ZS1型號(hào)10kV成套開(kāi)關(guān)柜綜合防誤閉鎖完善措施探究

方麗婷

（廣東電網(wǎng)公司東莞供電局，廣東東莞，523000）

0 引言

目前，10kV成套開(kāi)關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中的10kV電力設(shè)備的關(guān)鍵組成部分被廣泛應(yīng)用。而新型成套開(kāi)關(guān)柜為進(jìn)一步提高其安全性能引入了機(jī)械防誤閉鎖功能，但就目前10kV成套開(kāi)關(guān)柜的機(jī)械防誤閉鎖能力而言，其并沒(méi)有真正滿(mǎn)足現(xiàn)今的防誤閉鎖要求。根據(jù)我國(guó)的《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》，其針對(duì)10kV成套開(kāi)關(guān)柜的功能以及性能提出了要求——必須滿(mǎn)足防誤閉鎖的要求。因此對(duì)于目前已經(jīng)投入使用的10kV成套開(kāi)關(guān)柜需要進(jìn)行完善，提高其防誤閉鎖能力，而這亦成為現(xiàn)今10kV成套開(kāi)關(guān)柜發(fā)展的一大趨勢(shì)。

1 變電運(yùn)行專(zhuān)業(yè)對(duì)電氣設(shè)備防誤閉鎖的要求

變電站作為電力系統(tǒng)的重要中間環(huán)節(jié)，對(duì)其進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)管理的變電運(yùn)行專(zhuān)業(yè)對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有不可或缺的重要意義。而一旦變電站內(nèi)設(shè)備出現(xiàn)故障，亦或者是變電運(yùn)行工作人員誤操作，就會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，甚至?xí)?dǎo)致局部地區(qū)停電、工作人員觸電傷亡等事故，因此防誤閉鎖管理的具有十分的必要性。

針對(duì)這一問(wèn)題，電氣“五防”的概念最早在上世紀(jì)八十年代被提出，并被首先應(yīng)用于水利電力設(shè)備中。而隨著管理水平及安全意識(shí)水平的不斷提高，其從最早以法規(guī)的形式進(jìn)行規(guī)定，從電氣防誤閉鎖的設(shè)計(jì)概念入手，一直發(fā)展到運(yùn)行、管理等環(huán)節(jié)均進(jìn)行了明確規(guī)定，為其提供了理論支持。

變電運(yùn)行的電氣“五防”具體內(nèi)容為以下五個(gè)方面：防止誤入帶電間隔；防止帶負(fù)荷拉、合隔離開(kāi)關(guān)；防止誤合、分?jǐn)嗦菲?；防止帶電合接地刀閘或掛接地線；防止帶接地刀閘或接地線合斷路器(隔離開(kāi)關(guān))。

2 ZS1型號(hào)10kV成套開(kāi)關(guān)柜及其防誤閉鎖現(xiàn)狀分析

相較于其他類(lèi)型的10kV成套開(kāi)關(guān)柜，中置式開(kāi)關(guān)柜具有典型的優(yōu)越性，不僅僅安全性更高，而且操作維護(hù)更為簡(jiǎn)單便捷，因此目前其在變電站等電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，而這其中要數(shù)早期ABB公司的ZS1型號(hào)10kV成套開(kāi)關(guān)柜為典型代表。然而該10kV成套開(kāi)關(guān)柜在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在著一定問(wèn)題，安全隱患問(wèn)題較為突出。以東莞供電局中當(dāng)前使用的ABB公司的ZS1型號(hào)10kV成套開(kāi)關(guān)柜為例子，其后柜門(mén)主要通過(guò)螺絲進(jìn)行固定，沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)的防誤閉鎖處理，存在以下安全隱患：（1）對(duì)于在ZS1型號(hào)10kV成套開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行工作的人員而言，在工作過(guò)程中一旦由于各種原因發(fā)生誤操作，從而拆除了相鄰帶電的開(kāi)關(guān)柜后柜門(mén)，極易引發(fā)人身觸電傷亡事故。（2）在變電站中10kV成套開(kāi)關(guān)柜基本上呈一排或兩排排列使用，因而一般在多開(kāi)關(guān)柜檢修或者安裝完之后，可能會(huì)存在操作失誤使得后柜門(mén)發(fā)生調(diào)換，進(jìn)而導(dǎo)致該型號(hào)10kV開(kāi)關(guān)柜的名稱(chēng)和編號(hào)發(fā)生調(diào)換。而當(dāng)出現(xiàn)這種問(wèn)題的時(shí)候，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，在工作人員對(duì)10kV開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行操作處理的時(shí)候，可能會(huì)因此誤入帶電間隔，引發(fā)人身觸電傷亡事故。（3）10kV成套開(kāi)關(guān)柜的后柜門(mén)假設(shè)沒(méi)有進(jìn)行固定關(guān)閉，并且其接地刀閘此時(shí)可以以分閘狀態(tài)存在，這種情況下該10kV成套開(kāi)關(guān)柜一旦在帶電運(yùn)行中狀態(tài)，或在冷備用時(shí)線路側(cè)突然來(lái)電，亦或含有較大的感應(yīng)電流，則會(huì)直接造成工作人員觸電傷亡的嚴(yán)重后果。

3 ZS1型號(hào)10kV成套開(kāi)關(guān)柜機(jī)械防誤閉鎖存在的問(wèn)題

ZS1型號(hào)10kV成套開(kāi)關(guān)柜的機(jī)械閉鎖可以實(shí)現(xiàn)上述部分防誤功能，但遠(yuǎn)達(dá)不到“五防”的要求。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)，并結(jié)合上述安全隱患，該成套開(kāi)關(guān)柜防誤閉鎖主要存在以下兩點(diǎn)問(wèn)題：（l）雖然該10kV成套開(kāi)關(guān)柜的后柜門(mén)有一把線路側(cè)接地刀閘，但是由于電氣工作的需要，部分工作需要裝、拆接地線而不是分、合接地刀閘，而此時(shí)臨時(shí)接地線與工作刀閘沒(méi)有強(qiáng)制性的互聯(lián)閉鎖，因而不能防止帶電裝設(shè)接地線和帶地線合刀閘。（2）柜體后門(mén)無(wú)合頁(yè)，用螺栓整體固定，沒(méi)有與柜體內(nèi)的接地刀閘關(guān)聯(lián)閉鎖，設(shè)備帶電時(shí)亦可以被整體拆卸，從而不能防止誤入帶電間隔。

4 ZS1型號(hào)10kV成套開(kāi)關(guān)柜綜合防誤閉鎖完善措施

針對(duì)上述ZS1型號(hào)10kV成套開(kāi)關(guān)柜防誤閉鎖存在的安全隱患及問(wèn)題，現(xiàn)提出相應(yīng)的綜合防誤閉鎖完善措施，從電氣閉鎖、機(jī)械閉鎖、微機(jī)五防閉鎖三方面考慮力求解決問(wèn)題。

而從上述三個(gè)方面的任一方面來(lái)完善防誤閉鎖措施，都需要首先解決后柜門(mén)只能用螺絲固定的問(wèn)題。僅用螺絲固定的后柜門(mén)，便于拆卸而不便于打開(kāi)，打開(kāi)該門(mén)便等同于將其整體拆卸了下來(lái)，則此時(shí)對(duì)其加裝防誤閉鎖裝置亦極其復(fù)雜。

在電氣閉鎖方面，可在該10kV成套開(kāi)關(guān)柜的二次接線柜內(nèi)引線至后柜門(mén)的開(kāi)合側(cè)安裝開(kāi)關(guān)電控鎖，其通過(guò)接地刀閘的合閘到位輔助接點(diǎn)控制（圖1）。當(dāng)接地刀閘在分閘狀態(tài)時(shí)，該合閘到位輔助接點(diǎn)處于常閉狀態(tài)，此時(shí)開(kāi)關(guān)電控鎖通電，其內(nèi)鎖頭被磁吸牢牢吸住無(wú)法打開(kāi)；而當(dāng)接地刀閘合閘到位后，該合閘到位輔助接點(diǎn)從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為打開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)開(kāi)關(guān)電控鎖失電，通過(guò)電控鎖上的推鈕即可打開(kāi)后柜門(mén)。

圖1 電控鎖二次回路示意圖

在機(jī)械閉鎖方面，可在該10kV成套開(kāi)關(guān)柜柜門(mén)的開(kāi)合側(cè)安裝機(jī)械鎖。該鎖通過(guò)機(jī)械連桿和彈簧等機(jī)械結(jié)構(gòu)與接地刀閘形成相互聯(lián)鎖的狀態(tài)。當(dāng)接地刀閘合閘到位時(shí)，才能從外側(cè)打開(kāi)機(jī)械鎖，從而打開(kāi)后柜門(mén)；而且只有當(dāng)后柜門(mén)關(guān)好，機(jī)械鎖恢復(fù)到位后，才能拉開(kāi)接地刀閘，進(jìn)行送電操作。

在微機(jī)五防閉鎖方面，可在該10kV成套開(kāi)關(guān)柜柜門(mén)的開(kāi)合側(cè)加裝一把微機(jī)五防機(jī)械鎖，使其五防邏輯（圖2）經(jīng)過(guò)在合上接地刀閘步驟后或者是經(jīng)過(guò)安裝接地線步驟后時(shí)才能符合條件打開(kāi)該鎖，打開(kāi)后柜門(mén)。反之，則需要先經(jīng)過(guò)閉合后柜門(mén)步驟才能拉開(kāi)接地刀閘或拆除接地線。

圖2 微機(jī)五防邏輯示意圖

電氣閉鎖、機(jī)械閉鎖、微機(jī)五防閉鎖三者的閉鎖方法都存在的自身的優(yōu)缺點(diǎn)。相較于其他兩種方式，電氣閉鎖在后臺(tái)機(jī)上能夠清晰地看到相應(yīng)開(kāi)關(guān)和刀閘的位置，后柜門(mén)能受其閉鎖，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、閉鎖可靠，但需要新增不少二次線使接線復(fù)雜化，而單一輔助接點(diǎn)一旦故障則無(wú)法打開(kāi)后柜門(mén)，同時(shí)無(wú)法使后柜門(mén)與接地線相互聯(lián)鎖；機(jī)械閉鎖則在現(xiàn)場(chǎng)10kV成套開(kāi)關(guān)柜中清晰可見(jiàn)，閉鎖結(jié)構(gòu)不易損壞，安全可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單，但其改造復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)成本高，且與電氣閉鎖一樣無(wú)法與接地線相互聯(lián)鎖；而微機(jī)五防鎖則只需在后柜門(mén)上加裝一把微機(jī)五防機(jī)械鎖并在五防機(jī)中添加相應(yīng)五防邏輯，改造簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)成本低，且能夠與接地線形成相互聯(lián)鎖，但其閉鎖結(jié)構(gòu)只需經(jīng)過(guò)五防邏輯，不能與斷路器、接地刀閘的實(shí)際位置進(jìn)行聯(lián)鎖，閉鎖可靠性較差。

5 結(jié)論

本文提出了新的方法和措施來(lái)對(duì)其進(jìn)行完善處理。對(duì)其安裝機(jī)械、電氣以及微機(jī)五防等防誤閉鎖裝置，并進(jìn)行邏輯控制，在實(shí)際的應(yīng)用中亦驗(yàn)證了其能較好地提高了ABB公司的ZS1型號(hào)10kV成套開(kāi)關(guān)柜的防誤閉鎖功能，并和整個(gè)系統(tǒng)之間相互協(xié)調(diào)配合補(bǔ)充，完善了防誤閉鎖性能，滿(mǎn)足電氣“五防”特性要求。