关于高低压开关柜接地保护装置的探析

张恺

摘要：开关柜主要承担了电力系统中的运行控制功能，涉及到发电、输电等多项工作，对于开关柜的研究也具有现实意义。开关柜内部包含继电保护装置、负荷开关、二次设备等，通过连接多条母线和出现的形式实现电能的分配和控制。从这一角度来看，高低压开关柜的运行过程直接关系到电网的安全运行、供电可靠性。对于一些潜在的故障或隐患，也需要及时地采取处理措施。

关键词：高低压;开关柜;接地保护

1 基本概念

1.1 什么是高低压开关柜

高低压开关柜是一种电设备，是接高压缆线或低压线缆的专业设备，把整套用电系统中的关键器件组装成一套完整的电器设备，实现高压、低压转换，实现安全用电。具体而言，高低压开关柜是让外线先进入高低压开关柜内的主控开关，然后再进入线路分控开关，按照不同的需要进行配置，比如电动机磁力开关、自控、仪表以及各种交流接触器等。在各级的供电局、变电所，都会使用高压柜，然后经变压器降压再到低压柜，通过低压柜再到各个用电的配电箱实现不同需求电的合理配置。

1.2 什么是接地装置

接地保护装置是埋设在地下的接地电极与由该接地电极到设备间的连接导线的总称。接地装置主要由4部分构成，包括接地装置的接地极（板）、接地装置的接地母线（户内、户外）、接地装置的接地引下线（接地跨接线）以及接地装置的构架接地。这套装置被用来实现电气系统与大地相连接，接地部分的金属物体有一个专业术语名，即接地极，可以是自然接地极，也可以是人工接地极。

2 接地保护装置特性

日常生活用电中，在许多意外情况下，当人体触摸到有“缺陷”的设备时，容易造成触电事故。比如设备绝缘不良造成设备外漏的金属部分“带电”，或者是设备部分绝缘损坏等，这些都是非常危险的状况。因此，需要采用接地装置来消除安全隐患，人工接地极和自然接地极均可。在有安全保障的情况下，如果发生绝缘情况，电气设备的接地电流会偏大，会自动断开空气开关或保险丝熔断，从而保障人身安全。

具体方式上，有“共用零线系统”和“专用接零保护线的供电系统”。共用零线系统，是我国目前普遍采用的方式，也就是“保护接地所用线”和“工作零线”使用同一根导线来连接。这种方式要注意，不能通过保险丝来引入保护零线，而是要从干线上直接引入，这样才能起到保护作用。如果通过保险丝来引入保护零线，不但不能保护，危险系数反而增加，更加危险。如果是使用的供电系统是专用接零保护线，则是在原有零线布线基础上，额外新增一条保护线。这种方式不需要保险丝，而是直接连接户外接地位置。这种方式下，保护装置的启动属于自动开启，一旦发生漏电，电源会被主动切断，防止事故，保障用电安全。

3 接地保护装置工作原理

3.1 高压开关柜接地保护装置工作原理

高低压开关柜的接地保护装置有不同，要介绍其结构与工作原理，需要将两者分开来说，首先来分析高压开关柜接地保护装置。高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用。高压开关柜接地保护装置的结构及工作原理，我们可以通过一组试验来进行演示与讲解。试验要在手车固定的基础上进行，手车即人推的小车，是高压开关柜中置式的抽出部分，这个部分承担着非常重要的功能，高压开关柜柜体内主要电器元件都是安装在这个抽出部分上，也就是说通常所说的手车。手车固定以后，小车轨道上的挡块和车轮均需要阻挡物来阻止其移动，为保证安全性，可以使用2个定位块来实现。在把挡块和车轮通过2个定位块阻止移动以后，取下手柄，同时固定接地线，可以用固定螺丝栓来固定。检修试验结束以后，首选需要拆除螺丝栓，保证手把处于顺时针状态，这个时候可以带动轨道上的挡块顺时针移动，从而脱离小车轨道。此时，开关柜是没有办法合闸的，因为手车与接地线还连接在一起，不能通电，就能保障检修人员的安全。

3.2 低压开关柜接地保护装置工作原理

低压开关柜低压开关柜适用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等行业，作为输电、配电及电能转换之用。低压开关柜接地保护装置，这套系统的需要把控两个非常重要位置，第一个是低压盘接地保护装置要安装在盘体下方的角铁框架上，第二固定钢板的位置也极其讲究，必须焊接在盘门合页约120 mm的位置。正常供电时，盘门闭合，这个时候柜体内部的蝶形螺栓会放在规定的具体位置。线路如果发生故障，需要检修，对设备断电以后，低压盘就会随即打开盘门，接地线的固定线圈会被蝶形螺栓通过螺纹拧紧。接地线安装在盘外，拆除其他处的接地线并且将其固定，如果操作失误，也不会造成用电危险。因为当关闭盘门送电时，安装在门合页转角处的蝶形门栓就会阻挡盘门，此时，如果检修人员不拆掉地线，把这个蝶形门栓的阻挡物给有效拆除，操作就会被停止，可以有效避免触电事故发生。

4 接地保护装置的应用

通过接地保护装置来保障检修人员工作安全，保障人身财产安全是必须的，能有效防止安全事故的发生。在低压开关柜中，型号众多，设备结构设计差异也极大，但接地保护装置大致相同。在检修设备低压开关柜时，首先要把检修设备进行接地布线，提高安全性。传统接地布线时，普遍情况下是把地线衔接在低压盘外面部分，这种方式很容易产生危险，检修完成后，检修人员容易忘记拆除地线，造成触电危险。新方式下，要求把地线布置在内部，固定好地线以后再进行检修，就可以有效防止触电发生。因为在操作完毕后，如果忘记拆除地线，合闸过程会受阻，安装在门合页转角处会有阻挡物，盘门无法关闭，就能有效提醒检修人员要拆除接地线，提高安全性。

高压开关柜多为手车式，这种结构的接地保护装置设计结构相对简单，可以将接地保护装置中的挡块防止在手车部分的轨道上，将接地线用的手柄固定在设备安装板上的孔洞处，防止意外事故，从而解决问题。因为在检修人员完成工作后，必须要拆除固定接地线的手柄，才能让挡块顺时针移动，顺利合闸，有效防止手把以及挡块发生逆时针旋转运动，导致事故发生。

5 结语

在人们的生活水品飞速提高、经济飞速发展的今天，电力需求持续上涨，电力保障与用电安全保障是重要一环。高低压开关柜是一种聚集强劲电流的电力设备，接地保护装置能够有效提高安全性，而且，接地装置的性价比高，安装方便，造价不高，在设备原来基础上，结构上几乎没有做出多少改变，成效却非常显著。但是，因为高低压开关柜存在诸多型号的机型，设备结构设计上也差异极大，这就要求我们要根据实际情况制定不同的方案。通过接地保护装置，一方面有效提高设备本身的安全性，另一方面又大大提高检修人员的安全保障，值得更大规模的使用和推广。

参考文献

[1]刘永刚.高低压开关柜接地保护装置及其应用分析[J].科技展望， 2016， 26 （18） ：95.

[2]劉军军.高低压开关柜接地保护装置探析[J].信息化建设， 2016 （05） ：361.

[3]于健， 张垚.关于高低压开关柜接地保护的相关研究[J].科技风， 2016 （17） ：213.