電氣成套開關(guān)柜的應(yīng)用分析

郭江波 孫夢瀟

摘 要：文章首先對電氣成套開關(guān)柜使用期間存在的問題進(jìn)行介紹，總結(jié)為電弧短路、防誤閉鎖功能異常以及導(dǎo)電回路故障等方面。其次重點介紹故障問題的解決方法，為電氣成套開關(guān)柜使用提供安全保障，減少系統(tǒng)運(yùn)行使用期間故障發(fā)生的幾率。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；開關(guān)柜；開關(guān)柜應(yīng)用

電氣系統(tǒng)運(yùn)行期間，開關(guān)柜負(fù)責(zé)對配網(wǎng)導(dǎo)通情況已經(jīng)安全性進(jìn)行控制，一旦運(yùn)行階段出現(xiàn)安全隱患會及時阻斷電流線路，基礎(chǔ)設(shè)施的安全性不會受到影響。電氣成套開關(guān)柜是基于傳統(tǒng)控制理念基礎(chǔ)上作出的創(chuàng)新，對線路的保護(hù)效果更明顯，靈敏度提升后使用階段不容易產(chǎn)生故障問題。但電氣成套開關(guān)柜投入使用后也遇到了一些阻礙因素，需要一些加強(qiáng)整改措施，提升使用的穩(wěn)定性能，下面文章將針對此類問題展開探討。

1 電氣成套開關(guān)柜應(yīng)用常見問題分析

1.1 電弧短路問題

配電網(wǎng)運(yùn)行期間，經(jīng)過開關(guān)柜的電流比較大，布線階段導(dǎo)線的間隔距離沒有進(jìn)行合理計算，使用時因接觸不良開關(guān)處會出現(xiàn)打火的現(xiàn)象，電弧接觸到臨近導(dǎo)線引發(fā)短路故障。此類現(xiàn)象常發(fā)生在工業(yè)用電的開關(guān)柜處，短路發(fā)生后開關(guān)處的溫度會急劇升高，如果不能及時調(diào)控嚴(yán)重的還會造成發(fā)電設(shè)備損壞，增大檢修成本。成套開關(guān)柜應(yīng)用于電力企業(yè)和工業(yè)企業(yè)，長期使用后，以及受到使用環(huán)境影響，存在開關(guān)柜結(jié)露、斷路器絕緣損壞等問題，以致出現(xiàn)電弧短路問題，進(jìn)而波及整個開關(guān)柜的安全使用。據(jù)不完全統(tǒng)計，每年國內(nèi)每100臺開關(guān)柜，大約有0.7臺的開關(guān)柜存在電弧短路問題，損壞率在0.7%左右，尤其是在農(nóng)村地區(qū)，其故障率可能更高。

1.2 防誤閉鎖功能問題

自動化控制系統(tǒng)中存在功能異常，使用時不能達(dá)到防誤閉需求。發(fā)生此類問題后，開關(guān)的使用功能會受到影響，不能對線路的導(dǎo)通情況做出基本的調(diào)控，傳輸電流中存在的干擾震蕩也得不到解決。與開關(guān)柜生產(chǎn)時間使用缺乏定期檢修存在必然聯(lián)系，問題發(fā)生后表現(xiàn)為系統(tǒng)的功能受到阻礙影響，調(diào)節(jié)控制功能也因此而喪失。成套開關(guān)柜一般都有防誤閉鎖功能，但該功能有三個方面的問題尚待解決：首先是由于開關(guān)柜內(nèi)部空間不大，無法在開關(guān)的兩邊同時布置接地刀閘，當(dāng)其中一側(cè)需要拆裝接地線，無法進(jìn)行強(qiáng)制性互鎖；其次是開關(guān)柜的后門沒有設(shè)置合頁，未能實現(xiàn)帶電間隔；最后是在出線間隔線的位置，顯示器的作用僅能提示線路狀態(tài)，對于線路帶電裝設(shè)接地線，未能起到防止的作用。

1.3 導(dǎo)電回路故障問題

開關(guān)控制部分回路受到影響，電流不能通過繼電保護(hù)裝置后回到開關(guān)部分，當(dāng)配網(wǎng)中存在斷路時會出現(xiàn)這一現(xiàn)象。因開關(guān)連接不緊密導(dǎo)致的接觸不良也會使線路斷連，在線路導(dǎo)通前要觀察是否有過多的粉塵垃圾，開關(guān)清潔程度不足也很容易導(dǎo)致回路故障。繼電器是對配電網(wǎng)的保護(hù)裝置，使用時流經(jīng)的荷載電流如果超出了安全范圍，便會出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象，需要技術(shù)人員重新接線并導(dǎo)通才能夠恢復(fù)配網(wǎng)的使用正常。

2 電氣成套開關(guān)柜應(yīng)用的建議措施

2.1 電弧短路保護(hù)

明確常見的開關(guān)柜故障后，可以有針對性的制定預(yù)防措施，從安裝部分來進(jìn)行，計算好線路之間的準(zhǔn)確間隔距離，并對絕緣保護(hù)層的完整程度做出檢驗，這樣使用階段即使因開關(guān)接觸不良發(fā)生打火問題，在絕緣層的保護(hù)作用下也不會引發(fā)短路。還要對配網(wǎng)運(yùn)行期間的荷載進(jìn)行詳細(xì)計算，選擇合理的基礎(chǔ)設(shè)施，在承載范圍內(nèi)短路問題得到了防治。應(yīng)用保護(hù)措施后，開關(guān)柜的林敏度也會有明顯提升。

其次是金屬絲電弧繼電器，亦稱之為張力傳感器，這種傳感器的信號動作，以電阻的變化為依據(jù)，當(dāng)電子信號出現(xiàn)波動，在氣體壓力的作用之下，就會自動跳閘，其跳閘的時間，取決于繼電器的動作時間，大約在0.1s以內(nèi)，其出口回路，主要由金屬絲電弧繼電器、過電流繼電器、時間繼電器、中間繼電器、二極管組成。再次是借助電弧接收天線，在電弧短路時，母線的短路電流，會出現(xiàn)電磁場作用跡象，此時只要控制好一次電流和二次脈沖跳閘的電流，就會形成電源短路跳閘的作用，其主要組成結(jié)構(gòu)布置，要重點考慮開關(guān)柜的間隔，以鋁母線作為主母線，并設(shè)置電弧接收天線、固定支架、絕緣套管、分支線、引下線、電流互感器等。最后是單相電流電弧保護(hù)，一般在短路電弧電流不大的情況下，將同名相的電流互感器，組成差動保護(hù)的模式，假設(shè)其中兩個開關(guān)點出現(xiàn)短路，只要在配電裝置范圍之內(nèi)，電流電弧就會利用其它無故障的接點，直接退出工作，屬于無選擇性的保護(hù)工作。

2.2 防誤閉鎖功能完善

對自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測，觀察開關(guān)的導(dǎo)通與閉合情況是否能夠達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。并對防誤閉鎖進(jìn)行加固處理，檢驗期間發(fā)現(xiàn)問題可以通過優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計來解決，避免將安全隱患代入到使用環(huán)節(jié)中，對配網(wǎng)也能起到保護(hù)作用。開關(guān)所在位置也需要特別設(shè)計，確保每一個斷開與閉合動作不會對周邊的設(shè)施帶來影響。開關(guān)的閉合角度可以根據(jù)開關(guān)柜內(nèi)的空間情況來設(shè)計，合理利用空間。對于這種裝置的應(yīng)用，筆者建議：首先將開關(guān)電控鎖安裝在二次接線的開關(guān)柜里面，作為輔助性的接點控制，只有在開關(guān)斷開的情況下，才能夠?qū)⒉僮麒€匙取下；其次是將程序直拔鎖安裝在開關(guān)柜的門體之上，鑰匙插入后開始轉(zhuǎn)動，不同的角度會啟動相應(yīng)的程序，但在鎖銷彈出后，開關(guān)柜的柜門就沒有辦法進(jìn)行關(guān)閉，直至程序復(fù)位，才能夠關(guān)閉柜門；再次是接地鎖的安裝，在地線接地的位置，以逆時針的布置方法，對穿活動塞之上的孔位，同時借助電磁模擬鎖，控制帶電線路的鎖芯轉(zhuǎn)動。

2.3 導(dǎo)電回路保護(hù)

斷路器是導(dǎo)電回路保護(hù)的重要元器件，在布置導(dǎo)電回路時，根據(jù)斷路器的安裝條件，選用合適的斷路器，譬如目前比較常用的真空斷路器。這種類型的斷路器，能夠有效控制觸頭的偏移，以及兩側(cè)螺絲松動的問題。在選用斷路器之后，開始改造開關(guān)柜內(nèi)的母線，需要控制好配電裝置的最小安全距離，同時提高母線的絕緣性能。在構(gòu)造方面，解決母線接頭發(fā)熱的問題，筆者推薦紅外線技術(shù)，對接頭的溫度進(jìn)行監(jiān)控。

結(jié)束語

文章通過研究，基本明確了電氣成套開關(guān)柜應(yīng)用時的一些常見問題，以及問題的相應(yīng)解決對策，相關(guān)電氣工程中，可藉此引為參考借鑒。但考慮到電氣工程施工環(huán)境的復(fù)雜多變，以及電氣成套開關(guān)柜應(yīng)用要求和條件的不同，以上方法在相關(guān)工程中應(yīng)用時，需要結(jié)合具體的工程環(huán)境，進(jìn)行靈活地應(yīng)用，并結(jié)合工程的具體要求，予以補(bǔ)充和完善。■

參考文獻(xiàn)

[1]朱繼勇.10kV成套開關(guān)柜綜合防誤閉鎖完善措施探討[J].廣西水利水電，2012（8）.

[2]黃建仁.低壓抽屜式開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計對電氣性能的影響[J].科技與企業(yè)，2016（2）.

[3]魯奇璞，李熙，周慶嶺.低壓成套開關(guān)設(shè)備母線截面積選擇的探討[J].郵電設(shè)計技術(shù)，2014（9）.

[4]朱占春.低壓成套開關(guān)設(shè)備的計量檢測可靠性研究分析[J].科技傳播，2013（5）.

[5]陳炎亮.封閉式低壓成套開關(guān)柜內(nèi)部引弧試驗及防護(hù)措施[J].低壓電器，2011（4）.