新一代開關(guān)柜（如KYC-1-12側(cè)裝移開式交流金屬封閉開關(guān)柜）研發(fā)鑒定成功，標(biāo)志新型開關(guān)柜新時代的開始。

2.1柜體體積小

優(yōu)化柜內(nèi)主母排結(jié)構(gòu)布置，將斷路器三相級柱由傳統(tǒng)“正裝”改為“側(cè)裝”，原來柜體寬度方向由A、B、C三相所占空間改成只占一相空間，柜體寬度由800mm減少到650mm。同時斷路器手車在柜內(nèi)移動方式由前后改為上下，柜體深度大大減小。以KYN28A為例，斷路器手車從實驗位置到工作位置需要前后移動200mm，柜體深度達(dá)到1500mm。經(jīng)優(yōu)化后的柜體深度為1100mm，柜體尺寸僅為KYN28A的60%。

2.2安裝維護(hù)多樣性

傳統(tǒng)手車式開關(guān)柜因其結(jié)構(gòu)所定柜內(nèi)電纜頭及電流互感器一般設(shè)置在柜體后下部，不適合靠墻安裝。優(yōu)化后的側(cè)裝柜電纜頭開孔設(shè)置在開關(guān)柜底板的中間位置，開啟前門即可實現(xiàn)對電纜頭的安裝維護(hù)，電流互感器的維護(hù)或更換也只需要開啟前門，真正實現(xiàn)了靠墻安裝，減少變電所跨度，特別適合于柜體對面雙排布置。

2.3主電極插接過程的可視化

傳統(tǒng)手車式開關(guān)柜可移出部件試驗位置與工作位置大多采用前后移動。使一次主插頭被斷路器操作機(jī)構(gòu)所遮擋而無法觀察，整個插接過程處于“盲插”狀態(tài)。側(cè)裝柜斷路器手車在柜內(nèi)的移動方式由前后變?yōu)樯舷乱苿拥耐瑫r使用了透明的上、下觸頭盒，現(xiàn)場可以監(jiān)視到主導(dǎo)電插頭的插接過程、插接狀態(tài)，現(xiàn)場巡檢、檢測監(jiān)控提供可視化便利。

2.4具備明顯可見空氣隔離斷口

國家標(biāo)準(zhǔn)要求高壓開關(guān)柜必須具備明顯可見空氣隔離斷口，傳統(tǒng)開關(guān)柜只有固定式開關(guān)柜用隔離開關(guān)來實現(xiàn)此功能，手車式開關(guān)柜由于手車結(jié)構(gòu)及移動方式限制了國內(nèi)外生產(chǎn)廠家未能實現(xiàn)這一標(biāo)準(zhǔn)，側(cè)裝移開式開關(guān)柜采用上下移動及透明的觸頭盒，滿足手車在實驗位置形成明顯可見一次空氣隔離斷口。

2.5取消分支母排，減少故障點

創(chuàng)新設(shè)計，將主母排由柜體后側(cè)移到柜體頂部，三相按后、中、前布置，斷路器極柱按照主母排順序布置，實現(xiàn)了開關(guān)柜與斷路器在空間布置相序統(tǒng)一，省掉分支母排過度及其絕緣支撐，主母線直接與上觸頭盒搭接，使得主回路簡單緊湊，載流回路短，發(fā)熱點少，節(jié)約了金屬材料，減少故障點。

2.6提高柜體防護(hù)等級

采用全新結(jié)構(gòu)布置，柜內(nèi)用金屬隔板和活門將柜體分割成幾個功能單元，柜后設(shè)有獨立的壓力釋放通道。金屬鎧裝隔室按運行連續(xù)性的最高等級LSC28設(shè)計。柜體具有承受內(nèi)部電弧故障的能力，對操作人員提供最高等級的安全防護(hù)。柜體采用覆鋁鋅板精度高加工，手車互換性強(qiáng)。柜體外殼防護(hù)等級可達(dá)IP54，各隔室之間的防護(hù)等級可達(dá)IP3X，滿足礦用一般型產(chǎn)品對外殼防護(hù)等級的要求。

2.7便于事故應(yīng)急分閘

傳統(tǒng)的手車式高壓開關(guān)柜正常運行時，斷路器機(jī)構(gòu)的操作面板遠(yuǎn)離開關(guān)柜的前面板，如現(xiàn)場發(fā)生事故，控制電路故障需要使用機(jī)械緊急分閘，開關(guān)柜前面板上的機(jī)械分閘按紐不能觸及到斷路器操作機(jī)構(gòu)面板上的機(jī)械分閘按紐，很難實現(xiàn)手動機(jī)械應(yīng)急分閘。側(cè)裝柜的斷路器手車試驗位置與工作位置的轉(zhuǎn)換采用了上下移動的結(jié)構(gòu)，斷路器操動機(jī)構(gòu)的操作面板在工作位置時貼近前面板，便于安裝應(yīng)急機(jī)械分閘按紐，為現(xiàn)場事故緊急停止提供了快捷的解決方式。

2.8其他新技術(shù)應(yīng)用

柜內(nèi)斷路器可安裝固封式永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器。斷路器即節(jié)能輕便又保證運行可靠、安全滿足長期使用。通過機(jī)械及電氣聯(lián)鎖，滿足對高壓開關(guān)柜的“五防”要求。

3結(jié)語

側(cè)裝移開式開關(guān)柜以體積小、安裝方便、主插頭及隔離斷口透明可見、外殼防護(hù)等級高及結(jié)構(gòu)布置合理為特征，將作為礦用一般型高壓開關(guān)柜廣泛應(yīng)用在礦山。極大提高開關(guān)柜的安全性及滿足現(xiàn)代礦山環(huán)保節(jié)能要求。

參考文獻(xiàn)：

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