10kV开关柜机械联锁存在的问题探析

张荣华

引言：文章对10kV开关柜机械联锁的实现方式做了简单的介绍，并且对目前10kV开关柜机械联锁存在的问题进行了分析，并提出了继续完善10kV开关柜机械联锁的要求。

目前大多数变电站所配备的都是10kV的配电设备，所以采用的都是金属封闭式开关设备，包括了高压开关柜、高压TV柜等等。10kV开关柜是操作最为频繁的设备之一，因此处理好10kV开关柜机械联锁的运行显得更加重要，不单是为了避免失误操作，更是为了确保电网的安全运行和设备人身的安全。机械联锁处在开关柜的操作部位之间，主要原理是通过制约和联动的机械机构来实现先后动作的闭所要求，机械联锁不需要借助钥匙等外在设备的辅助进行操作，可以随着正确的操作顺序实现自动步步解锁。如果操作发生了失误，就可以自动闭锁。由于机械联锁不但可以实现正反向的闭锁要求，而且更加直观、强度更高、不易损坏、检修工作便利、操作方便、运行可靠，这些优点使得10kV开关柜机械联锁受到工作人員的欢迎。虽然目前10kV开关柜机械联锁的方式比较完善，但是仍然存在一些问题，不能达到“五防”的要求。

一、断路器与隔离开关的连锁方式

隔离开关并没有灭弧装置，所以不能用来接通或者切断负荷电流。在固定柜中，断路器和隔离开关的联锁关系非常明确，隔离开关的操作只有在断路器分断的条件下进行。分段闭锁时断路器无法合闸，柜门此时处于关闭状态，此时隔离开关和接地开关可以操作；工作时断路器可以合闸，此时柜门处于关闭状态，无法操作隔离开关和接地开关；检修时无法进行隔离开关和接地开关的操作，但是断路器可以进行合闸分闸操作，柜门可以打开。

手车柜的情况和固定柜有所差别，手车进出可以等同于固定柜中隔离开关的分合操作，所以隔离开关的连锁要求同样可以适用于手车。

二、断路器两侧隔离开关的操作顺序

开关柜对断路器两侧的隔离开关操作顺序要求一般是：在停电时，先分线路恻隔离开关；而在送电时，先合母线侧隔离开关。这样做的主要目的是为了在出现操作失误时，可以借助断路器的作用将事故的范围缩减到最小，避免因为人为行动造成更大的损失。但是实际上要保证断路器两侧隔离开关能够严格按照上述操作顺序执行是有难度的。对于环网开关和母联来说，母线和线路侧两者的区分有一定难度。而对于手车柜来说，断路器两侧的触头则是同时进出的。而且如果隔离开关外侧安装电流互感器，那么情况也要随之变化。只有断路器和隔离开关之间的联锁可靠性得到保证，才能从根本上解决这些问题。

三、工作规程与机械联锁要求的冲突

根据相关数据统计，目前大多数的电气设备事故和人身电击伤亡跟工作人员的专业技术水平有着息息相关的联系。所以严格按照相关的操作规定正确操作，可以有效地减少事故的发生。但是在实际中，操作规程经常与联锁发生冲突。例如KYN28A-12，线路侧装有接地开关的开关柜，由于机械联锁，开关柜的后门无法再合上接地开关前打开，但是相关的规定却明确指出必须在确认线路无电之后才能合上接地开关，这就要求工作人员打开柜门进行确认，才能操作接地开关。因此为了解决这种问题，可以采用线路侧加装带电显示，以方便工作人员观察是否无电，也可以在接地开关操作杆上装上电磁锁，使接地开关不能在线路有电时闭合。也可以在柜门上开小缺口，允许谨慎验电。还可以通过在后门上装配紧急解锁装置，用专业人员进行解锁处理。

四、主动式联锁和被动式联锁

对于“五防”中的每项连锁要求，不管是何种柜型都可以设计出各种各样的方案来实现联锁。一般来说，机械联锁主要分为两种形式，主动式联锁和被动式联锁。主动式联锁如果在不具备解锁条件的情况下不会被解锁，因此可以有效地减少失误操作。而被动式联锁可能因为一些非正常的原因使得解锁条件出现，实现解锁。这种联锁方式很容易造成断路器的误分闸。因此在开关柜的设计中应该尽量采用主动式联锁，这样可以有效地避免出现事故。而目前正在使用的各种开关柜中，依然存在大量的被动式联锁，因此很有可能带来失误操作，所以要尽快减少这种联锁方式的应用。

五、“五防”联锁的完整性

国家对于“五防”的要求，出了防止误分、误合断路器这一允许提示性的方法外，开关柜结构中必须完整的实现其余联锁关系。每一项连锁要求，都可以在一定的开关柜的操作中体现出来，因此不管是分闸还是合闸程序都必须达到联锁要求。

（一）防止带负荷分、合隔离开关

一般来讲，固定柜已经做到了隔离开关无法在合闸情况下进行操作，但是在手车柜中，依旧存在因为采用被动式联锁和电气联锁而不能有效地防止带负荷造作小车开关。

（二）防止带电挂接地线和带接地线合闸

对于防止带电挂接地线和带接地线合闸的要求一般可以在一台开关柜中实现，但是有时并不要求防止带电挂接地线和带接地线合闸在一定要在同一个开关柜中，而是要在不同的开关柜之间实现，而机械联锁很难实现这一要求。

（三）防止误入带电隔间

一般大部分开关柜都有防止误入带电隔间的功能，但是由于实际情况较为复杂，该功能的完全实现尚存在一定的难度。接地开关合闸后才能打开柜前后门，这很容易在机械上实现，但是前后门开启后接地开关不能分闸这一要求却被忽视，在门开启后又分接地开关，所以很容易造成安全事故。

结束语

10kV开关柜的机械联锁装置，无论使用地如何频繁，都应该在使用期限内确保其操作灵活，并进行有效地防潮、防霉、防锈、不卡涩处理，而且应该具备简单明了的结构和方便的操作维护特点，而且能够有效预防操作人员的误操作情况，即便出现了错误操作，也可以及时进行修正，防止出现重大的安全事故。只有这样才能确保机械联锁达到应有的技术标准。

参考文献

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[2]卢敏波.开关柜机械联锁的改进[J].农村电气化，2007，09：14-16.

[3]昝斌.高压开关柜机械联锁的探讨[J].郑铁科技通讯，2004，03：30-31+33.

（作者单位：国网山东鄄城县供电公司）