一种6kV交流金属封闭开关设备母线接地开关与母线进线断路器闭锁装置改造方案

陈聪平

摘 要：发现6kV金属封闭开关设备在实际应用中存在带接地开关合母线进线断路器安全隐患和母线接地开关在合位能够将母线进行断路器推入“工作”位的安全隐患，对此提出一种闭锁改造方案。

关键词：金属封闭开关；母线；断路器；接地开关；闭锁；电气设备状态；“五防”

中图分类号：TM643 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）30-0046-02

目前，各发电厂厂用电系统中10kV、6kV系统大多使用金属铠装中置式成套式开关柜。从使用看，近年来在使用这种开关柜的单位发生不少安全事件，其中存在操作人员不清楚开关柜结构的原因，同时也因为这种成套开关设备在防误闭锁装置上存在安全隐患[1]。对此以某厂家生产的金属铠装中置式成套式开关柜来分析一下母线接地开关与母线进线断路器电气闭锁设计存在的安全隐患，并提出一种改造方案。

1 问题提出与原因分析

1.1 目前国家标准对闭锁装置要求

电气设备状态分为：运行状态、热备用状态、冷备用状态、检修状态，防止在各种状态之间转换发生事故，电气设备装备应满足电气“五防”的条件：防止误分、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关；防止带地线（接地开关）合断路器（隔离开关）；防止带电挂（合）接地线（接地开关）；防止误入带电间隔。

金属封闭开关设备和控制设备中，不同元件之间装设联锁实现“五防”条件，并应优先采用机械联锁。机械联锁装置的部件应有足够的机械强度，以防止因操作不正确而造成变形或损坏。下列规定对主回路是强制性的[2]。

（1）具有可移开部件的金属封闭开关设备和控制设备断

路器、负荷开关或接触器只有在分闸位置时可移开部件才能

抽出或插入。

可移开部件只有处于试验位置时，接地开关才能合闸，相应隔室的门才能打开。

可移开部件只有在工作位置、隔离位置、移开位置、试验位置或接地位置时，断路器、负荷开关或接触器才能操作。

处于合闸位置的接地开关只有相应隔室的门关闭后才能分闸，可移开部件才能插入。

断路器、负荷开关或接触器只有在与自动分闸相关的辅助回路均已接通时才能在工作位置合闸。反之，当断路器、负荷开关或接触器在工作位置时辅助回路不得断开，相应隔室的门不能打开。

应设可防止就地误分或误合断路器、负荷开关或接触器的防误装置，可以是提示性的[3]。

（2）装有隔离开关的金属封闭开关设备和控制设备

只有相关的断路器、负荷开关或接触器处于分闸位置时才能进行隔离开关的操作。

只有隔离开关处于分闸位置时，其接地开关才能合闸，隔室的门才能打开。反之，只有隔室的门关闭后，处于合闸位置的接地开关才能分闸。

接地开关与相关的隔离开关之间应装设联锁。

应装设可防止就地误分或误合断路器、负荷开关或接触器的防误装置，可以是提示性的。

附加的或者可选择的联锁措施应根据制造厂和用户的协议。制造厂应提供有关联锁特性和功能的所有必要的资料对于因操作不正确而可能引起损坏，或在检修时用于建立隔离断口的主回路元件，应装设锁定装置（如加装挂锁）。

1.2 问题的提出

目前，某厂家金属铠装中置式成套式开关柜，单个开关柜能够通过机械闭锁装置满足小车开关在非“试验位置”闭锁接地开关合闸的要求。但是，母线进线开关柜如何实现闭锁母线接地开关在《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》标准中没有明确规定，仅规定母线接地开关应与母线进线开关装置联锁。使得在设备设计上出现了偏差，导致母线进线断路器与母线接地开关之间闭锁存在安全隐患。

1.3 安全隐患分析

某厂家金属铠装中置式成套式开关柜母线接地开关闭锁合闸电磁扣解锁条件为：母线进线1断路器分闸与母线进线2断路器分闸，如“图1”。母线进线1、2断路器允许合闸条件为：母线接地开关分闸，如“图2”。

这种设计存在着一个隐患。如果进线两个断路器在“工作”位时，母线接地开关也能够通过断路器本体的合闸按钮合闸。违反电气“五防”中的“防止带接地开关合断路器”规定，存在带接地开关合开关的恶性电气误操作事故、设备损坏等的安全风险。

同理，如果母线接地开关在合闸位，根据“图2”可以看出母线进线断路器小车可以由“试验”位推入“工作”位，违反电气“五防”中“防止带接地开关隔离开关”，存在带接地开关合隔离开关的恶性电气误操作事故、设备损坏等的安全风险。

1.4 存在隐患原因分析

应当把操作金属封闭开关设备断路器小车推入“工作”位、摇至“试验”位的过程应当理解为操作隔离开关的过程。金属封闭开关设备进线断路器小车在“工作”位时，不论断路器处于“分”还是“合”都应当视为“运行”设备。只要断路器小车未拉至“试验”位时认为断路器两侧的隔离开关未拉开，即断路器未转为“冷备用”不允许合接地开关。

某厂家二次设计仅使用母线进线1、2断路器“分”闸辅助接点作为母线接地开关解锁条件，和使用母线接地开关“分”闸位置接点作为解锁母线进线断路器合闸条件，不能够满足电气“五防”中防止带接地开关（接地线）合隔离开关（断路器）和防止带地线（接地开关）合断路器（隔离开关）的要求。

总之，金属封闭开关设备断路器小车在“工作”位时，禁止允许合母线接地开关；母线接地开关在“合”时，禁止将断路器小车推入“工作”位。

1.5 隐患消除

现提出解决该隐患的一种方法。将母线进线断路器的本体中的“分”闸辅助接点作为解锁母线接地开关的条件，改为使用母线进线断路器小车拉至“试验”位辅助接点作为解锁母线接地开关的条件，如“图3”。这样消除了母线进线断路器小车在“工作”位置时就能合接地开关的隐患。将母线接地开关“分”位信号解锁母线进线断路器允许“合”闸条件，改為母线接地开关“分”位信号解锁母线进线断路器小车允许推入“工作”位的条件，如“图4”。

2 结束语

防止电气恶性误操作是电气运行值班人员的重点防范对象，除了电气值班员严格按照电气安全规程执行好电气操作票外，各电气设备生产厂家在做设备设计、制造、安装上也要配备全面的防误闭锁装置防止电气值班员误操作。

参考文献：

[1]邵冲，杨钰，刘卫东，等.断路器结构参数对GIS中特快速暂态过电压波形的影响[J].高电压技术，2011，37（3）：577-584.

[2]邱少远.一起220kV线路发展性故障引起母线解列的事件分析[J].广东电力，2014（8）：56-59.

[3]汤弋，冯凝，李煜磊，等.双母双分段母线保护配置及分段开关失灵改造[J].华中电力，2011，24（4）：72-75.endprint