手車式開關柜安全漏洞分析及治理方案

梅正南

（滁州供電公司，安徽 滁州 239000）

2009年3月，某公司員工在進行35 kV KYN-40.5型開關柜“手車軌道外觀檢查”時，已封閉的觸頭隔離擋板因受到意外踩踏而被違章開啟，該員工因身體失衡，觸及帶電部位，造成觸電死亡事故。雖然這種類型的事故并不多見，卻暴露出手車式開關柜(含中置柜)存在的安全漏洞，即帶電部位的隔離擋板缺乏閉鎖裝置，存在誤入的安全隱患。一旦現場作業人員的安全意識淡薄或者安全監護不到位，就有可能發生觸電傷亡事故。

由此，筆者對現有的手車式開關柜進行了調查和分析，并提出了相應的改進方案，以期杜絕此類事故的發生。

1 手車式開關柜安全漏洞分析

1.1 現有開關柜的設計導致安全防護存在漏洞

筆者走訪了15座變電站和30家用電客戶，對使用中的手車開關進行了調查，同時通過網絡、竣工資料、產品宣傳手冊等渠道，查閱了國內外多種品牌、型號的10 kV中置柜和35 kV手車式開關柜的產品目錄。調查發現，目前生產和運行中的手車式開關柜(含中置柜)雖然安裝了可以遮蔽帶電靜觸頭的隔離擋板，卻沒有設計安裝可防止觸碰擋板連動機構的閉鎖裝置。也就是說，當開關手車拉出后，柜內隔離擋板連動機構直接暴露在柜體空間內，一個人就可以隨便開啟。這種設計缺陷給電力企業的安全生產埋下了重大的安全隱患，容易導致人身觸電傷亡事故的發生。

1.2 現有的安全防護完全依賴于員工的安全意識和人工監護

手車式開關柜(含中置柜)轉檢修狀態時，操作程序是將斷路器分閘，手車開關拉出，并在高壓開關柜柜門上加裝程序鎖。這項措施解決了“開關檢修”時防誤入的問題。但是，當柜體內手車空間的行程開關、傳動連桿、傳感器、除濕器等零部件需要檢修時，檢修人員必須進入柜內，鎖上的柜門必須打開，現有防誤入措施將被迫解除。雖然在隔離擋板處設置“止步，高壓危險！”等警告標示牌，但由于沒有閉鎖裝置可利用，只能完全依賴于員工的安全意識和人工監護。一旦監護人和檢修人疏忽大意，就有可能發生事故。

2 治理方案

由上面的分析得出結論，必須研制一種可靠的閉鎖裝置來彌補手車式開關柜的設計缺陷，確保在檢修柜體空間內的零部件時能使觸頭隔離擋板可靠封閉。此裝置既要保證人身安全，又要保證手車進出順利和設備的安全運行，還要考慮變電站美化和節約方面的要求。

2.1 提出方案并確定最佳方案

由于沒有可供直接借鑒的產品，因此在綜合考慮了防誤裝置的構造、安裝位置、應用效果等因素后，提出8套方案。這些方案的比較見表1。

通過分析和現場實物模擬，確定方案2——“1片Z形固定片與機構連板組合”和方案6——“2片固定片組合”為最佳方案。

2.2 技術方案

(1) 利用開關柜現有裝置，增加固定片，使隔離擋板在手車空間零部件檢修時能可靠封閉，完善對人身安全的防護。

表1 靜觸頭防誤入裝置方案比較

(2) 以隔離擋板、開關柜柜體和機構連板的特定位置為固定片安裝基礎，科學地選擇固定片外形尺寸和連接件平面朝向帶電部位的連接方式，保證手車進出順利，防止產生額外放電因素。

(3) 固定片采用不銹鋼或敷鋅板用機械沖壓成型，尖角和沿口經打磨鈍化工藝處理，使得固定片小巧玲瓏，防止刺割傷，滿足設備美化和節約要求。

2.3 具體改造方法

2.3.1 利用隔離擋板的改造方法

考慮固定片受外力作用變形需檢修或更換的可能，建議盡量不采用將固定片直接焊接或鉚接于隔離擋板的連接方式。

2.3.1.1 對2塊單片式對接封閉的隔離擋板

如圖1、圖2所示，用2片帶圓孔的L形固定片①，將鎖孔③對正，分別在2塊擋板④封閉對接口處找準、鉆出安裝孔。左右位置在隔離擋板上、靠近柜體側⑥或兩相靜觸頭絕緣套管之間⑦；用螺栓或平帽螺釘由擋板朝帶電部位面穿入手車空間面，擰緊螺母至彈簧墊片壓平。檢修手車空間零部件時，將程序鎖⑤鎖桿穿入固定片鎖孔中鎖住，即可實現閉鎖。

圖1～圖5中標號說明如下： ①-帶圓孔的L形閉鎖固定片，②－固定片安裝孔，③－圓形鎖孔，④－隔離擋板，⑤－程序鎖，⑥－固定片在擋板靠柜體側對接口處安裝位置，⑦－固定片在擋板絕緣套管間對接口處安裝位置，⑧－靜觸頭絕緣套管，⑨－帶長孔的折彎形閉鎖固定片，⑩－帶圓孔固定片的穿入孔， －折疊式擋板轉軸處， －固定片在擋板靠柜體側折疊轉軸處安裝位置， －固定片在擋板絕緣套管間折疊轉軸處安裝位置，14－Z形閉鎖固定片，15－與機構連板配合安裝位置，16－機構連板，17－固定轉軸，18－機構連板鉆孔位置，19－活動轉軸。

2.3.1.2 對兩片折疊式隔離擋板

如圖3、圖4所示，用帶圓孔的L形固定片①和帶長孔的折彎形固定片⑨各1片，調整固定片⑨的折彎角度與擋板折疊邊角度相近；將固定片①穿入固定片⑨的長方形孔⑩，微調使兩固定片進出靈活、便于上鎖，分別在2塊擋板的折疊轉軸處 找準、鉆出安裝孔。左右位置在隔離擋板上、靠近柜體側 或兩相靜觸頭絕緣套管之間 ，用螺栓或平帽螺釘由擋板朝帶電部位面穿入手車空間面，擰緊螺母至彈簧墊片壓平。檢修手車空間零部件時，將固定片①穿入長方形孔中，將程序鎖⑤鎖入圓鎖孔中，即可實現閉鎖。

圖1 帶圓孔的閉鎖固定片組合結構及程序鎖鎖定示意

圖2 圓孔L形固定片在隔離擋板對接口處安裝位置示意

圖3 帶圓孔與帶長孔的閉鎖固定片組合結構及程序鎖鎖定示意

圖4 圓孔與長孔L形固定片隔離擋板折疊轉軸處安裝位置示意

2.3.2 利用柜體和擋板機構連板的改造方法

2.3.2.1 Z形固定片與機構連接配合

如圖5所示，用1片Z形閉鎖固定片14，左右位置在隔離擋板機構固定轉軸17與活動轉軸19之間、盡量靠近固定轉軸處；上下位置在隔離擋板封閉時，使Z形固定片鎖孔③對準機構連板16，在開關柜柜體隔板上找準、鉆出安裝孔15，孔上鉚接螺母，用螺栓將Z形固定片固定；對正固定片鎖孔③在機構連板上鉆孔18。檢修時，將程序鎖⑤鎖桿穿入鎖孔③和孔18，鎖住即可實現閉鎖。

圖5 Z形固定片結構及與機構連板配合使用安裝位置示意

2.3.2.2 Z形固定片與柜體連接

用上述方法先在機構連板上鉆孔18，Z形固定片鎖孔③對正機構連板孔18，并以此為圓心，以Z形固定片安裝孔②為半徑，在柜體上找出適合安裝、維修的位置處15鉆孔，孔上焊接螺母，再安裝Z形固定片14。

2.3.2.3 注意事項

考慮固定片受外力作用變形需檢修或更換的可能，建議盡量不采用將固定片直接焊接或鉚接于柜體的連接方式。

3 結束語

改造前，因手車式高壓開關柜防誤入裝置不全面，作業時的安全防護完全依賴于人，且由此引發了觸電死亡事故。改造后，彌補了開關柜防誤入設計的缺陷，從根本上堵住了安全防護漏洞，杜絕了此類事故的發生。

采用固定片組合成的閉鎖裝置，只改變程序鎖上鎖位置，而沒有改變操作流程、沒有額外增加運行和檢修人員的工作量。該項閉鎖裝置構造簡單，成本低廉，安裝方便。2套方案有4處安裝位置和不同的連接方式，可供手車式開關柜用戶或生產廠家任選使用。