侧装移开式金属封闭开关柜在矿山中的应用研究

万军令 陈学辉 芦新涛

【摘要】随着新型电子产品的出现，体积更小、维护更方便、更加环保节能的测装开关柜将取代现有传统井上KYN28A及井下KGS1型矿用一般型开关柜。

【关键词】开关柜 侧装 隔离断口

1中压开关柜发展状况

上世纪90年代前中压开关柜广泛应用三种产品：KYN1-12移开式柜、JYN2-12移开式柜和XGN2-12固定箱式柜。三种柜型外壳使用金属钢板焊接，间隔式和铠装式均有功能隔室。限于当时装备工艺及制造精度低，移出部件的手车以落地式为主，手车笨重且推进和抽出费力，功能隔室不够完善，体体积较大。

90年代末随着国外电器产品和跨国公司相继进入中国市场，为我国模仿创新提供了实物参照。KYN28A-12产品的研发鉴定就是模仿国外产品的典型范例，（KYN28A参照ABB的GZS1开关柜），它的问世结束了国内开关柜单一焊接、落地手车式以及成套开关设备配合粗放式的设计理念和生产方式。

矿用一般型手车式开关柜是在地面使用的开关柜基础上发展起来的，两者无本质区别。最初矿用柜是将JYN2-12间隔式开关柜直接在煤矿使用。后经过多年的发展形成了具有煤矿环境使用特点的产品，如小型化、耐高温高湿、防护等级高等特点。

目前地表大量使用KYN28A-12型高压开关柜鉴定于1997年，井下大量使用的KGS1型一般性矿用开关柜鉴定于2001年。从鉴定到推广应用这两种中压开关柜代表了近十多年电力系统和矿山终端用户的典型产品，产品应用及市场占有率引领了一代产品的辉煌。

两种产品在应用中也暴露出自身缺点：体积较大、隔离断口不可见、主导电插头插接状态不可见运行盲插、需分支母线过渡连接、不能实现手动紧急机械分闸、不适合靠墙安装等。

随着新型电子产品的出现，体积更小、维护更方便、更加环保节能的测装开关柜将取代现有传统井上KYN28A及井下KGS1型矿用一般型开关柜。

2侧装移开式开关柜技术创新应用满足矿山井下特殊环境

无论是煤矿还是铁矿等非金属矿山，井下环境对高压开关柜的要求比井上更严格。开关柜必须满足高温、高湿环境同时还应满足较高的防护等级。新一代开关柜（如KYC-1-12侧装移开式交流金属封闭开关柜）研发鉴定成功，标志新型开关柜新时代的开始。

2.1柜体体积小

优化柜内主母排结构布置，将断路器三相级柱由传统“正装”改为“侧装”，原来柜体宽度方向由A、B、C三相所占空间改成只占一相空间，柜体宽度由800mm减少到650mm。同时断路器手车在柜内移动方式由前后改为上下，柜体深度大大减小。以KYN28A为例，断路器手车从实验位置到工作位置需要前后移动200mm，柜体深度达到1500mm。经优化后的柜体深度为1100mm，柜体尺寸仅为KYN28A的60%。

2.2安装维护多样性

传统手车式开关柜因其结构所定柜内电缆头及电流互感器一般设置在柜体后下部，不适合靠墙安装。优化后的侧装柜电缆头开孔设置在开关柜底板的中间位置，开启前门即可实现对电缆头的安装维护，电流互感器的维护或更换也只需要开启前门，真正实现了靠墙安装，减少变电所跨度，特别适合于柜体对面双排布置。

2.3主电极插接过程的可视化

传统手车式开关柜可移出部件试验位置与工作位置大多采用前后移动。使一次主插头被断路器操作机构所遮挡而无法观察，整个插接过程处于“盲插”状态。侧装柜断路器手车在柜内的移动方式由前后变为上下移动的同时使用了透明的上、下触头盒，现场可以监视到主导电插头的插接过程、插接状态，现场巡检、检测监控提供可视化便利。

2.4具备明显可见空气隔离断口

国家标准要求高压开关柜必须具备明显可见空气隔离断口，传统开关柜只有固定式开关柜用隔离开关来实现此功能，手车式开关柜由于手车结构及移动方式限制了国内外生产厂家未能实现这一标准，侧装移开式开关柜采用上下移动及透明的触头盒，满足手车在实验位置形成明显可见一次空气隔离断口。

2.5取消分支母排，减少故障点

创新设计，将主母排由柜体后侧移到柜体顶部，三相按后、中、前布置，断路器极柱按照主母排顺序布置，实现了开关柜与断路器在空间布置相序统一，省掉分支母排过度及其绝缘支撑，主母线直接与上触头盒搭接，使得主回路简单紧凑，载流回路短，发热点少，节约了金属材料，减少故障点。

2.6提高柜体防护等级

采用全新结构布置，柜内用金属隔板和活门将柜体分割成几个功能单元，柜后设有独立的压力释放通道。金属铠装隔室按运行连续性的最高等级LSC28设计。柜体具有承受内部电弧故障的能力，对操作人员提供最高等级的安全防护。柜体采用覆铝锌板精度高加工，手车互换性强。柜体外壳防护等级可达IP54，各隔室之间的防护等级可达IP3X，满足矿用一般型产品对外壳防护等级的要求。

2.7便于事故应急分闸

传统的手车式高压开关柜正常运行时，断路器机构的操作面板远离开关柜的前面板，如现场发生事故，控制电路故障需要使用机械紧急分闸，开关柜前面板上的机械分闸按纽不能触及到断路器操作机构面板上的机械分闸按纽，很难实现手动机械应急分闸。侧装柜的断路器手车试验位置与工作位置的转换采用了上下移动的结构，断路器操动机构的操作面板在工作位置时贴近前面板，便于安装应急机械分闸按纽，为现场事故紧急停止提供了快捷的解决方式。

2.8其他新技术应用

柜内断路器可安装固封式永磁机构真空断路器。断路器即节能轻便又保证运行可靠、安全满足长期使用。通过机械及电气联锁，满足对高压开关柜的“五防”要求。

3结语

侧装移开式开关柜以体积小、安装方便、主插头及隔离断口透明可见、外壳防护等级高及结构布置合理为特征，将作为矿用一般型高压开关柜广泛应用在矿山。极大提高开关柜的安全性及满足现代矿山环保节能要求。

参考文献：

[1]李建基.《高压开关设备使用技术》.中国电力出版社.

[2]《输配电产品应用》.2009年5月.

[3]高赟.《KCY1-12侧装移开式交流金属封闭开关柜》产品手册.