配网环网柜防误操作装置的研制与应用

配网环网柜防误操作装置的研制与应用

邹斌，蔡冰华

湖北省电力装备有限公司，湖北省 43000

摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，配网建设越来越多。环网柜又称充气柜、固定式负荷开关柜，是一种中压二次配电开关设备。目前，国内城市配电网使用的环网柜主要以负荷开关或断路器+隔离开关作为进线或环网出线。因充气式环网柜为全密封开关柜，在检修时无法直接挂接地线，故大多充气式环网柜采用三工位负荷开关和三工位隔离开关，实现设备安装和检修时的接地保护。充气式环网柜采用三工位负荷开关，可能存在带电合闸接地开关的误操作，引起电源三相短路，造成设备损坏，甚至操作人员伤亡。

关键词：环网柜;接地保护;工具;应用

引言

在电力系统中，环网柜作为内部的电力负荷分配点，起着电网分支、分段和联络的作用，能够提高供电可靠性，在县域配网的改造中应用越来越广。此外，随着县域城镇化速度继续加快推进，环网柜的应用势必会进一步渗透；但县域环网柜运维模式目前大多处于初探阶段，与发展趋势严重不匹配，因此，开展运维模式探讨就十分必要。

1配网自动化的含义

作为我国科学技术水平快速发展的一项新技术，配网自动化实现了对通信技术以及电子技术的有效结合，并且能够动态化、智能化地操控配电系统，以此来有效保障电力系统的正常稳定运行，给我国的社会生产活动提供持续的、稳定的电力资源。由此看来，配网自动化是提升我国电力系统运行效率以及运行质量的关键，配网自动化的运行发展能够有效降低电力系统运行过程中的安全故障，从而达到提升电力企业服务质量，强化电力系统经济效益的目的，这样一来也能够推动企业的长期健康可持续发展。

2县域配网环网柜运维中存在的风险点

由于常规性运维模式具有一定盲目性，使得配网环网柜设备状态存在盲区，另外，常规性运维模式具有一定滞后性，设备精准消缺不及时，停电投诉风险较大；此外，有些设备智能化水平较低，实时监控不到位，事故抢修时长拖延，进一步影响电量损失。

3防止开关柜带电合闸接地开关误操作的措施

①坚持验电，及时发现带电回路。②正确判断正常带电与感应电的区别，防止误把带电当静电。③认真吸取事故教训，防止类似事故再发生。④制定完善的操作规程，并在接地操作位置设警示牌和安装挂锁。⑤安装带电防误接地闭锁装置闭锁接地刀闸，有电时不允许接地刀闸合入。对于空气绝缘开关柜，同时或部分采取以上5种措施，可有效地防止开关柜带电合闸接地开关这种严重的误操作。由于充气式环网柜是全密封开关柜，故无法实现高压验电，只能通过带电显示器判断高压是否带电，电力行业标准DL/T538明确规定“仅凭带电显示装置的显示还不足以证明系统已经不带电”。比较以上5种措施，其中第5条针对充气式环网柜应该是最有效、可靠的防误措施。

4配网环网柜防误操作装置的研制与应用

4.1固封极柱技术得到了有效应用

固体绝缘指的是主绝缘体一般使用的材料为环氧树脂材料，而真空介质主要采用的是灭弧介质。为了有效地达到分、合负荷电流等功能，需要需要进行对机构的运动情况进行操动，并最大限度地达到对供配电系统的有效控制，进一步保护机械设备的安全性以及操作人员的人身安全。通过进行固体绝缘的使用，可以有效缩短开关柜内部相间以及对地的安全绝缘距离，并使空气绝缘的距离得到缩短，使其数值从125mm缩短至几个毫米。如果不进行SF6气体的使用，体积会发生一定的变化，与之前的C—GIS相比，现在的体积更加小型化。与此同时，使用结构相对简单的操动机构，可以有效地减少机构部分的零件个数，使得机械设备的可靠性大大增加。

4.2智能开关的关键点布置

对于智能开关，在精度以及传感方面的灵敏度都比较强，而且能够实现自动化控制，因此，需要在配网中适当设置智能开关，并且找到合理的关键点，以此来产生对应的控制系统，只有这样才能够对电网进行有效的控制以及调节。具体操作主要包含以下方面的内容：一些地区在对电网记性运行操作的过程中，由于故障的分闸时间没有明确表示，因此，致使故障开关效果出现了一定的差异。在对智能开关进行深入研究的时候，需要用到传感技术，从而达到提升自身运行能力的目的，如此一来，在故障产生的时候也能够明确相关动作，从而正确布设开关，并且将其分配到合理的位置处，充分体现出自动化的控制效果。

4.3固体绝缘环网柜的技术特点

该产品的主要竞争有以下两种，一是采用SF6开关的空气绝缘环网柜，二是SF6气体绝缘环网柜。将环保要求除外对以上两种产品进行对比可以发现固体绝缘的优点主要体现在以下方面：第一，外壳构造相对简单，固体绝缘环网柜由于取消了压力气箱部件，并同时取消了压力表、充气阀门等有关气体的零部件，这使得环网柜的可靠性大大增加，减少了后期的维护成本，从而使得开关额定运行工况有效提高。第二，在回路开关中，主开关配备隔离部件，并且断口可以有效地看出，并且可以使得电网安全运行规程的有关要求得到最大化的满足。第三，通过了解固体绝缘环网柜的应用情况，可以发现这一设备在寒冷以及高温地区得到了较为广泛的应用，说明固体绝缘环网柜对于环境的要求较小。固体绝缘柜的外绝缘主要采用的材料有两种，一种是环氧树脂套筒，另一种是绝缘筒。通过这两种材料的使用，有效地降低了SF6气体在寒冷地区发生的液化冷缩现象，也减少了由于高温地区发生膨胀所产生的不利影响。

4.4遮挡板驱动电路

遮挡板通过底部齿轮与电机的齿轮相互齿合，电机通电时电机的输出轴带动齿轮旋转，从而带动遮挡板前进或后退。电机的正反转由MCU控制MOS管切换电极的方向。当过零检测电路输出脉冲波形的频率为100Hz时，芯片控制MOS管不动作，芯片控制脚输出高电平，当芯片检测到无过零检测电路脉冲信号，控制芯片输出控制电机反转信号，将遮挡板打开，露出环网柜接地刀孔，进行接地合闸操作。如果过零脉冲信号正常，控制芯片输出控制电机正转信号，遮挡板将接地孔封堵，此时不能进行接地刀合闸操作。

结语

综上所述，基于我国目前固体绝缘环网柜的发展现状来看，固体绝缘环网柜技术更加完善，它弥补了空气绝缘以及气体绝缘环网柜所存在的缺陷，并且可以应用到特殊的场合之中，比如具有较高海拔的地区以及污秽较严重的地区。保护好环网柜，能节省不少设备成本，还有隐性的安装费，人力成本费用，经济效益显著。同时，安全方面更加可靠，减少因事故导致供电企业的供电收入，因停电给用户带来的经济损失，还有因事故导致供电企业形象、信誉等隐性损失。通过进行固体绝缘环网柜的使用，可以有效地推动我国电网系统的发展，从而促进我国社会经济的可持续发展。

参考文献

［1］重庆电力高等专科学校.一种基于移动互联网的配电网故障监测装置:CN201920596522.0[P].2020-01-31.

［2］广东电网有限责任公司.一种中压配电网网格规划方法:CN201910757036.7[P].2019-12-24.

［3］颜世涛.智能配电网中智能中压开关柜关键技术设计研究[J].消费导刊，2019(20):205.

［4］陶剑.固体绝缘环网柜的研究设计[J].赢未来，2018(4):333.

［5］徐立新，周柏杰，谭东现.干燥空气绝缘环网柜中的复合绝缘工频特性研究[J].高压电器，2019，55(4):52-59.

[6]杨光.配网自动化主站系统在智能电网中的应用研究[J].中国战略新兴产业,2016(28):91-93.

[7]陈宇.配网自动化在智能电网中的应用[J].中国新通信,2015,17(20):93.