胡 軍 黃志浩 傅國強 趙冰顥

（廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東 珠海 519000）

1 典型案例

（1）2002年1月1日，齊魯石化公司塑料廠5BS配電室高壓開關(guān)柜60508開關(guān)發(fā)生閃爆，導致整個裝置停車，造成了巨大的經(jīng)濟損失。

（2）2009年9月14日，某化肥廠在起動一臺貧液沗時，發(fā)生一起高壓開關(guān)柜爆炸，整個配電室停電事故，尿素系統(tǒng)被迫停車，嚴重影響生產(chǎn)。

（3）2005年7月4日和2006年9月13日，河南省淅川縣電業(yè)局局所屬荊關(guān)110KV變電站，發(fā)生兩次鎧裝型手車開關(guān)柜上下隔離觸頭運行中，在負荷電流約占觸頭額定通流容量1/3的情況下，嚴重發(fā)熱造成事故，被迫停電進行搶修。

2 存在問題與原因分析

（1）高壓開關(guān)柜防止誤入帶電間隔這一功能使得開關(guān)柜的柜門的開閉與接地開關(guān)有閉鎖關(guān)系，即只有合上接地開關(guān)后才能打開開關(guān)柜門。

（2）高壓開關(guān)柜驗電問題是一個多年來困擾電力安全生產(chǎn)的問題，目前推廣的全封閉型”五防”開關(guān)柜的機械”五防”閉鎖裝置，無法滿足安全規(guī)程”先驗電、后掛接地線”的要求。因為在執(zhí)行停電工作時，在合接地開關(guān)前必須驗明設(shè)備已無電壓。然而封閉式高壓開關(guān)柜處于全封閉狀態(tài)，按照正常的操作方法，無法用攜帶式高壓驗電器對設(shè)備進行驗電，因此，就出現(xiàn)了強行解鎖打開開關(guān)柜柜門的方式驗電。

（3）目前開關(guān)柜上大量使用以氖燈作為顯示元件的高壓帶電顯示裝置，經(jīng)過長時間的運行使用，發(fā)現(xiàn)失明率高，氖泡出現(xiàn)大量損壞。為了彌補缺陷，在帶電顯示裝置上裝設(shè)了氖燈運行/關(guān)閉開關(guān)，平時該開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，從而使得整個高壓帶電顯示裝置暫時退出運行。這種處理方式，失去了高壓帶電顯示裝置作為監(jiān)視線路側(cè)帶電與否的作用。

（4）氖燈亮度低，特別是在明亮的環(huán)境里亮度受到?jīng)_刷，顯示性較差。

（5）老式帶有強制性電氣閉鎖的高壓帶電顯示裝置，閉鎖原理過于簡單，只是將A、B、C三相傳感器輸出的信號分別進行半波整流后直接復合在一起，去控制閉鎖回路。這種方式在系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地或缺相的異常情況時，因閉鎖控制電壓的飄移可以導致裝置不能可靠閉鎖而發(fā)生帶電合接地開關(guān)的事故。

（6）目前安裝的氖燈式高壓帶電顯示裝置大多采用塑料外殼并安裝于高壓設(shè)備間隔內(nèi)，一旦在操作過程中開關(guān)柜內(nèi)部短路放弧，高溫電弧可能將裝置的塑料外殼熔化，傷及運行或檢修人員。

（7）自然通風散熱效果差。設(shè)計制造時柜體結(jié)構(gòu)未充分考慮合理有效的自然通風散熱問題。在大負荷情況下，電器接頭接觸部分容易出現(xiàn)溫升過高現(xiàn)象。

3 提升措施

為了解決這些問題和不足，我們必須要采取一些措施，能夠保證高壓開關(guān)柜正常工作。

（1）必須要開關(guān)柜的工作參數(shù)進行監(jiān)測，這樣能夠顯示開關(guān)柜是否在工作狀態(tài)，以防工作人員觸電現(xiàn)象。

工作參數(shù)：電流，電壓，功率，相位，系統(tǒng)頻率，電度，需量，三相電流與電壓2－63次分次諧波、諧波總量，分相顯示及統(tǒng)計電度量，三相電流、電壓、功率最大值、最小值、不平衡度及發(fā)生時間。

（2）在柜內(nèi)底部安裝濕度及防凝露控制器。當傳感器檢測到柜內(nèi)所處環(huán)境濕度超出設(shè)定值85%RH時，控制器自動接通加熱器升溫，提高柜內(nèi)溫度，破壞凝露形成的條件，降低環(huán)境濕度。當濕度降至預設(shè)定值時，控制器自動停止加熱。

（3）顯示斷路器觸頭區(qū)域上下A、B、C六個觸頭運行溫度、柜內(nèi)溫升和濕度信息。同時判別是否超出事先預設(shè)的溫度門檻值，如溫升超限，即發(fā)出報警觸點信號，啟動報警裝置和通風裝置。當傳感器測得手車柜三相上下隔離觸頭導電體上溫度大于600C時，裝置自動接通頂部泄壓孔外部平面抽風散熱裝置，進行通風散熱。當測得觸頭溫度低于550C時，排風散熱裝置自動停止工作。

（4）根據(jù)開關(guān)柜的工作環(huán)境溫度自動核定開關(guān)柜及電纜的載流量，出現(xiàn)異常時發(fā)出告警信號。保證開關(guān)柜在不同季節(jié)、不同環(huán)境下均能安全運行。

（5）為保持高壓室內(nèi)清潔，變電站配備適當功率的吸塵器，定期進行地面除塵工作。

4 高壓開關(guān)柜智能監(jiān)測儀的工作原理

為了滿足以上改進措施，我們公司研制了一套高壓開關(guān)柜智能監(jiān)測儀。他是專門針對高低壓開關(guān)柜的特點而設(shè)計，不僅可以對開關(guān)柜的工作參數(shù)，工作環(huán)境和預留開關(guān)設(shè)備載留回路過熱進行全方位地在線監(jiān)測，而且還能分析各種重要參數(shù)的變化趨勢，識別存在的故障，為設(shè)備的狀態(tài)維修提供依據(jù)。

當開關(guān)柜處于工作狀態(tài)時，監(jiān)測儀會通過電壓互感器，電流互感器和溫濕度傳感器把電壓信號，電流信號和溫度信號等重要參數(shù)發(fā)送到裝置的CPU，而CPU將會通過24位高速高精度A/D轉(zhuǎn)換器把這些信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,裝在開關(guān)柜的監(jiān)測儀就會把這些工作參數(shù)在面板上顯示出來。

當傳感器檢測到柜內(nèi)所處環(huán)境濕度超出設(shè)定值85%RH時，控制器自動接通加熱器升溫；當濕度降至預設(shè)定值時，控制器自動停止加熱。

埋設(shè)在手車觸頭附近的熱敏電阻將溫度信號傳送給信號處理模塊，模塊中的CPU將隨熱量變化的電阻信號轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)字信號，連同本傳感頭的編號一起通過無線發(fā)射模塊發(fā)送出去。裝在開關(guān)柜前面板上部的監(jiān)測儀，接收并解調(diào)這個信號，顯示斷路器觸頭區(qū)域上下A、B、C六個觸頭運行溫度、柜內(nèi)溫升和濕度信息。同時判別是否超出事先預設(shè)的溫度門檻值，如溫升超限，即發(fā)出報警觸點信號，啟動報警裝置和通風裝置。

結(jié)語

本文主要闡述高壓開關(guān)柜故障事件，高壓開關(guān)柜存在的問題和原因分析，并對其所表現(xiàn)出的問題提出改進措施，最后對其實現(xiàn)的方法進行介紹。結(jié)果證明，高壓開關(guān)柜智能監(jiān)測儀參數(shù)測量精度高、功能強大、運行可靠、現(xiàn)場接線與操作非常方便，并且降低設(shè)備故障率，保證優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定、連續(xù)、可靠地供電。

[1]王俊美.10kV高壓開關(guān)柜智能化在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[D].河南理工大學，2007.