电气成套开关柜的应用分析

郭江波 孙梦潇

摘 要：文章首先对电气成套开关柜使用期间存在的问题进行介绍，总结为电弧短路、防误闭锁功能异常以及导电回路故障等方面。其次重点介绍故障问题的解决方法，为电气成套开关柜使用提供安全保障，减少系统运行使用期间故障发生的几率。

关键词：电气设备；开关柜；开关柜应用

电气系统运行期间，开关柜负责对配网导通情况已经安全性进行控制，一旦运行阶段出现安全隐患会及时阻断电流线路，基础设施的安全性不会受到影响。电气成套开关柜是基于传统控制理念基础上作出的创新，对线路的保护效果更明显，灵敏度提升后使用阶段不容易产生故障问题。但电气成套开关柜投入使用后也遇到了一些阻碍因素，需要一些加强整改措施，提升使用的稳定性能，下面文章将针对此类问题展开探讨。

1 电气成套开关柜应用常见问题分析

1.1 电弧短路问题

配电网运行期间，经过开关柜的电流比较大，布线阶段导线的间隔距离没有进行合理计算，使用时因接触不良开关处会出现打火的现象，电弧接触到临近导线引发短路故障。此类现象常发生在工业用电的开关柜处，短路发生后开关处的温度会急剧升高，如果不能及时调控严重的还会造成发电设备损坏，增大检修成本。成套开关柜应用于电力企业和工业企业，长期使用后，以及受到使用环境影响，存在开关柜结露、断路器绝缘损坏等问题，以致出现电弧短路问题，进而波及整个开关柜的安全使用。据不完全统计，每年国内每100台开关柜，大约有0.7台的开关柜存在电弧短路问题，损坏率在0.7%左右，尤其是在农村地区，其故障率可能更高。

1.2 防误闭锁功能问题

自动化控制系统中存在功能异常，使用时不能达到防误闭需求。发生此类问题后，开关的使用功能会受到影响，不能对线路的导通情况做出基本的调控，传输电流中存在的干扰震荡也得不到解决。与开关柜生产时间使用缺乏定期检修存在必然联系，问题发生后表现为系统的功能受到阻碍影响，调节控制功能也因此而丧失。成套开关柜一般都有防误闭锁功能，但该功能有三个方面的问题尚待解决：首先是由于开关柜内部空间不大，无法在开关的两边同时布置接地刀闸，当其中一侧需要拆装接地线，无法进行强制性互锁；其次是开关柜的后门没有设置合页，未能实现带电间隔；最后是在出线间隔线的位置，显示器的作用仅能提示线路状态，对于线路带电装设接地线，未能起到防止的作用。

1.3 导电回路故障问题

开关控制部分回路受到影响，电流不能通过继电保护装置后回到开关部分，当配网中存在断路时会出现这一现象。因开关连接不紧密导致的接触不良也会使线路断连，在线路导通前要观察是否有过多的粉尘垃圾，开关清洁程度不足也很容易导致回路故障。继电器是对配电网的保护装置，使用时流经的荷载电流如果超出了安全范围，便会出现熔断现象，需要技术人员重新接线并导通才能够恢复配网的使用正常。

2 电气成套开关柜应用的建议措施

2.1 电弧短路保护

明确常见的开关柜故障后，可以有针对性的制定预防措施，从安装部分来进行，计算好线路之间的准确间隔距离，并对绝缘保护层的完整程度做出检验，这样使用阶段即使因开关接触不良发生打火问题，在绝缘层的保护作用下也不会引发短路。还要对配网运行期间的荷载进行详细计算，选择合理的基础设施，在承载范围内短路问题得到了防治。应用保护措施后，开关柜的林敏度也会有明显提升。

其次是金属丝电弧继电器，亦称之为张力传感器，这种传感器的信号动作，以电阻的变化为依据，当电子信号出现波动，在气体压力的作用之下，就会自动跳闸，其跳闸的时间，取决于继电器的动作时间，大约在0.1s以内，其出口回路，主要由金属丝电弧继电器、过电流继电器、时间继电器、中间继电器、二极管组成。再次是借助电弧接收天线，在电弧短路时，母线的短路电流，会出现电磁场作用迹象，此时只要控制好一次电流和二次脉冲跳闸的电流，就会形成电源短路跳闸的作用，其主要组成结构布置，要重点考虑开关柜的间隔，以铝母线作为主母线，并设置电弧接收天线、固定支架、绝缘套管、分支线、引下线、电流互感器等。最后是单相电流电弧保护，一般在短路电弧电流不大的情况下，将同名相的电流互感器，组成差动保护的模式，假设其中两个开关点出现短路，只要在配电装置范围之内，电流电弧就会利用其它无故障的接点，直接退出工作，属于无选择性的保护工作。

2.2 防误闭锁功能完善

对自动化控制系统进行检测，观察开关的导通与闭合情况是否能够达到使用标准。并对防误闭锁进行加固处理，检验期间发现问题可以通过优化系统设计来解决，避免将安全隐患代入到使用环节中，对配网也能起到保护作用。开关所在位置也需要特别设计，确保每一个断开与闭合动作不会对周边的设施带来影响。开关的闭合角度可以根据开关柜内的空间情况来设计，合理利用空间。对于这种装置的应用，笔者建议：首先将开关电控锁安装在二次接线的开关柜里面，作为辅助性的接点控制，只有在开关断开的情况下，才能够将操作钥匙取下；其次是将程序直拔锁安装在开关柜的门体之上，钥匙插入后开始转动，不同的角度会启动相应的程序，但在锁销弹出后，开关柜的柜门就没有办法进行关闭，直至程序复位，才能够关闭柜门；再次是接地锁的安装，在地线接地的位置，以逆时针的布置方法，对穿活动塞之上的孔位，同时借助电磁模拟锁，控制带电线路的锁芯转动。

2.3 导电回路保护

断路器是导电回路保护的重要元器件，在布置导电回路时，根据断路器的安装条件，选用合适的断路器，譬如目前比较常用的真空断路器。这种类型的断路器，能够有效控制触头的偏移，以及两侧螺丝松动的问题。在选用断路器之后，开始改造开关柜内的母线，需要控制好配电装置的最小安全距离，同时提高母线的绝缘性能。在构造方面，解决母线接头发热的问题，笔者推荐红外线技术，对接头的温度进行监控。

结束语

文章通过研究，基本明确了电气成套开关柜应用时的一些常见问题，以及问题的相应解决对策，相关电气工程中，可藉此引为参考借鉴。但考虑到电气工程施工环境的复杂多变，以及电气成套开关柜应用要求和条件的不同，以上方法在相关工程中应用时，需要结合具体的工程环境，进行灵活地应用，并结合工程的具体要求，予以补充和完善。■

参考文献

[1]朱继勇.10kV成套开关柜综合防误闭锁完善措施探讨[J].广西水利水电，2012（8）.

[2]黄建仁.低压抽屉式开关柜结构设计对电气性能的影响[J].科技与企业，2016（2）.

[3]鲁奇璞，李熙，周庆岭.低压成套开关设备母线截面积选择的探讨[J].邮电设计技术，2014（9）.

[4]朱占春.低压成套开关设备的计量检测可靠性研究分析[J].科技传播，2013（5）.

[5]陈炎亮.封闭式低压成套开关柜内部引弧试验及防护措施[J].低压电器，2011（4）.