ZS1型號10kV成套開關柜綜合防誤閉鎖完善措施探究

方麗婷

（廣東電網公司東莞供電局，廣東東莞，523000）

0 引言

目前，10kV成套開關柜作為電力系統中的10kV電力設備的關鍵組成部分被廣泛應用。而新型成套開關柜為進一步提高其安全性能引入了機械防誤閉鎖功能，但就目前10kV成套開關柜的機械防誤閉鎖能力而言，其并沒有真正滿足現今的防誤閉鎖要求。根據我國的《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》，其針對10kV成套開關柜的功能以及性能提出了要求——必須滿足防誤閉鎖的要求。因此對于目前已經投入使用的10kV成套開關柜需要進行完善，提高其防誤閉鎖能力，而這亦成為現今10kV成套開關柜發展的一大趨勢。

1 變電運行專業對電氣設備防誤閉鎖的要求

變電站作為電力系統的重要中間環節，對其進行運行維護管理的變電運行專業對于整個電力系統的安全運行具有不可或缺的重要意義。而一旦變電站內設備出現故障，亦或者是變電運行工作人員誤操作，就會影響整個電力系統的穩定性，甚至會導致局部地區停電、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。

針對這一問題，電氣“五防”的概念最早在上世紀八十年代被提出，并被首先應用于水利電力設備中。而隨著管理水平及安全意識水平的不斷提高，其從最早以法規的形式進行規定，從電氣防誤閉鎖的設計概念入手，一直發展到運行、管理等環節均進行了明確規定，為其提供了理論支持。

變電運行的電氣“五防”具體內容為以下五個方面：防止誤入帶電間隔；防止帶負荷拉、合隔離開關；防止誤合、分斷路器；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(隔離開關)。

2 ZS1型號10kV成套開關柜及其防誤閉鎖現狀分析

相較于其他類型的10kV成套開關柜，中置式開關柜具有典型的優越性，不僅僅安全性更高，而且操作維護更為簡單便捷，因此目前其在變電站等電力系統中得到了廣泛應用，而這其中要數早期ABB公司的ZS1型號10kV成套開關柜為典型代表。然而該10kV成套開關柜在實際應用中仍然存在著一定問題，安全隱患問題較為突出。以東莞供電局中當前使用的ABB公司的ZS1型號10kV成套開關柜為例子，其后柜門主要通過螺絲進行固定，沒有進行相應的防誤閉鎖處理，存在以下安全隱患：（1）對于在ZS1型號10kV成套開關柜進行工作的人員而言，在工作過程中一旦由于各種原因發生誤操作，從而拆除了相鄰帶電的開關柜后柜門，極易引發人身觸電傷亡事故。（2）在變電站中10kV成套開關柜基本上呈一排或兩排排列使用，因而一般在多開關柜檢修或者安裝完之后，可能會存在操作失誤使得后柜門發生調換，進而導致該型號10kV開關柜的名稱和編號發生調換。而當出現這種問題的時候，如果不能及時發現并處理，在工作人員對10kV開關柜進行操作處理的時候，可能會因此誤入帶電間隔，引發人身觸電傷亡事故。（3）10kV成套開關柜的后柜門假設沒有進行固定關閉，并且其接地刀閘此時可以以分閘狀態存在，這種情況下該10kV成套開關柜一旦在帶電運行中狀態，或在冷備用時線路側突然來電，亦或含有較大的感應電流，則會直接造成工作人員觸電傷亡的嚴重后果。

3 ZS1型號10kV成套開關柜機械防誤閉鎖存在的問題

ZS1型號10kV成套開關柜的機械閉鎖可以實現上述部分防誤功能，但遠達不到“五防”的要求。通過現場核對，并結合上述安全隱患，該成套開關柜防誤閉鎖主要存在以下兩點問題：（l）雖然該10kV成套開關柜的后柜門有一把線路側接地刀閘，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，而此時臨時接地線與工作刀閘沒有強制性的互聯閉鎖，因而不能防止帶電裝設接地線和帶地線合刀閘。（2）柜體后門無合頁，用螺栓整體固定，沒有與柜體內的接地刀閘關聯閉鎖，設備帶電時亦可以被整體拆卸，從而不能防止誤入帶電間隔。

4 ZS1型號10kV成套開關柜綜合防誤閉鎖完善措施

針對上述ZS1型號10kV成套開關柜防誤閉鎖存在的安全隱患及問題，現提出相應的綜合防誤閉鎖完善措施，從電氣閉鎖、機械閉鎖、微機五防閉鎖三方面考慮力求解決問題。

而從上述三個方面的任一方面來完善防誤閉鎖措施，都需要首先解決后柜門只能用螺絲固定的問題。僅用螺絲固定的后柜門，便于拆卸而不便于打開，打開該門便等同于將其整體拆卸了下來，則此時對其加裝防誤閉鎖裝置亦極其復雜。

在電氣閉鎖方面，可在該10kV成套開關柜的二次接線柜內引線至后柜門的開合側安裝開關電控鎖，其通過接地刀閘的合閘到位輔助接點控制（圖1）。當接地刀閘在分閘狀態時，該合閘到位輔助接點處于常閉狀態，此時開關電控鎖通電，其內鎖頭被磁吸牢牢吸住無法打開；而當接地刀閘合閘到位后，該合閘到位輔助接點從閉合狀態轉為打開狀態，此時開關電控鎖失電，通過電控鎖上的推鈕即可打開后柜門。

圖1 電控鎖二次回路示意圖

在機械閉鎖方面，可在該10kV成套開關柜柜門的開合側安裝機械鎖。該鎖通過機械連桿和彈簧等機械結構與接地刀閘形成相互聯鎖的狀態。當接地刀閘合閘到位時，才能從外側打開機械鎖，從而打開后柜門；而且只有當后柜門關好，機械鎖恢復到位后，才能拉開接地刀閘，進行送電操作。

在微機五防閉鎖方面，可在該10kV成套開關柜柜門的開合側加裝一把微機五防機械鎖，使其五防邏輯（圖2）經過在合上接地刀閘步驟后或者是經過安裝接地線步驟后時才能符合條件打開該鎖，打開后柜門。反之，則需要先經過閉合后柜門步驟才能拉開接地刀閘或拆除接地線。

圖2 微機五防邏輯示意圖

電氣閉鎖、機械閉鎖、微機五防閉鎖三者的閉鎖方法都存在的自身的優缺點。相較于其他兩種方式，電氣閉鎖在后臺機上能夠清晰地看到相應開關和刀閘的位置，后柜門能受其閉鎖，結構嚴謹、閉鎖可靠，但需要新增不少二次線使接線復雜化，而單一輔助接點一旦故障則無法打開后柜門，同時無法使后柜門與接地線相互聯鎖；機械閉鎖則在現場10kV成套開關柜中清晰可見，閉鎖結構不易損壞，安全可靠，維護簡單，但其改造復雜，經濟成本高，且與電氣閉鎖一樣無法與接地線相互聯鎖；而微機五防鎖則只需在后柜門上加裝一把微機五防機械鎖并在五防機中添加相應五防邏輯，改造簡單，經濟成本低，且能夠與接地線形成相互聯鎖，但其閉鎖結構只需經過五防邏輯，不能與斷路器、接地刀閘的實際位置進行聯鎖，閉鎖可靠性較差。

5 結論

本文提出了新的方法和措施來對其進行完善處理。對其安裝機械、電氣以及微機五防等防誤閉鎖裝置，并進行邏輯控制，在實際的應用中亦驗證了其能較好地提高了ABB公司的ZS1型號10kV成套開關柜的防誤閉鎖功能，并和整個系統之間相互協調配合補充，完善了防誤閉鎖性能，滿足電氣“五防”特性要求。