论高压开关柜“五防”联锁功能实现及应用

庞晓静+高金茹

摘 要：供电是否具有可靠性前提是供电设备必须能够保证安全运行，因此所有电力设备在五防连锁方面的要求必须达到，本篇文章对高压开关柜五防连锁功能的实现和应用进行阐述，并对缺乏可靠性的设计进行修改，使供电设备距离高压开关柜五防联锁的要求更进一步。

关键词：高压开关柜；五防联锁；实现和应用

变电运行人员在在操作供电设备时主要应用高压开关柜这一设备，高压开关柜的机械联锁在供电设备电力网中尤为重要，它能够保证电力网在供电设备中安全运行、变电人员在使用设备是具有安全保障并且降低错误出现频率。

1 开关柜的分类

高压开关柜有两个名称，一是高压成套开关二是高压成套配电装置，生产厂家在有详细的电气一次主接线图的情况下，将控制电器、保护电器、测量电器等以及母线、载流导体、绝缘子等装置在密闭或者开放式的金属硅内部，高压开关柜在电力系统中的主要工作是接收电能并把电能分配的功能，气压等级规定在3～35kV之间。高压开关柜在运作过程中主要以断路器为主，因此，根据断路器的安装手法可以将开关柜分为两大类：移开式或手车式和固定式。

1.1 移开式或手车式（用Y表示）

在可调节的手车上都会安装断路器这类柜内的重要元件，手车柜在开关方面互换性良好，因此在供电时能够确保电路的可靠性。常用的手车类型有隔离手车、计量手车、断路器手车、TV手车、电容器手车和站用变压器手车等。KYN型高压开关柜体积较小，电流故障问题出现频率低，这种高压开关柜普遍应用在供电系统中。KYN型高压开关柜主要分为柜体和手车两个结构，柜体内部被分隔成四个单独空间：断路器手车式、母线室、电缆室和继电器仪表室。柜体内手车分布在试验位置和工作位置，每一个位置都有固定范围，在这个范围内手车可以相互转换，固定范围是为了保障联锁的可靠性。

1.2 固定式（用G表示）

固定式开关柜是指柜内一切元件都是被固定在开关柜内部，这比移动式开关柜操作简单，使用起来更经济。

2 “五防”联锁功能实现

DL404-2007《3.6～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》标准中对交流金属封闭开关设备作了明确补充规定：“为了保证安全和便于操作，金属封闭开关设备和控制设备中，不同元件之间应装设联锁，并应优先采用机械联锁”。

手车式开关柜和固定式开关柜都要实现“五防”连锁功能。开关柜配电量在35kV以下时，通常将受断路器操动机构控制的机械机构加在其操动机构上，从而达到操作之间的完美衔接。例如：手车式开关柜体的闭锁功能含以下几个方面：

（1）当高压开关柜处与供电状态时禁止将地刀闸合接，高压开关柜处与供电状态即手车处与工作位置，这时不允许将地刀闸合接，只有手车处与试验位置时，才能将地刀闸合接。

（2）防止带接地刀闸合闸。接地刀闸合闸后，手车被控制在试验位置无法进行移动，当接地刀闸开启后，手车才能移动到工作位置。

（3）防止失误进入带电的间隔内。将闭锁操作加入到接地刀闸与开关柜后门之间，即只有接地刀闸闭合才能开启开关柜后门，相反，如不关上开关柜后门，接地刀闸将不能工作，从而实现防止误入带电间隔的目的。

（4）防止带负荷拉、合隔离开关。当小车在试验或工作位置上，而断路器却处与合闸位置，机械联锁会将小车约束在试验位置内，此时小车不能工作，当断路器处与分闸位置，机械联锁接触对小车的约束，小车将回到工作位置。

（5）手车二次插件在工作位置是处与约束状态的，这时不能进行插入和拔出，但是在试验位置可以完成此操作。

3 高压开关柜“五防”联锁功能现场应用

某变电站现安装有一台KYN28A-12型高压开关柜，开关柜内装有高压带电显示装置。以下为高压开关柜“五防”联锁功能的几点应用：

3.1 防止误分、误合断路器。安装在面板上的防误型转换开关主要作用是防止误分、误合断路器。

3.2 防止误入带电间隔。原理是断路器手车处与试验位置后，静触头盒自动被活动隔板隔开。在电缆进线柜、母线分段柜和变压器方案中，由于进线电缆侧带电，为确保在电缆侧带电时不能进入电缆室，则在下门上安装电磁锁。

3.3 防止带负荷误拉断路器手车。当断路器手车处与柜体工作位置并且断路器处与合闸状态后，位于底盘车内部的闭锁电磁铁会被锁定在丝杠上，断路器手车则不会被拉动。

3.4 防止带接地刀闸操作断路器手车。当接地刀闸处于合闸位置时，其主轴联锁机构中的推杆被推入柜中的手车导轨上，于是断路器手车不能被推进柜内。

3.5 防止带电合接地刀闸。断路器处与工作位置并且断路器处合闸状态，出线侧带电，此情况接地刀闸不能合闸。接地刀闸主轴联锁机构中的推杆被阻止，其操作手柄无法操作接地刀闸主轴。

在高压开关柜中，虽然以机械闭锁为主，还需以其他闭锁方法为辅，才能全部达到防误要求。比如，在高压开关柜出线电缆侧装设高压带电显示装置和验电器，用于对线路侧接地刀闸操作的有电闭锁；对断路器的就地操作按钮加装闭锁盒以防止误分合断路器；尽管不同的开关柜在结构上有较大的差异，但都具有最基本的隔离开关和接地刀闸之间的机械闭锁。

4 “五防”联锁的完整性

国家标准中对于“五防”的要求，除了防止误分、误合断路器这一条允许提示性的方法外，其余联锁关系必须在开关柜结构中完备实现。从开关柜的操作来看，每一项联锁要求，都在一定的操作程序中体现出来，因此不管是合闸程序还是分闸程序都要达到联锁要求。

结束语

本文对开关柜五防联锁机构进行分析，并对不可靠的电缆室闭锁机构进行了改进，能更好的防止由暴力操作引起的联锁失效问题，本文论述的方案已在开关柜试验及使用中验证了其合理性。但上述机械联锁只能达到单台柜子防护要求，后续研究可以应用机械程序锁，使开关柜间保护也可以实现简单、可靠的机械闭锁。当然要保证开关柜的安全运行，除了要不断提升开关柜的机械联锁的可靠性外，还要综合电气联锁，并严格按照规程操作，才能避免安全事故的发生。

参考文献

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[2]史桂梦，臧兴海，陈志源.新型正副母隔离开关机械防误闭锁方案[J].电力安全技术，2015（17）.

[3]赵颖，浅析高压开关柜的五防连锁[J].化学工程与装备，2016（6）.