（珠海康泰明输变电工程有限公司 广东珠海 519000）
摘要：KYN铠装移开式交流金属封闭开关设备，是一种适用于户内中压配电系统的开关成套设备。近年来，随着用户需求及运行要求的改变，设备原有的电气联锁不再完善，存在一定的安全隐患，不能满足“五防”要求。本文针对KYN无地刀断路器柜在新的使用条件下“五防”联锁方面出现的问题进行分析，提出了一种电气联锁改进方案。
关键词：电气；五防；改进
一．原有方案
中压开关设备中较为常见的KYN铠装移开式交流金属封闭开关设备，有着结构简单、操作维护方便的特点，在中压开关设备中占有较大比例。由于电力行业生产安全的特殊性，要求金属封闭开关设备上必须装有防止电气误操作的装置，具体为：防止带负荷分、合隔离开关；防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器；防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关；防止在带电时误合接地开关；防止误入带电室“五防”功能，所有在电网中使用的金属封闭开关设备必须满足“五防”的要求。
KYN隔室分布如上图所示，其中母线室、断路器室、电缆室为高压带电室。母线室为全闭合结构无法触碰内部带电体，断路器室在断路器手车非工作位置时有活门遮蔽带电体，均能满足防止误入带电室的要求。电缆室为开门设计，后门打开后可直接进入并触碰带电体，为满足“五防”要求，后门与地刀、地刀与断路器间都设有双向的机械闭锁，即：断路器分闸后地刀才能合闸，地刀合闸后才可解锁打开后门，后门关闭后才能操作地刀分闸，地刀分闸后断路器才能合闸。但在进线柜中，为避免带电合地刀引起上一级电网故障，通常取消地刀，这使得后门不能通过与地刀的机械闭锁来实现“五防”，此时采用电气闭锁方案：带电显示器检测进线电缆是否带电，电缆不带电则带电显示器触点闭合，解锁后门电磁锁，开门后对电缆头验电并挂接地线，实现“五防”功能。
二．存在的问题
上图为常见的10kV配电一次系统图，由上图可见断路器柜可分为电缆侧有地刀和电缆侧无地刀两种方案。进线断路器柜为电缆侧无地刀方案，由于电缆侧为电源，原有的单向电气闭锁能满足“五防”要求，
随着供电可靠性要求的不断提高，越来越多的单母线双分段系统要求具备环网运行的能力，即要求2台进线断路器和分段断路器之间解除联锁，3台断路器同时合闸，形成环网运行方式。在这种运行方式下，进线柜要作为环网出线柜使用，此时的进线柜相当于一台没有地刀的出线柜，原有的单向闭锁方式存在缺陷，在下列特殊情况下极易造成事故，不能满足“五防”要求。
情景一：I、II母并列运行，非供电侧进线电缆检修时，电缆侧挂有接地线，断路器由于无闭锁可自由合闸，此时非供电侧进线断路器如果意外合闸，则会造成母线接地故障。
情景二：进线电缆检修完成后，拆除电缆接地线时如未按操作要求关好后门，当断路器合闸后，电缆头带电裸露，易使人误入带电室，造成事故。
三．方案改进
无地刀进线柜电气闭锁方案如上图所示，后门电磁锁回路串有强制型带电显示器闭锁触点GSNB，触点为高压侧不带电时状态。当三相高压传感器任意一相感应到电缆侧带电时，带电显示器闭锁触点打开，电磁锁不能得电解锁，后门无法正常打开；当闭锁工作电源断电时，无论带电显示器闭锁触点状态如何，电磁锁均不能得电，后门不能打开；当且仅当闭锁工作电源正常且电缆侧高压传感器未检测到任意一相带电时，带电显示器闭锁触点闭合，即图中所示状态，则电磁锁得电解锁，后门正常打开。
断路器1DL合闸闭锁回路中，合闸闭锁电磁铁Y1前端串有由三个并联信号组成的信号，分别为联络断路器的分闸位置信号FDL、#2进线断路器的分闸位置信号2DL和强制并列压板BLY。分列运行时，强制并列运行压板BLY打开，只有当联络断路器和#2进线断路器至少有一台分闸时，分闸位置信号FDL/2DL闭合，此时1DL断路器合闸闭锁电磁铁Y1得电解锁，断路器才能进行合闸操作，防止1DL、2DL、FDL三台断路器同时合闸，避免两个进线电源点并列运行。环网运行时，强制并列运行压板BLY合上，1DL断路器合闸闭锁电磁铁Y1得电解锁，进线断路器可直接合闸。
由前面的问题分析可知，造成无地刀断路器进线柜存在电气闭锁缺陷的根本原因在于后门的单向闭锁，即：只有外部信号闭锁后门，后门没有反向闭锁信号闭锁外部回路。为完善此电气闭锁回路，须增加后门状态触点用于外部回路的闭锁。
改进后的无地刀进线柜电气闭锁方案如上图所示，与原电气闭锁方案比较，新增了一个后门的状态触点HMC，串联于断路器合闸闭锁回路中，图中后门触点HMC为关门状态。由图可知，强制型带电显示器闭锁后门电磁锁回路与原方案一致，工作方式也与原方案完全一致。
新增回路的工作方式如下：当后门打开时，后门触点HMC打开，断路器合闸闭锁电磁铁Y1不能得电解锁，由于合闸闭锁电磁铁Y1在断路器操作机构设计上的特殊性，是作为机械闭锁使用，此时的断路器无论是电气合闸还是机械合闸均无法完成；只有当后门关闭，后门触点HMC闭合，断路器操作电源正常且其他外部回路联锁解除时，断路器合闸闭锁电磁铁Y1得电解锁，断路器才能进行合闸操作。即：在原有断路器合闸条件的基础上增加了一个后门关闭条件，断路器在原有条件下操作合闸时，还需判断后门是否关闭，如后门未关，则断路器不能完成合闸操作。
为验证改进后的电气闭锁方案是否能避免事故，将改进后的电气闭锁方案代入之前存在事故隐患的场景进行分析。
情景一：I、II母并列运行，非供电侧进线电缆检修时，电缆侧挂有接地线，由于接地线是由外部接地点经后门引入电缆头的，后门无法关闭，后门触点HMC打开，断路器合闸闭锁电磁铁Y1无法得电解锁，断路器处于合闸闭锁状态，无法合闸，避免了非供电侧断路器意外合闸造成母线接地故障。
情景二：进线电缆检修完成后，拆除电缆接地线时如未按操作要求关好后门，此时后门触点HMC打开，断路器合闸闭锁电磁铁Y1同样无法得电解锁，断路器不能合闸，避免电缆头带电裸露，防止误入带电室。同时，断路器无法正常合闸也能提醒操作人员重新检查后门状态，检查并按要求关闭后门后，断路器正常合闸。
四．结语
本改进方案将原有的单向电气闭锁升级为双向闭锁，具备更加完善的“五防”功能，除用于进线柜、联络柜外，还可用于其他无地刀、有后门结构的KYN铠装移开式交流金属封闭开关设备，如PT柜、计量柜等，进一步提高了此类产品的安全性。
参考文献：
[1]中国航空规划设计研究院等编著.工业与民用配电设计手册（第四版）.北京：中国电力出版社，2016.12
作者简介：
彭嘉磊，男，1983年生，大学本科，电气工程师。研究领域：电气工程及其自动化。
论文作者:彭嘉磊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
标签：断路器论文; 后门论文; 电缆论文; 触点论文; 电气论文; 电磁铁论文; 回路论文; 《电力设备》2017年第7期论文;