微机防误闭锁装置在6kV高压开关柜的应用

完善、可靠的防误闭锁装置是防止发生误操作事故的基本技术保障，是确保发电厂人身和设备安全运行的重要技术措施。因此，GB3906-1991《3～35千伏交流金属封闭开关设备》明确规定，高压开关柜防误闭锁装置应达到以下要求：①防止误分、误合断路器；②防止带负荷拉、合隔离开关；③防止带电装设接地线（或合接地刀闸）；④防止带接地线（或接地刀闸）合闸送电；⑤防止误入带电间隔。笔者根据我公司6kV高压开关柜防误闭锁装置存在问题，结合自己多年工作实践，探索出6kV高压开关柜防止误分、合断路器的防误闭锁新功能，项目实施后，为确保公司厂用系统电气设备长周期安全运行奠定了坚实的基础，希望能被广泛推广和使用。

1 公司6kV高压开关柜防误闭锁装置现状

从2000年开始，公司先后对6kV厂用系统高压开关柜防误闭锁装置进行了技术改造，安装了具有“四防”功能的高压开关柜，其主要防误闭锁功能是通过装在开关柜下部的接地刀闸、手车式开关以及后柜门三者之间的机械闭锁关系，实现“五防”功能中除“防止误分、误合断路器”之外的以下“四防”功能：

当手车式开关处于试验或工作位置且开关在合闸状态时，开关无法从开关柜内拉出；当手车式开关处于检修位置且开关在合闸状态时，开关无法推入开关柜内，从而实现“防止带负荷拉、合隔离开关”的功能。    当手车式开关处在工作位置时，开关柜内的接地刀闸不能合闸，只有当手车式开关拉出至试验或检修位置时，才能合上接地刀闸，从而实现“防止带电误合接地刀闸”的功能。

当开关柜内的接地刀闸合闸后，手车式开关只能推至试验位置，不能推至工作位置；只有拉开接地刀闸后，小车开关才能推至工作位置进行合闸送电，从而实现“防止带接地刀闸合闸送电”的功能。

对于装有接地刀闸的开关柜，其柜内的接地刀闸与开关柜后下柜门的闭锁关系，是通过接地刀闸传动机构所连接的机械锁扣与后下柜门进行机械闭锁，只有当接地刀闸合闸后，才能将开关柜后下柜门打开，从而实现“防止工作人员误入带电间隔”的功能。（注：6kV工作及备用电源进线柜没有安装接地刀闸，所以没有此功能）

2 6kV防误闭锁装置存在问题

当这种类型的开关柜用于6kV工作及备用电源进行供电时，存在带接地线合闸送电和工作人员误入带电间隔的安全隐患。如图1所示：对于6kVⅠ段母线工作及备用电源进线电缆柜和61A03开关、61B03开关、61A04开关、61B04开关的自身开关柜（共计8个高压柜），正常运行时：其6kV工作电源进线电缆柜动力电源由厂用高压工作变供电运行；6kV备用电源进线电缆柜动力电源由备用电源母线通过60A05手车式刀闸柜进行供电，由于手车式隔离开关处于工作位置，使6kVⅠ段备用电源电缆带电。由于设计原因，6kV工作及备用电源进线电缆柜未安装接地刀闸，故其进线电缆柜和进线开关柜后下柜门均未安装防误闭锁装置。因此，上述八个高压柜后下柜门存在带接地线合闸送电和工作人员误入带电间隔的安全隐患。某发电厂曾经发生过类似事故，如：2005年10月15日，华能榆社电厂#4机组D级检修，当6kVⅣB段母线清扫工作结束在B后柜上柜处测量绝缘时，由于操作人员未认真核对设备名称编号，误走至相邻的6kVⅣB段备用电源604B开关后柜，在测量绝缘时，发生短路放电。两名操作人员电弧烧伤抢救无效的死亡事故。

此种类型的所有开关柜就地柜门上装有开关的分、合闸按钮或控制把手，可以实现就地控制断路器的分、合闸状态。由于原设计原因，此种类型的开关柜没有“防止误分、误合断路器”的防误功能。

对于装有接地刀闸的开关柜，虽然能够防止工作人员误入带电间隔、避免发生人身触电事故。但此种类型的所有开关柜却存在，工作人员在设备检修后测绝缘、检修时合接地刀闸之前带来诸多危险和不能方便地进行人工验电，主要表现在以下几个方面：

小车开关从柜内拉出后，遮盖柜内上下出头的绝缘隔板自动落下，将上下触头遮蔽，在柜内验电时，若将绝缘隔板拐臂人工提起进行时，因柜内上触头带电，若站立位置选择不合适或用力不当，使作业人员失去平衡，极易发生触电事故。

测绝缘电阻时，若在前下开关柜内进行时，开关柜内上触头带电裸露，作业人员一不小心就会有触电的危险，且当作业人员测绝缘时，如在带电的上触头测量，极易发生触电事故；若在开关柜后下柜内测绝缘时，也要将隔板提起，在下触头验电后，合上地刀，打开后柜门，再拉开地刀，才能测量绝缘。测完绝缘后再将地刀合上，后下柜关上，拉开地刀，才算工作结束。由于这种操作方法极为繁琐，操作所用的时间较长，无形中降低了运行人员的工作效率，延误了设备检修的宝贵时间。且在后柜测绝缘易走错间隔，也会发生人身触电，安全性较差。为了防止人身触电，方便运行人员的操作，针对上述危险点，只有从装置改造方面提出相应的安全措施，已达到本质安全的目的。

3 防误闭锁装置改进措施

运行人员在日常设备的检查、投运及停电检修做安全措施等工作中，都离不开验电、测绝缘等工作，而进行这些工作也同设备的倒闸操作一样存在触电的风险。针对这些风险，现场规程及《安规》内虽作了相应的规定，但对目前使用的成套小车开关柜来说，仍缺少有效可行的措施。针对上述危险因素，从装置改造方面提出以下相应的改进措施：

在不改变原有闭锁功能和操作顺序的情况下，在6kV工作电源及备用电源进线电缆柜和开关柜后下柜门（共计8个高压柜）和手车式刀闸柜（60A05）前下柜门加装机械编码锁、高压带电闭锁电磁继电器等相关配件，通过机械编码锁、电磁继电器接点将6kV备用段60A05手车式刀闸柜前下柜门、工作及备用电源进线电缆柜和进线开关柜后下柜门进行闭锁。当6kV工作电源及备用电源进线电缆进行停电操作时，只有当工作及备用电源进线手车式开关（如图1所示中的61A03开关、61B03开关、61A04开关、61B04开关）拉至检修位置，带电传感器感应出电源进线电缆头上确无电压时，通过电磁继电器接点才能将手车式刀闸柜前下柜门进行解锁，并将手车式刀闸拉到检修位置，最后通过机械编码锁将6kV工作电源或备用电源开关柜及进线电缆柜后下柜门打开，有效防止工作人员误入带电间隔的恶性误操作事故。这种改进方法只要确保高压带电显示闭锁装置电磁继电器能可靠工作，就能起到很好的防误闭锁作用。 

为防止验电时由于人员盲目操作导致人身触电事故的发生，在开关柜前下柜门内的绝缘防护隔板上，对应于柜内上侧三相触头位置处开设直径为50mm的专用验电孔，以便于进行人工验电。对双电源设备的开关柜及有返回电压的开关柜内设的验电孔上各装设一个活动的小盖板，以防工作人员走错间隔而触电。验电及测绝缘时用验电器头部轻轻拨开即可验电，此方法既不用增加任何投资，也无需改变手车式开关、接地刀闸和开关柜后门之间的闭锁关系。当手车式开关已拉出至检修位置、需要合上开关柜内的接地刀闸前，首先打开高压柜内绝缘防护隔板的专用验电孔即可用验电器进行人工验电，验明设备确无电压后，再合上开关柜内的接地刀闸。这样的操作方法既符合《电业安全工作规程》中“合接地刀闸之前必须先进行人工验电确认设备确无电压” 的相关规定，又可有效防止带电合接地刀闸。

在6kV高压开关柜就地柜门分、合闸按钮或控制把手上，加装微机型防误闭锁装置电接点编码锁及专用防护罩。通过微机型防误闭锁装置软件进行“五防”功能判断，有效实现6kV厂用系统高压开关柜“防止误分、误合断路器”的防误闭锁功能。

4 微机防误闭锁装置在高压开关柜上的运用

微机型防误闭锁装置，通过软件预先将公司6kV厂用系统电气一次接线图中所有一次设备的操作原则存于微机防误综合操作系统工控主机和微型计算机中，当电气值班人员在模拟屏或微型计算机上模拟预演操作票时，工控主机或微型计算机对6kV厂用系统每一张操作票进行判断，若符合“五防”原则则通过，若违反“五防”原则，则对该项操作告错报警，提示操作人员重新检查操作项内容。模拟预演结束后，模拟屏或微型计算机会提示操作人员将电脑钥匙插入钥匙传输口进行接票。接票之后，操作人员即可会同监护人一起到现场进行正常解锁操作。

    操作时，电脑钥匙按照预演正确的顺序显示当前操作项目，操作人则依照电脑钥匙提示的设备编号，经过对现场设备“四对照”无误后，将电脑钥匙插入相应的电编码锁并打开按钮上的防护罩，即可对开关进行就地分、合闸操作。

5 微机防误闭锁装置在高压开关柜取得的效果

通过上述在6kV V段小车开关柜上的改造，取得了较显著的效果：

缩短了运行人员送点测绝缘、检修设备验电合地刀等等操作时间，测绝缘时也不用反复拉合地刀。由于工作时不需要将柜内防护隔板掀起，也避免了与带电的上触头接触的可能性，安全性得到了很大提高。因为测绝缘在前柜内进行（一般各厂都规定在后下柜门测绝缘），从而避免因到开关柜后工作而走错间隔的危险。

微机型防误闭锁装置利用微机防误闭锁、机械程序闭锁和电磁闭锁相结合原则，使机械闭锁功能不能实现防误的地方，采用电磁和微机防误闭锁，三种闭锁方式相互配合，克服了原有手车式小车开关柜在防误闭锁功能方面存在的缺陷和不足，使6kV厂用系统高压开关柜真正实现了全部“五防”功能要求。在对公司6kV厂用电系统所有高压开关柜实施上述改进措施之后，效果令人非常满意。自项目竣工至今，未发生一起恶性误操作事故，不但实现了6kV高压开关柜防误闭锁装置实行微机化维护和管理，而且大大提高了厂用电系统的供电可靠性。

6 结束语

我公司将微机型防误闭锁装置应用于6kV高压开关柜，率先实现6kV厂用系统“五防”功能中的“防止误分、误合断路器”，由采取常规提示性方式转变为强制性方式，在电力行业同类型尚属首例；其防误功能打破了几十年以来电力工作者难以实现的梦想，应该说这是电气防误操作专业技术的新飞跃、新发展，为确保公司机组安全发供电和电网长周期安全运行奠定了坚实的基础。