邵茜

（安徽省茨淮新河工程管理局，安徽 懷遠(yuǎn) 233400）

1 工程概括

上橋泵站工程為一座大型排澇泵站，是茨淮新河渠首提水工程，位于懷遠(yuǎn)縣省茨淮新河工程管理局，建于1974年，1978年投運(yùn)。裝6臺(tái)水泵機(jī)組，配套電動(dòng)機(jī)為1600KW，裝機(jī)總?cè)萘?600KW，提水能力120m3/s，設(shè)計(jì)排澇揚(yáng)程5.62m，設(shè)計(jì)排澇范圍1328km2。擔(dān)負(fù)著100多萬畝的農(nóng)田灌溉及芡河、躍進(jìn)溝等排澇及航運(yùn)供水任務(wù)。

上橋抽水站于1997年共安裝并投入使用6KV高壓開關(guān)柜10臺(tái)，其中主電機(jī)開關(guān)柜6臺(tái)，電壓互感器柜1臺(tái)，廠變開關(guān)柜1臺(tái)，進(jìn)線開關(guān)柜2臺(tái)；型號(hào)均為JYN2-10/DTH型移開式交流金屬封閉開關(guān)，為合肥高壓開關(guān)廠生產(chǎn)。

2 存在的問題

其開關(guān)柜負(fù)擔(dān)著抽水站6KV電能分配，經(jīng)過10年的運(yùn)行，現(xiàn)存在很多問題：

(1)2#，3#，5#，6#電機(jī)開關(guān)柜和 2#進(jìn)線開關(guān)柜手車的導(dǎo)軌，滾輪嚴(yán)重變形，投入和推出無法達(dá)到靈活輕便，有卡阻，碰撞現(xiàn)象，給安全運(yùn)行帶來隱患。(2)斷路器動(dòng)，靜觸頭變形嚴(yán)重，直流接觸電阻均超出<規(guī)程>規(guī)定值(不大于出廠值20*10-6的1。2倍)，為不合格。(3)斷路器行程，超行程指標(biāo)均不合格。(4)操作機(jī)構(gòu)為電磁型，合閘操作時(shí)，沖擊電流大，震動(dòng)劇烈，部分絕緣拉桿，聯(lián)動(dòng)桿，拐臂有變形，扭曲，松動(dòng)現(xiàn)象，多次造成輔助開關(guān)損壞，合閘線圈燒毀，影響安全運(yùn)行。(5)安裝柜體的水平偏差，柜面偏差及垂直度長期現(xiàn)場(chǎng)震動(dòng)和合閘沖擊影響，大部分已大大超出規(guī)范規(guī)定。(6)機(jī)電儀表室和主母線室部分焊接脫焊，損壞變形嚴(yán)重；手車門已變形，門鎖大部分損壞，柜門無法關(guān)嚴(yán)，存在安全隱患。(7)柜內(nèi)部分部件加工粗糙。主要有：調(diào)節(jié)開關(guān)行程的螺絲偏短，羅紋加工偏淺，材質(zhì)較差，故多年來，做預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)開關(guān)行程，超行程超標(biāo)，卻不敢輕易調(diào)節(jié)，此相也成為開關(guān)柜的重大安全隱患。(8)JYN2-10型移開式交流金屬封閉開關(guān)柜屬于淘汰產(chǎn)品，其生產(chǎn)廠家已進(jìn)行改制，備品配件難以配置，給我們自行檢測(cè)維修帶來了一定的困難。

基于上述問題，為確保抽水站安全運(yùn)行，建議整體更換6KV開關(guān)柜。

3 更新及應(yīng)用

3.1 真空斷路器概述

3.1.1 開關(guān)設(shè)備由固定的柜體和可抽出部件（即手車）兩大部分組成，柜體的外殼和各功能單元的隔板采用敷鋁鋅鋼板組裝而成。開關(guān)柜內(nèi)部除了安裝真空斷路器之外，還安裝起隔離電路作用的隔離開關(guān)、起安全保障作用的接地開關(guān)、起測(cè)量或保護(hù)作用的電流互感器和電壓互感器、起過電壓保護(hù)作用的避雷器或RC吸收器，而且還要安裝繼電保護(hù)用的二次回路元件和線路，引接電纜進(jìn)入柜內(nèi)，使開關(guān)柜成為一個(gè)有相對(duì)獨(dú)立組合功能的配電裝置。

3.1.2 真空斷路器主要優(yōu)點(diǎn)：觸頭開距短，體積小，重量輕，操作噪聲小，能防火防爆，維護(hù)工作量小；燃弧時(shí)間短，且與開斷電流大小無關(guān)；熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開斷近區(qū)故障性能好；觸頭在開斷電流時(shí)燒損輕微，使用壽命長；適于頻繁操作等優(yōu)點(diǎn)。

我們所選用的是VB2型互內(nèi)高壓中置抽出式真空斷路器，配有中置開關(guān)柜，是目前國際上較為先進(jìn)的成套開關(guān)設(shè)備。

3.2 真空斷路器的工作原理

3.2.1 真空包內(nèi)的屏敞保護(hù)層：在真空泡內(nèi)有一層用紫銅片制成的屏敞層，主要作用是防止觸頭在燃弧過程中生產(chǎn)的大量金屬蒸汽和液滴噴濺，污染絕緣外殼的內(nèi)壁，造成管內(nèi)絕緣強(qiáng)度下降，其次，可以改善管內(nèi)電場(chǎng)分布，也可吸收電弧能量，冷凝電弧生成物，提高真空弧室開斷電流能力。

3.2.2 真空滅弧室工作原理：真空滅弧室是利用絕緣滅弧介質(zhì)，靠密封在真空中的一對(duì)觸頭來實(shí)現(xiàn)電路的通斷功能的一種器件。當(dāng)其斷開一定數(shù)值的電流時(shí)，動(dòng)靜觸頭在分離的瞬間，電流收縮到觸頭剛分離的一點(diǎn)上，出現(xiàn)電極間電阻劇烈增大和溫度迅速提高，直至發(fā)生電極金屬的蒸發(fā)，同時(shí)形成極高的電場(chǎng)強(qiáng)度，導(dǎo)致極強(qiáng)烈的發(fā)射和間隙擊穿，當(dāng)工頻電流接近零時(shí)，同時(shí)也是觸頭開距的增大，真空電弧的等離子體很快向四周擴(kuò)散，電弧電流過零后，觸頭間隙的介質(zhì)迅速由導(dǎo)電體變?yōu)榻^緣體，于是電流被分?jǐn)?。提高了真空滅弧室開斷電流的能力和使用壽命。

3.2.3 斷路器采用彈簧操作機(jī)構(gòu)：改造之前的電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)在220V時(shí)的合閘電流約140A(DC)，需要配備大容量的蓄電池，由于操作功率很大，因而影響到合閘速度的提高及機(jī)電壽命。彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)利用小型電動(dòng)機(jī)或手動(dòng)對(duì)彈簧儲(chǔ)能，斷路器的合、分操作僅由功率很小的電磁鐵控制，所以對(duì)直流電源的要求不高，還可用交流電源操作，其速度特性和使用壽命都得到很大程度的改善。

3.3 過電壓保護(hù)

斷路器配備JPB過電壓保護(hù)器。真空斷路器在操作時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生過電壓，在運(yùn)行管理中，需從技術(shù)上防止和抑制過電壓，如適當(dāng)加大觸頭開距，裝設(shè)性能較好的金屬氧化物避雷器等。以前使用無間隙氧化鋅避雷器作為過電壓保護(hù)器，但因?yàn)槠涔拯c(diǎn)電壓較低，而有些暫態(tài)過電壓最大值達(dá)，故暫態(tài)過電壓承受能力差的缺點(diǎn)，而有間隙的氧化鋅避雷器很好的彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，具有暫態(tài)過電壓承受能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，性價(jià)比高，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。

3.4 高壓開關(guān)柜的技術(shù)規(guī)范

KYN28A-12型交流金屬鎧裝抽出式開關(guān)設(shè)備滿足IEC298等標(biāo)準(zhǔn)要求，開關(guān)設(shè)備的外殼防護(hù)等級(jí)IP4X，斷路器室門打開時(shí)防護(hù)等級(jí)IP2X，滿足五防要求，即：防止誤分、誤合斷路器；防止帶負(fù)荷推拉斷路器手車；防止接地開關(guān)處在閉合位置時(shí)關(guān)合斷路器；防止在帶電時(shí)誤合接地開關(guān)的聯(lián)鎖功能；防止誤入帶電間隔。

本開關(guān)設(shè)備內(nèi)裝有安全可靠的聯(lián)鎖裝置，滿足完善的五防要求：(1)儀表室門上裝有提示性的按鈕或者KK型轉(zhuǎn)換開關(guān)，以防止誤合，誤分?jǐn)嗦菲鳌?2)斷路器手車在試驗(yàn)或工作位置時(shí)，斷路器才能合分，而且在斷路器的合閘之后，斷路器無法移動(dòng)，防止了帶負(fù)荷誤拉誤合隔離觸頭。(3)斷路器與接地開關(guān)機(jī)構(gòu)聯(lián)瑣，只有當(dāng)斷路器手車退出柜體后，接地開關(guān)才能合閘同時(shí)手車不能進(jìn)入柜體。手車在柜內(nèi)時(shí)，接地開關(guān)不能合閘，這樣實(shí)現(xiàn)了防止帶電合接地開關(guān)以及接地開關(guān)未分前合斷路器。(4)斷路器在進(jìn)入柜體之后，下門及后門無法打開，防止了誤入帶電間隔。(5)斷路器手車確實(shí)在試驗(yàn)或工作位置，而沒有控制電壓，僅能手動(dòng)分閘，不能合閘。(6)手車在工作位置，二次插頭被鎖定不能拔除。

我們的1#，2#進(jìn)線柜，其下柜門的閉鎖采用的是電磁閉鎖，并配備萬能鑰匙以供特殊情況下解除閉鎖使用。戶內(nèi)電磁鎖是一種防止高壓開關(guān)設(shè)備電氣誤操作的電控機(jī)構(gòu)聯(lián)鎖裝置。主要適用于戶內(nèi)高壓開關(guān)設(shè)備的前后柜門，隔離開關(guān)，斷路器，接地線等需要閉鎖部位實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，防止誤操作的發(fā)生，是發(fā)電和供電部門不可缺少的閉鎖裝置。電磁鎖電源采至交流照明電源，并在電源回路中串入線路帶電顯示器接點(diǎn)。當(dāng)線路帶電時(shí)，帶電顯示器接點(diǎn)斷開，電磁鎖不能勵(lì)磁，從而閉鎖下柜門；當(dāng)線路停電時(shí)，帶電顯示器接點(diǎn)閉合，電磁鎖勵(lì)磁，從而可以打開下柜門進(jìn)行驗(yàn)電。

4 結(jié)束語

自2007年5月竣工，高壓開關(guān)柜投入使用至今，累計(jì)開機(jī)13864臺(tái)時(shí)時(shí)，抽水5.15億米3在抗旱，排澇及灌溉方面都發(fā)揮了重大的作用，尤其在2007年淮河流域大澇，連續(xù)開機(jī)5307臺(tái)時(shí)，抽水5.05億m3，超過了1991年，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]王庶，10kV封閉式高壓開關(guān)柜安全措施的完善，電力安全技術(shù)，2010.

[2]任秀勤，6kV高壓開關(guān)柜事故原因分析及對(duì)策，電力技術(shù)，2010.

[3]張宏博，關(guān)于10kV高壓開關(guān)柜的選型探討，河南科技，2010.