开关柜简介及风险防范

10kV高压开关柜简介及风险防范

? KYN□-□型系列户内金属铠装移开式开关设备

一. 主要用途及特点：用于3～10kV三相交流系统中配电以及电力系统的二次变电站的受电、送电及大型电动机的起动等，实行控制、保护、实时监控和测量之用。主断路器利用手车可抽出，用拔插式插头代替隔离开关与母线或线路设备的连接。 二. 型号含义：

K Y N □-12-□---□

铠装 一次接线方案号 环境特征号 设计序号 移开式 户内型

KYN□-□型外形照片及内部结构图

三. 产品优点：

1、产品加工精度较高、结构紧凑、体积小，有利于制造、运输、安装，并节省了占地面积。

2、配臵的断路器为手车式，体积小、重量轻，提高了手车的 互换率，为检修、维护提供了一定的方便。

3、由于采用中臵导轨，相对减少了由于开关安装基础偏差而造成动静触头接触不良、温升过高现象。 四. 产品缺点：

1. 电气间隙不能满足国标和电力行业标准，一般情况下不能作为高海拔地区使用的开关设备。采用齿轮传动机构的结构，其接地开关安装位臵与下触头位臵是固定的，31.5～80的接地开关下引线距离接地开关的距离为114mm， 40～100的接地开关下引线距离接地开关的距离为103mm，对于一些辅助手车，其手车触臂对触头盒安装板的距离为83mm。可见，动触臂对金属隔板的电气距离小于125mm,不能满足规范要求。现基本采用复合绝缘弥补电气距离不足的缺陷，比如隔离车、计量车、PT车等都装配固定形式的绝缘套筒，对于所用变手车只能加装绝缘热缩管，由于绝缘管绝缘、老化性能不稳定， 对于83mm电气距离是否可靠，目前没有定论。

2. 操作方面，中臵式开关柜的抽出式开关需人力从地面搬到手车上，易造成开关设备损坏和人员伤害。虽然手车开关上有吊孔，但现场无法实施吊装。通常情况是由二人以上搬抬活门压板或动触臂，而这样是不允许的，可能对开关造成损坏。

3. 外壳接地连续性不足或丧失，厂家只考虑断路器在“工作位臵”接地，没有考虑在“试验位臵”接地。

4. 部分产品没有考虑抗弧、防爆性能。

5. 动静触头对位准确与否无法观察、监测。触头盒结构不利于触头散热，尤其是3000以上断路器存在隐患。 ? XGN□-□型系列箱型固定式交流金属封闭开关设备 ? GGX2型系列加强绝缘型箱式固定开关设备

XGN 与GGX2系列产品都为金属封闭箱式外壳，内部元件固定安装结构，断路器及电磁操作机构或弹簧操作机构为一整体车式结构，推入柜内后用螺栓固定。所有带电体均被封闭在柜内，并按功能划分为母线室、断路器室、电缆室，室间以金属防护板分隔。隔离开关主要采用旋转式结构。

一. 主要用途及特点：

XGN系列适用于3～10kV三相交流系统中作为接受与分配电能之用。其母线系统为单母线及单母线带旁路母线，并可派生出双母线结构。主开关与柜体为固定安装，大电流柜也可采用GN25-12，GN22-12等隔离开关。由于该产品电流等级大，母线结构多样，特别适用于频繁操作的场所，可在海拔4000m以下正常运行。所以在变电站得到广泛应用。

GGX2系列产品是取代GG－1A型老产品的换代产品。主要特点是采用了“同轴旋转多路间歇传动机构”，转动一根转轴即可传动3-4路拉杆，按固定的程序带动隔离开关和接地开关先后动作，自然构成开关与开关之间的联锁关系，程序绝不会错乱，应该机构由开关柜的辅件手柄插入

方孔内旋转操作。

二. 型号含义

X G N □-12-□--□

1、GN30-12上隔离开关 2、ZN28A-12真空断路器 3、LZZJ-12电流互感器

4、CD10操作机构 5、GN30-12下隔离开关 6、JS操作机构

箱式 一次接线方案号 环境特征号 固定式 户内用

设计序号 XGN□-□型外形图及内部结构图

G G X 2－10 / □

高压柜

操动方式：电磁操动为D 弹簧操动为T

固定式 箱式

一次接线方案号 设计序号

GGX2□-□型外形图及内部结构图

三. XGN 与GGX2系列产品优点：

1、主断路器为固定式安装，节省造价，运维人员操作量小。 2、固定式安装时，断路器连接部分可靠，发热机率小。 3、柜体空间较大，能满足各安装元件电气安全距离要求。 四. XGN 与GGX2系列产品缺点：

1. 主断路器为固定式安装，检修维护不方便。

2. 柜内元件在进行电气试验时，不能满足试验中电气距离要求，特别是做断路器交流耐压试验时，必须用绝缘挡板隔离增加相间或相地的电气距离。

3. 刀闸的联动操作连杆因长时间操作，易于出现缺陷。如间隙变大后出现合分不到位，或连杆脱落等。

4. 打开开关仓门时，带电部位即暴露无遗，不停电进行开关操作机构维护时，要求运行维护人员要有较完备的安全防护措施。

5. 旋转隔离开关运行中易造成触头发热 (如GN30-12型)。 ? 10kV封闭式开关柜危险点及防护措施

一. 10kV封闭式开关柜普遍存在的共性问题

1. 封闭式结构造成设备巡视时，不易用于观察，发现内部元 件缺陷，不能进行开关触头、母线、设备连接部分的发热监测。

防范措施：有待开发无线发射式或有线集成式适用于封闭式开关 设备测温装臵。

2. 站变柜通常采用负荷开关---熔断器组合电器设备，100kVA以下站变与负荷开关安装于柜体同一室内，负荷开关在母线不停电情

况下无法转入检修状态；如果内臵触头的透明塑料罩（真空泡）破裂，作业人员在柜内有可能触及带电部分。

防范措施：工作中禁止人手或工器具触碰透明塑料罩（真空泡），以防破裂。

3. 封闭式开关柜馈线柜内CT、避雷器、电缆检修试验时，需解除馈线电缆头，而线路#1杆上未安装隔离刀闸，此时电缆头分离的瞬间，可能由于配电线路倒送电造成人员触电伤害，这个问题长期以来没有引起足够的重视。

理论上，在出线电缆头加装一组临时地线后去拆除电缆头即可。但这种做法在现场实施起来有困难，因为，电缆头铜接线端子长度很短，不易于安装临时地线。再加上作业人员的习惯是待拆除三相电缆头后，再用变电站提供的临时地线接在电缆头上。从拆除三相电缆头到接上临时地线的时间至少10分钟以上，此时，若线路倒送电或电缆线路雷击过电压就有可能伤及作业人员。

防范措施：目前没有更好的办法，只能用试验用鳄鱼夹做的连接线夹在电缆头铜接线端上拆线，易于掉落且不符合接地线规范。根本办法要开发适用于电缆头铜接线端子的夹具以制作临时地线，拆线前应固定到电缆头上，保证不脱落，就能起到根本的保护作用。

4. 有的封闭式开关柜下柜安装了电缆头、避雷器、带电显示器等元器件较多，可能造成相间、相地的电气安全距离不足。

防范措施：设备安装、验收时，要测量柜内各元件电气距离≥125mm。

二、KYN型开关柜目前存在的危险点及防护措施

变电站10kV开关柜主接线方案中，大都通过同一组刀闸使母

线PT和避雷器与母线隔离，这种接线方式在运行、检修人员中成为常识。但目前使用的KYN型开关柜，包括一些35kV落地式小车开关柜，却打破了这种常规，有不同的接线方式，如果不能认识和掌握，过多地受习惯性思维的左右，就可能产生操作、检修中的错误，甚至导致人身事故发生。

（一）母线避雷器的几种连接方式、危险点分析和防范措施

PT/避雷器一同固定装于下柜内 PT装于手车上/避雷器直接连接在母线上，固定装于下柜内后半部 这种接线方式，PT/避雷器手车全部拉出后，后柜门内的静触头和引线仍然有电，仍有人员误入（如试图对避雷器接地引线进行维护检修）造成触电的风险。 在避雷器柜门张贴风险提示牌，屏护板用微机在避雷器柜门张贴风险提示牌，屏护板用微机防误锁经过程序锁住（母线转检修或冷备用才能开锁）。 PT装于中柜手PT/避雷器装于中、下柜内不同手车上 车上/避雷器固定装于下柜内后半部 PT固定装于下柜内后半部/避雷器装于中柜手车上 这种接线方式，这种接线方式，当PT当隔离刀闸手车拉出后，PT与避雷器都停电，安全风险较小。 手车拉出后，工作人员容易产生避雷器已经停电的错觉，打开后柜门对避雷器进行检修试验，造成触电。 这种接线方式，当PT手车拉出后，避雷器与PT都停电，安全风险较小。 这种接线方式，当避雷器手车拉出后，PT与避雷器都停电，安全风险较小。 防误锁经过程序锁住（母线转检修或冷备用才能开锁）。

（二） 母分开关的连接方式和安全防护措施 1. 双柜体母分开关单元

这种形式有一个母分开关柜、一个母分刀闸（手车）柜，母分开关柜和母分刀闸（手车）柜之间的操作闭锁采用电气接线闭锁（无法实现两个柜的互相机械闭锁）。可以采取微机防误的辅助措施。微机防误在操作程序上规定两个开关柜的操作顺序，后柜门也要经过防误锁，在两个小车都拉出后才能打开柜门。

2. 单柜体母分开关单元

这种形式少了一个母分刀闸（手车）柜，母分开关手车柜与另一段母线连接，通常从下柜后面经过另一段母线的PT、避雷器柜连接到母线上。母分开关手车柜和PT、避雷器柜的后柜门内都是母线设备，母线未转检修严禁打开，应加微机防误锁和风险提示。风险提示要明确告知两个柜后门内都是母线设备（是哪一段根据现场实际），

母线停电才能打开。

在用户高压配电室，包括环网设备，有不少类似这种接线方式。 (三). KYN系列开关柜的开关仓室内检修风险

1. KYN系列手车开关拉至检修位臵时，开关仓室内连接于母线侧的绝缘套筒内带电。开关仓室内导轨变形、卡涩等需要检修时，人手要伸入开关仓室。此时，应将两侧导轨上锁以禁止金属活动挡板滑动（两侧导轨有锁孔），或是在绝缘套筒前安装绝缘挡板，进行这些防护措施操作时，应戴绝缘手套。

2.当母线处于运行状态，断路器拉出柜外时(也即处于检修

状态)，应及时关闭柜门，并悬挂“止步，高压危险”标示牌。

3. 母线和出线没有转检修状态前，严禁工作人员进入断路

器室从事检修活门(即开关仓室内的金属活动挡板)等工作。 三. GGX2开关柜危险点分析和防范措施

GGX2开关柜内固定安装的断路器两侧刀闸及其接地刀闸都是

通过同一个转轴按顺序依次操作的，在检修过程中因试验需要将开关从检修状态转为冷备用状态时，很容易误把开关直接从检修状态转到热备用状态（误合上母线侧刀闸）。

防范措施：除非在母线也停电检修的状态下，严禁在检修中

进行刀闸（含接地刀闸）的操作。为满足在母线未停电检修时也能对开关检修试验的要求，拆除开关下端的接地刀闸，采取从开关下侧加压进行预防性试验的方式。（下图为改造前、后的接线）

? 目前我局系统各电压等级开关柜存在的问题和防范措施

一. 110kV烟亭变35kV开关柜型号为GBC-35，存在以下问题，一是，35kV I期GBC-35 型高压开关柜后柜门的结构为网门结构，不符合反措的要求，当发生短路时，易造成电弧喷出，伤及人员；二是，35kV I期GBC-35 型高压开关柜为早期落地式手车开关柜，开关柜门抗冲击能力不足，同时由于柜体的变形，使得手车断路器在推入时卡涩，甚至不到位，容易引起隔离触头接触不良，运行中发热，严重时会将触头熔化，甚至会造成“火烧联营”事故的发生。三是，35kV I段母线PT和避雷器固定安装于一开关柜内，由一组隔离刀闸与母线的连接。停电检修试验时，作业人员、工器具、试验引线在开关柜内的活动范围与35kV刀闸引下线（与母线连接的铜排）安全距离不足，极易引发触电人身伤亡事故。目前已列入红线设备，此柜检修试验时，必须将35kVI段母线转检修。四是，35kV馈线PT及避雷器的配臵、安装方式，有的安装于柜内，有的安装于出线户外间隔，对作业人员造成感观混乱，增加危险点辨识和监护的难度。以上这些严重威胁人

身、设备的安全，已计划2010年11月份技改完成。

二. 110kV东侨变10kV II段母线避雷器直接接在母线上。该开关柜型号为KYN28A-12，上海中发电气集团有限公司于2004年6月生产，2004年9月投运。已将此开关柜列入红线设备管理，提醒：10kV II段母线避雷器检修、试验，必须将10kV II段母线转检修。 ? 根据我局系统10－35kV开关柜的现状，提出以下后续措施：

一. 加快老旧开关柜（如GG1A、GGX2、XGN型等）改造或完善化大修。按《关于印发2008-2010年县供电企业电气设备技改、大修指导性意见的通知》（生变?2007?145号）、《关于印发全省10kVGG1A型开关柜完善化改造方案的通知》（生变（2007）111号）、《关于印发福州天一同益电气公司10kVGGX2型开关柜整改验收意见的通知》（生变［2006］89号）、《关于印发我省GGX2型高压开关柜整改验收意见的通知》（生变?2006?182号）、《关于印发XGN型开关柜改造实施方案的通知》（生变（2009）134号）进行技改或完善化大修。

二. 做好开关柜订货、出厂前验收、安装与验收管理工作。根据国际、电力行业标准和《预防交流高压开关事故措施》（国家电网公司生[2004]641号）、《预防12kV-40.5kV交流高压开关柜事故补充措施》（国家电网生?2010?811号）、《福建省电力有限公司户内交流金属封闭高压开关柜订货技术规范》（闽电生产?2008?480号）等文件，做好开关柜招标文件、订货技术协议的审查工作，开关柜出厂前赴厂验收，开关柜安装调试过程安排专业人员开展技术监督工作，

组织做好开关柜投产前的验收工作。

三. 加强巡视运行管理

1．加强巡视中的安全管理，巡视或操作时应严格按照安规和标准作业文本(含标准巡视卡)或 PDA以及操作票的要求进行，巡视或操作时着装应规范，并注意站位。

2．开关柜操作前应确认柜内断路器和隔离开关的实际状态，进行倒闸操作时，应严格监视设备的动作情况，如发现机构卡涩、动触头不能插入静触头、合闸不到位等，应停止操作，待缺陷按规定程序消除后再行操作。

3．对防误、防爆等功能不符合规范要求的开关柜，应逐一列出清单，做好危险点分析和预控措施，纳入红线设备管理，并根据红线设备要求在开关柜面板上张贴标识，有计划地安排改造。

4．巡视中应注意开关柜的门和面板是否锁紧，对螺栓丢失、损坏的，应及时上报缺陷处理。

5．严格按照《福建省电力有限公司高压带电显示装臵管理规定》的要求，做好开关柜带电显示装臵的巡视和维护工作，确保带电显示装臵工作正常。

6．对重负荷且无法开展柜内测温的开关柜，应重点巡查，柜体温度是否异常。

7. 加强保护定值及压板投退管理，避免由于定值或压板投退错误造成事故扩大。

四. 加强检修维护管理

1. 开关柜检修，在保证人身人身安全情况下，重点对触头接触情况（有无过热变色的痕迹）、柜内母排、各元件连接螺栓紧固、传动部件轴销的固定情况、机构辅助开关接触、操作机构手车轨道及闭锁装臵部件是否有机械变形或损坏等情况等进行检查。对于变电站电容器组等操作频繁的高压开关柜要适当缩短巡视检查和维护周期。

2. 已运行的开关柜结合停电检查，开关柜底部孔洞是否封堵，有无小动物进入的可能。

3. 检修试验结束后，应重点检查开关柜有无遗留工具、物件以及试验用的短接接地线。

4. 由于GGX2、XGN等型号开关柜选用运行中易造成发热的旋转隔离开关(如GN30-12型隔离开关)，应结合停电检查隔离开关触头（含弹簧）有无过热或烧损，重点为大电流开关柜（如主变进线柜、分段开关柜等）。

5. 对重负荷且无法开展测温的开关柜尽快安排停电检查，并坚持逢停必扫。

6. 结合停电检查开关柜各相带电体之间、相对地之间空气距离是否符合规范要求（如35kV开关柜的为300mm，10kV开关柜的为125mm）。

7. 结合停电检查开关柜的机械联锁，是否满足“五防”要求。检查开关柜内手车活门打开、关闭是否灵活正常。

8. 对重负荷且无法开展测温的开关柜，可选一、二座变电站尝试安装开关柜在线测温装臵。

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