论机械程序锁在10kV中置式开关柜中的应用与改造

摘 要：10kV中置式开关柜是电力系统中重要电气设备，对于保障整个电力系统的安全、稳定运行有重要作用。在电力人员进行日常的电气操作时，常常由于各种原因导致误操作，进而引发整个电力系统停电故障，不仅影响了周边用电企业正常的生产活动，而且很容易造成人员伤亡。为了提高电力系统的可靠性和安全性，电力部门要求高压开关设备必须安装机械程序锁，达到“五防要求”。

关键词：机械程序锁；10kV中置式开关柜；应用分析“五防要求”即防止误分、误合断路器、防止带负荷分（合）隔离开关、繁殖误入带电隔离、防止带电挂接地线；繁殖带接地线合闸。“五防”闭锁系统是我国电力系统电厂、变电站、输配电过程中防止发生倒闸误操作的一种控制系统。文章首先介绍了机械程序锁在中置式开关柜防误系统中的应用，充分利用机械程序锁（或称程序锁）具有操作正反顺序的唯一性和操作到位的强制性的特性，来实现10kv中置式开关柜“五防”闭锁，防止误操作的发生。

1 10kV中置式开关柜概述

10kV中置式开关柜从本质上来说是高压配电装置的一种。据相关统计资料数据显示：在当前技术条件支持之下，10kV中置式开关柜的最高工作电压可以按照10kV中置式开关柜的额定等级换分为3个级别，分别为3.6kV、7.2kV以及12kV。从这一角度上来说，三相交流50Hz单母线分段系统或是双母线分段系统的户内成套配电装置能够在10kV中置式开关柜的作用之下持续运行。一般来说，10kV中置式开关柜能够接受和分配3.6～12kV的网络电能，并在系统结构的作用之下对10kV中置式开关柜所处的整个电力电路进行系统性控制、保护、监视以及测量。

2 10kV中置式开关柜存在的安全隐患分析

2.1 既没有电气闭锁结构又没有机械闭锁结构

首先，10kV中置式开关柜作为整个电力系统中的重要组成部分，其内部各个元器件几乎都处于带电运行状态，如果电力人员要进行电器柜的检查和操作，则必须要带电操作，即便是采取了相应的绝缘防护措施，也存在较大的安全隐患。其次，目前在电力系统中被广泛应用的10kV中置式开关柜，为了安装方便，通常在下柜位置设计接地刀闸，以便于能够及时将开关柜内的静电导入出去，防止对电力人员产生电击危害。但是下柜刀闸内部没有安装闭锁装置，开关柜在长期使用后很容易出现漏电故障，由于缺乏闭锁装置对其进行保护，很容易导致开关柜内部电力系统的崩溃，进而造成区域性的停电故障。

2.2 设计过程中未将隔离带电部件的设计考虑在内

10kV中置式开关柜从整体结构上来看，属于半封闭式隔板结构，即上半部分通过隔板进行封闭，保障开关柜内各种重要零部件不受外界环境的干扰。但是开关柜的下半部分则相对，没有采取周全的防护措施。这种半封闭式隔板结构的优点在于方便开关柜内部接线，同时精简了开关柜的设计流程。但是这种结构也存在一大缺陷，即仍然有一定数量的带电部件暴露在外，未能按照相关规定进行全封闭隔离。这一缺陷将会直接导致以下几种问题的出现：首先，由于缺乏相应的隔离和保护装置，加上受开关柜工作环境的影响，其各个零部件老化速度将会远远超过开关柜内其他电气零件，而现阶段国内使用的10kV中置式开关柜大多采用模块化集成结构，因此当某一部分装置损坏后，意味着需要更好整个开关柜，因此会造成较大的资金损失。其次，10kV中置式开关柜下柜门时，缺少断电开关，工作人员不得不直接接触带电设备，作业环境相对危险。

3 机械程序锁10kV中置式开关柜改造方案分析

通过对现阶段10kV中置式开关柜存在的问题分析，结合实际工作经验，有针对性的提出了以下几点改造方案：

3.1 防止带电开后门

上文中提到，开关柜内部各个零部件都属于带电作业，因此在检修时，必须要确保熔断器手车退至试验位置后，才能进行相关的操作。在完成一系列常规的检测和维修工作后，首先将后门关上，然后将熔断器手车复位，最后检测整个开关柜是否正常工作，需要注意的是，在进行熔断器复位操作时，一定要确保熔断器手车完成退离试验位置，防止误入带电间隔。

具体操作流程：初始状态下，熔断器手车上设置有一把直拔锁，此时熔断器手车处于工作位置，锁孔关闭，钥匙不能拔出。当电气人员将熔断器手车退至试验位置后，熔断器内部断电，此时受电磁控制的锁孔失去吸力，锁孔打开，钥匙能够旋转并将开关柜门打开。通常情况下，开关柜的上柜门不关，钥匙取不出来，因此也就不能进行熔断器操作，可以有效保证电气人员工作的安全。在完成开关柜检修工作后，进行送电操作，确保开关柜各项工作职能能够正常发挥。最后关上开关柜下门，旋转钥匙，将柜门锁上，并将熔断器手车复位，变压器投入运行。

3.2 联络断路器手车与联络隔离手车的互锁

在隔离柜中，一般情况下隔离手车不允许随便进出。在以往的10kV中置式开关柜操作中，由于没有设置机械程序锁，断路器手车在没有分闸的情况下，常常会由于带电误移动二产生严重的弧光，进而给电气人员带来严重的身体危害，如果弧光导致线路短路，还有可能引起隔离手车爆炸，导致整个区域供电受损。联络柜与隔离柜中，只有在联络柜断路器手车分闸之后才能移动隔离手车，因此在断路器手车与隔离手车上各装一把直拔锁，而且是同编号，共用一把钥匙。断电操作时，断路器手车分闸后，移至试验位置，旋转钥匙，直拔锁的锁舌伸进柜侧面封板上锁舌孔中，锁住断路器手车；取出钥匙，插入隔离手车的锁具中，旋转钥匙，锁舌从柜侧面封板孔中缩进锁具中，手车解锁，隔离手车摇至试验位置，此时钥匙不能取出。送电操作反之，这样就不会发生带负荷移动隔离手车。

参考文献

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