一種6kV交流金屬封閉開關設備母線接地開關與母線進線斷路器閉鎖裝置改造方案

陳聰平

摘 要：發現6kV金屬封閉開關設備在實際應用中存在帶接地開關合母線進線斷路器安全隱患和母線接地開關在合位能夠將母線進行斷路器推入“工作”位的安全隱患，對此提出一種閉鎖改造方案。

關鍵詞：金屬封閉開關；母線；斷路器；接地開關；閉鎖；電氣設備狀態；“五防”

中圖分類號：TM643 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）30-0046-02

目前，各發電廠廠用電系統中10kV、6kV系統大多使用金屬鎧裝中置式成套式開關柜。從使用看，近年來在使用這種開關柜的單位發生不少安全事件，其中存在操作人員不清楚開關柜結構的原因，同時也因為這種成套開關設備在防誤閉鎖裝置上存在安全隱患[1]。對此以某廠家生產的金屬鎧裝中置式成套式開關柜來分析一下母線接地開關與母線進線斷路器電氣閉鎖設計存在的安全隱患，并提出一種改造方案。

1 問題提出與原因分析

1.1 目前國家標準對閉鎖裝置要求

電氣設備狀態分為：運行狀態、熱備用狀態、冷備用狀態、檢修狀態，防止在各種狀態之間轉換發生事故，電氣設備裝備應滿足電氣“五防”的條件：防止誤分、誤合斷路器；防止帶負荷拉、合隔離開關；防止帶地線（接地開關）合斷路器（隔離開關）；防止帶電掛（合）接地線（接地開關）；防止誤入帶電間隔。

金屬封閉開關設備和控制設備中，不同元件之間裝設聯鎖實現“五防”條件，并應優先采用機械聯鎖。機械聯鎖裝置的部件應有足夠的機械強度，以防止因操作不正確而造成變形或損壞。下列規定對主回路是強制性的[2]。

（1）具有可移開部件的金屬封閉開關設備和控制設備斷

路器、負荷開關或接觸器只有在分閘位置時可移開部件才能

抽出或插入。

可移開部件只有處于試驗位置時，接地開關才能合閘，相應隔室的門才能打開。

可移開部件只有在工作位置、隔離位置、移開位置、試驗位置或接地位置時，斷路器、負荷開關或接觸器才能操作。

處于合閘位置的接地開關只有相應隔室的門關閉后才能分閘，可移開部件才能插入。

斷路器、負荷開關或接觸器只有在與自動分閘相關的輔助回路均已接通時才能在工作位置合閘。反之，當斷路器、負荷開關或接觸器在工作位置時輔助回路不得斷開，相應隔室的門不能打開。

應設可防止就地誤分或誤合斷路器、負荷開關或接觸器的防誤裝置，可以是提示性的[3]。

（2）裝有隔離開關的金屬封閉開關設備和控制設備

只有相關的斷路器、負荷開關或接觸器處于分閘位置時才能進行隔離開關的操作。

只有隔離開關處于分閘位置時，其接地開關才能合閘，隔室的門才能打開。反之，只有隔室的門關閉后，處于合閘位置的接地開關才能分閘。

接地開關與相關的隔離開關之間應裝設聯鎖。

應裝設可防止就地誤分或誤合斷路器、負荷開關或接觸器的防誤裝置，可以是提示性的。

附加的或者可選擇的聯鎖措施應根據制造廠和用戶的協議。制造廠應提供有關聯鎖特性和功能的所有必要的資料對于因操作不正確而可能引起損壞，或在檢修時用于建立隔離斷口的主回路元件，應裝設鎖定裝置（如加裝掛鎖）。

1.2 問題的提出

目前，某廠家金屬鎧裝中置式成套式開關柜，單個開關柜能夠通過機械閉鎖裝置滿足小車開關在非“試驗位置”閉鎖接地開關合閘的要求。但是，母線進線開關柜如何實現閉鎖母線接地開關在《3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備》標準中沒有明確規定，僅規定母線接地開關應與母線進線開關裝置聯鎖。使得在設備設計上出現了偏差，導致母線進線斷路器與母線接地開關之間閉鎖存在安全隱患。

1.3 安全隱患分析

某廠家金屬鎧裝中置式成套式開關柜母線接地開關閉鎖合閘電磁扣解鎖條件為：母線進線1斷路器分閘與母線進線2斷路器分閘，如“圖1”。母線進線1、2斷路器允許合閘條件為：母線接地開關分閘，如“圖2”。

這種設計存在著一個隱患。如果進線兩個斷路器在“工作”位時，母線接地開關也能夠通過斷路器本體的合閘按鈕合閘。違反電氣“五防”中的“防止帶接地開關合斷路器”規定，存在帶接地開關合開關的惡性電氣誤操作事故、設備損壞等的安全風險。

同理，如果母線接地開關在合閘位，根據“圖2”可以看出母線進線斷路器小車可以由“試驗”位推入“工作”位，違反電氣“五防”中“防止帶接地開關隔離開關”，存在帶接地開關合隔離開關的惡性電氣誤操作事故、設備損壞等的安全風險。

1.4 存在隱患原因分析

應當把操作金屬封閉開關設備斷路器小車推入“工作”位、搖至“試驗”位的過程應當理解為操作隔離開關的過程。金屬封閉開關設備進線斷路器小車在“工作”位時，不論斷路器處于“分”還是“合”都應當視為“運行”設備。只要斷路器小車未拉至“試驗”位時認為斷路器兩側的隔離開關未拉開，即斷路器未轉為“冷備用”不允許合接地開關。

某廠家二次設計僅使用母線進線1、2斷路器“分”閘輔助接點作為母線接地開關解鎖條件，和使用母線接地開關“分”閘位置接點作為解鎖母線進線斷路器合閘條件，不能夠滿足電氣“五防”中防止帶接地開關（接地線）合隔離開關（斷路器）和防止帶地線（接地開關）合斷路器（隔離開關）的要求。

總之，金屬封閉開關設備斷路器小車在“工作”位時，禁止允許合母線接地開關；母線接地開關在“合”時，禁止將斷路器小車推入“工作”位。

1.5 隱患消除

現提出解決該隱患的一種方法。將母線進線斷路器的本體中的“分”閘輔助接點作為解鎖母線接地開關的條件，改為使用母線進線斷路器小車拉至“試驗”位輔助接點作為解鎖母線接地開關的條件，如“圖3”。這樣消除了母線進線斷路器小車在“工作”位置時就能合接地開關的隱患。將母線接地開關“分”位信號解鎖母線進線斷路器允許“合”閘條件，改為母線接地開關“分”位信號解鎖母線進線斷路器小車允許推入“工作”位的條件，如“圖4”。

2 結束語

防止電氣惡性誤操作是電氣運行值班人員的重點防范對象，除了電氣值班員嚴格按照電氣安全規程執行好電氣操作票外，各電氣設備生產廠家在做設備設計、制造、安裝上也要配備全面的防誤閉鎖裝置防止電氣值班員誤操作。

參考文獻：

[1]邵沖，楊鈺，劉衛東，等.斷路器結構參數對GIS中特快速暫態過電壓波形的影響[J].高電壓技術，2011，37（3）：577-584.

[2]邱少遠.一起220kV線路發展性故障引起母線解列的事件分析[J].廣東電力，2014（8）：56-59.

[3]湯弋，馮凝，李煜磊，等.雙母雙分段母線保護配置及分段開關失靈改造[J].華中電力，2011，24（4）：72-75.endprint