黃冬喜

（廣州市中照水電安裝工程有限公司，廣東廣州 510630）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，工業(yè)用電及居民生活用電負(fù)荷持續(xù)攀升，人民群眾對(duì)配電網(wǎng)的供電可靠性和不間斷供電的要求不斷提高。供電部門為了滿足人民用電的需求，想盡了辦法：在管理上，對(duì)停電項(xiàng)目進(jìn)行嚴(yán)格的審批，把停電作為供電部門的考核指標(biāo)等；在技術(shù)上，不斷提高電網(wǎng)的建設(shè)水平，采用先進(jìn)的設(shè)備，智能化控制等方法來(lái)減少故障引起的停電。但隨著用電量投入的增加，由于增容、正常維護(hù)、施工等計(jì)劃性停電卻沒(méi)有一個(gè)好的解決方法，特別是在原已投入運(yùn)行的電房里增加開(kāi)關(guān)柜，必須要把原來(lái)已投入運(yùn)行的開(kāi)關(guān)柜停電才可以把新增的開(kāi)關(guān)柜拼進(jìn)去。基于此，一種可不停電進(jìn)行拼拆柜的開(kāi)關(guān)設(shè)備可以大大減少停電的機(jī)率，極大限度地提高供電可靠性。

1 原理

本項(xiàng)目的研發(fā)，從目前市場(chǎng)上需求量較多的環(huán)網(wǎng)柜入手，其結(jié)構(gòu)原理參照了我國(guó)成熟的中壓產(chǎn)品——KYN手車柜的插拔原理，在帶電不帶負(fù)荷的情況下，把手車推進(jìn)或移開(kāi)來(lái)接通或斷開(kāi)回路。不同之處在于，KYN手車柜是在主母線與出線之間形成斷口，而本研發(fā)項(xiàng)目是在兩臺(tái)開(kāi)關(guān)柜的主母線之間形成斷口，KYN手車柜通過(guò)斷開(kāi)手車?yán)锏恼婵张?，使操作過(guò)程不帶負(fù)荷，本研發(fā)項(xiàng)目先把新增環(huán)網(wǎng)柜分閘并且接地，使操作過(guò)程中不帶負(fù)荷。

2 實(shí)施的方案

實(shí)現(xiàn)不停電拼柜功能的主部件為拼柜連接手車和觸頭盒。拼柜連接小車分A、B、C三相，每相呈U形結(jié)構(gòu)，環(huán)氧澆注成型，內(nèi)嵌U形圓銅棒，圓銅棒的兩伸出端各裝有梅花觸頭。觸頭盒也是環(huán)氧澆注成型，內(nèi)嵌圓銅棒，即靜觸頭。安裝時(shí)，在環(huán)網(wǎng)柜主母線室A、B、C三相應(yīng)的位置安裝三個(gè)觸頭盒，三個(gè)觸頭盒內(nèi)靜觸頭的下端分別與主母線室的A、B、C三相主母線連接。拼柜時(shí)，把兩臺(tái)帶觸頭盒擴(kuò)展口的環(huán)網(wǎng)柜拼在一起，推進(jìn)拼柜連接小車，使拼柜連接小車兩端的梅花觸頭分別與兩臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜的觸頭盒內(nèi)靜觸頭的上端連接，使兩臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜的主母線連通，即完成拼柜操作；拆柜時(shí)，只需把主母線連接小車移開(kāi)，即可斷開(kāi)兩臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜的主母線。拼柜原理見(jiàn)圖1。

圖1 拼柜原理

3 項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)及解決措施

（1）擴(kuò)展部分的絕緣及強(qiáng)度問(wèn)題

本項(xiàng)目是針對(duì)充氣式環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行研發(fā)，充氣式環(huán)網(wǎng)柜的一個(gè)主要特點(diǎn)是體積小。故觸頭盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及安裝位置的布置至關(guān)重要，不但在安裝后，開(kāi)關(guān)柜的絕緣滿足要求，還要考慮到手車推進(jìn)過(guò)程中的帶電距離及爬電距離是否滿足要求。故在觸頭盒的設(shè)計(jì)上，充分考慮其帶電距離及爬電距離，并在觸頭盒內(nèi)增加了波紋以增大爬距。環(huán)網(wǎng)柜擴(kuò)展口部分的強(qiáng)度與密封、安裝定位、操作可行性以及產(chǎn)品使用可靠性等都有很大的關(guān)系，故在觸頭盒的安裝板上增加了加強(qiáng)筋，確保在充入規(guī)定氣體壓力后，其變形量控制在可用范圍內(nèi)。

（2）擴(kuò)展部分的防護(hù)等級(jí)問(wèn)題

按照國(guó)標(biāo)GB3906的要求，把環(huán)網(wǎng)柜的防護(hù)等級(jí)做到IP3X，這樣擴(kuò)展口部分就必須增加防護(hù)板，確保外物及人身不能觸及帶電部分。在觸頭盒的上方增加了活門，在手車推進(jìn)時(shí)活門打開(kāi)，手車移開(kāi)后活門自動(dòng)關(guān)閉，將一次高壓帶電部分封閉起來(lái)，保證在拼柜、強(qiáng)制解鎖等情況下操作人員的安全。

（3）拼柜連接小車的推進(jìn)及移出問(wèn)題

由于環(huán)網(wǎng)柜的擴(kuò)展口在其頂端，故拼柜連接小車的推進(jìn)及移出需要在柜頂完成，推進(jìn)及移出方向?yàn)榇怪狈较騽?dòng)作，而且拼柜連接小車的梅花觸頭與觸頭盒的靜觸頭的位置必須要對(duì)得很準(zhǔn)，要完成這樣的一個(gè)操作過(guò)程，有一定的難度。因此，充分利用了防護(hù)板，在防護(hù)板上增加了導(dǎo)軌，在防護(hù)板的上方增加了彎邊，彎邊上增加了導(dǎo)向孔，設(shè)計(jì)了專門的小車推進(jìn)工具（見(jiàn)圖2）來(lái)解決這樣一個(gè)難題。

圖2 小車推進(jìn)工具

（4）拼柜時(shí)的安全接地問(wèn)題

本項(xiàng)目需要重點(diǎn)解決的接地問(wèn)題包括接地主回路的接地及操作過(guò)程的接地。首先環(huán)網(wǎng)柜的接地系統(tǒng)一般設(shè)置在電纜室內(nèi)，但本項(xiàng)目研發(fā)的環(huán)網(wǎng)柜是其中一臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜可不停電進(jìn)行拼拆柜，也就是說(shuō)，有一臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜在拼拆柜時(shí)不可打開(kāi)下門，也就無(wú)法把新增的環(huán)網(wǎng)柜的接地母線與原有運(yùn)行中的環(huán)網(wǎng)柜的接地母線相連接。為此，設(shè)計(jì)了一個(gè)專用的接地母線連接方式（見(jiàn)圖3），可以在單臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜打開(kāi)下門時(shí)，就可以把兩臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜的接地回路連接。其次，拼柜連接手車在推進(jìn)與移開(kāi)的全過(guò)程中保持接地，充分保障操作人員的人身安全。

（5）增加擴(kuò)展口時(shí)的五防聯(lián)鎖問(wèn)題

圖3 專用的接地母線連接方式

作為配電產(chǎn)品，五防聯(lián)鎖是必不可少的部分，結(jié)合本產(chǎn)品的特點(diǎn)，以下聯(lián)鎖是必需的。首先為滿足環(huán)網(wǎng)柜本身的聯(lián)鎖要求，設(shè)置了兩種聯(lián)鎖，一是防護(hù)蓋板未蓋好，不能操作負(fù)荷開(kāi)關(guān)；二是負(fù)荷開(kāi)關(guān)未接地，不能打開(kāi)柜頂箱上蓋板。兩套聯(lián)鎖都是為了防止在拼拆柜的過(guò)程中誤合負(fù)荷開(kāi)關(guān)，造成帶負(fù)荷插拔，杜絕短路事故的發(fā)生。其次為滿足本產(chǎn)品可進(jìn)行不停電拆拼柜的特殊使用功能，在兩臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜拼柜后，其中一臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜打開(kāi)防護(hù)蓋板，可通過(guò)強(qiáng)制解鎖鎖匙對(duì)另一臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜的防護(hù)蓋板進(jìn)行強(qiáng)制解鎖，打開(kāi)其防護(hù)蓋板，從而可進(jìn)行不停電拼拆柜的操作。

（6）帶電作業(yè)施工流程標(biāo)準(zhǔn)化、程序化問(wèn)題

本產(chǎn)品由于其使用條件的特殊性，拼拆柜時(shí)的操作環(huán)節(jié)較多，包括拼柜的連接問(wèn)題、拼柜連接手車起吊問(wèn)題、定位導(dǎo)向問(wèn)題、聯(lián)鎖問(wèn)題、推進(jìn)或移開(kāi)時(shí)的手動(dòng)、電動(dòng)問(wèn)題等等，而且是在帶電的情況下進(jìn)行，操作不當(dāng)時(shí)容易產(chǎn)生事故，因此，實(shí)現(xiàn)帶電作業(yè)施工流程的標(biāo)準(zhǔn)化及程序化非常有必要。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，做了一系列的輔助工具，并規(guī)定其操作的步驟，按操作流程圖的規(guī)定進(jìn)行操作。

（7）保證產(chǎn)品性能及運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性問(wèn)題

產(chǎn)品能否帶電作業(yè)是成功的第一步，在保證操作上可行的同時(shí)，必須保證產(chǎn)品的性能，保證產(chǎn)品在使用時(shí)的可靠性及穩(wěn)定性。開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量驗(yàn)證有一系列的指標(biāo)，包括絕緣、溫升、動(dòng)熱穩(wěn)定、開(kāi)關(guān)特性、開(kāi)斷能力等等。就本項(xiàng)目的擴(kuò)展口部分而言，必須從幾個(gè)方面來(lái)保證：一是尺寸精度問(wèn)題，必須通過(guò)一系列的工裝夾具來(lái)保駕護(hù)航；二是環(huán)氧件的絕緣問(wèn)題，必須采用優(yōu)質(zhì)的材料以及生產(chǎn)工藝，保證其絕緣性；三是觸頭的回路電阻及溫升問(wèn)題，必須從梅花觸頭的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體的接觸面積以及柜體的整體散熱條件來(lái)綜合考慮。

（8）項(xiàng)目的突破及創(chuàng)新點(diǎn)

本項(xiàng)目在環(huán)網(wǎng)柜的主母線室增加了可帶電拼拆柜的擴(kuò)展口，通過(guò)拼柜連接小車及一系列的輔助工具，可實(shí)現(xiàn)不停電拼拆環(huán)網(wǎng)柜，其創(chuàng)新點(diǎn)在于，拼拆環(huán)網(wǎng)柜操作在不停電的情況下完成，屬于帶電作業(yè)的范圍，但實(shí)際操作又無(wú)帶電作業(yè)的危險(xiǎn)。

4 項(xiàng)目推擴(kuò)帶來(lái)的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益

項(xiàng)目推廣對(duì)提高供電可靠性立竿見(jiàn)影，極大限度地減少了由于加柜造成的計(jì)劃性停電，是不間斷供電的重要組成部分，將對(duì)減少計(jì)劃性停電帶來(lái)質(zhì)的飛躍，對(duì)提高供電可靠性具有重大意義。通過(guò)提高供電可靠性，充分保證人們的生活，生產(chǎn)用電，從而實(shí)現(xiàn)較高的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)論

通過(guò)本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、加工制造，試驗(yàn)，對(duì)于10 kV環(huán)柜不停電拼拆柜的這樣一個(gè)課題有了成功的經(jīng)驗(yàn)。實(shí)踐證明，通過(guò)保證絕緣距離、保證強(qiáng)度、準(zhǔn)確定位、充分考慮操作的安全性，保證產(chǎn)品使用過(guò)程中的可靠性及穩(wěn)定性，10 kV不停電拼拆環(huán)網(wǎng)柜是完全可以實(shí)現(xiàn)的。本項(xiàng)目產(chǎn)品研制成功，對(duì)不停電作業(yè)的實(shí)施提供了科學(xué)的理論依據(jù)，是不停電作業(yè)發(fā)展過(guò)程的一個(gè)質(zhì)的飛躍，對(duì)傳統(tǒng)配電柜的不停電拼柜操作具有啟發(fā)及指導(dǎo)意義。展望未來(lái)，可以把該項(xiàng)目推擴(kuò)到其他的開(kāi)關(guān)設(shè)備，擴(kuò)大該類型產(chǎn)品的使用范圍，在配網(wǎng)中推廣應(yīng)用，充分發(fā)揮其作用。

［1］李宏仁，朱康，馮權(quán)龍，等.電氣設(shè)備復(fù)合絕緣故障現(xiàn)場(chǎng)處理方法研究［J］.高壓開(kāi)關(guān)，2007，24（1）：20-25.

［2］李陽(yáng)修.關(guān)于金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備之防誤閉鎖裝置等問(wèn)題的探討［J］.真空電氣技術(shù)，2009（4）：18-24.