探析高低压开关柜接地保护装置

发表时间:2021/5/21   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:刘士杰 李艳华
[导读] 摘要:配送电能主要是通过开关柜实现的,因此需要定期检修与维护开关柜,但在检修过程中容易因为检修员操作不当而发生开关柜强调对于人员触电伤亡事故。
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        摘要:配送电能主要是通过开关柜实现的,因此需要定期检修与维护开关柜,但在检修过程中容易因为检修员操作不当而发生开关柜强调对于人员触电伤亡事故。针对此问题,除了提升检修人员的技术水平之外,还应通过安装接地保护装置加以解决,促使设备的安全系数更高。对此问题进行了详细探讨。
        关键词:高低压;开关柜;接地保护装置
        引 言
        开关柜主要承担了电力系统中的运行控制功能,涉及到发电、输电等多项工作,对于开关柜的研究也具有现实意义。开关柜内部包含继电保护装置、负荷开关、二次设备等,通过连接多条母线和出线的形式实现电能的分配和控制。从这一角度来看,高低压开关柜的运行过程直接关系到电网的安全运行、供电可靠性。对于一些潜在的故障或隐患,也需要及时地采取处理措施。
        一、基本概念
        1.1高低压开关柜
        开关柜是配网中十分重要的组成部分,直接影响供电质量,并且能够有效保障电网运行的安全性,因此需要定期维修开关设备,确保其使用性能正常。另外,开关柜类型较多,包括负荷开关、保护器、保护开关等多种元件,这些元件可任意组合,如果组合方式足够合理,
        则能够改善设备的性能。此外。在封闭外壳后能够保持设备的完整性,这对于供电工作的正常开展具有重要作用。但开关柜在运行过程中容易出现故障,元件发热或性能受损等现象常见,因此需要定期检查并更新设备。
        1.2接地装置
        接地保护装置是埋设在地下的接地电极与由该接地电极到设备间的连接导线的总称。接地装置主要由 4 部分构成,包括接地装置的接地极(板)、接地装置的接地母线(户内、户外)、接地装置的接地引下线(接地跨接线)以及接地装置的构架接地。这套装置被用来实现电气系统与大地相连接,接地部分的金属物体有一个专业术语名,即接地极,可以是自然接地极,也可以是人工接地极。
        二、接地保护装置的特性
        生活、生产过程中所使用的交流电可通过电气元件的内阻或电容耦合等方式运行,但设备外露的金属部分或是金属外壳本身会呈现带电状态。当电气设备的绝缘损坏时,设备金属外壳会存在一定相电压。在这种情况下,如果人体接触了这些设备,电流很容易导致触电事故的发生。因此,利用接地装置可以将电气设备与地面相连接,既可以是人工接电极,也可以是自然接地极。设备安装接地保护装置之后,即便电气设备的一相绝缘出现损害或是设备产生漏电,接地电流增加,空气开关也会自动断开,以此为基础保障人员的安全,将对设备的损害程度控制到最低。
        2.1共用零线系统
        “单相两线制”是目前我国对于高低压开关接电零线系统提出的一个根本要求。“单向”指的是用同一根导线对两端进行连接,而“两线”分别指的是工作的零线和接地保护时所使用的电线。在接线的过程当中,应该将电表前方的工作零线和保护地线连接到一起,另一端应该与三孔插座的接地零线相连。而且,电度表后方的零线此时要扮演工作零线的角色。在连接的过程当中,需要注意的内容是不能将使用工作零线直接作为保护的接地线,而且,在接入保护零线时应该从干线出发进行引入,尽量避开保险丝,因为如果与保险丝产生了接触,而且没有从干线上接入,此时就会导致后期的触点系数大幅度提升。
        2.2专用接地零线
        该系统在原有的工作零线布线基础上进行了接零线保护线的设计,可直接连接到户外接地区域,且不需要保险丝。此时系统会保持相对稳定的性能,即便设备出现漏电现象,接零保护线也不会出现严重断裂,从而让保护装置可正常地将电源切断,从根源上减少了触电安全事故产生的可能性。
        三、装置结构及工作原理
        3.1高压开关柜接地保护装置的工作原理
        低压开关柜接地保护装置一般设置在离盘门 120mm 处,通常来讲,在低压盘位处于正常运行时,其盘门状态是处于关闭状态,因此相关人员要在此情况下科学合理地选择蝶形螺栓的放置位置。在对装置进行检修和接地工作时,因装置处于停止状态,因此其盘门也会打开,相关人员要对专门固定接地线的螺栓进行拧紧,并拆除用于固定接地线的部分。这种情况下,即使维修操作人员作出了失误操作,那么就会使门关闭角度与框架角度产生差异,以提醒工作人员,确保下面工作的正常进行。
        3.2高压开关柜接地保护装置工作原理
        高低压开关柜的接地保护装置有不同,要介绍其结构与工作原理,需要将两者分开来说,首先来分析高压开关柜接地保护装置。高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用。高压开关柜接地保护装置的结构及工作原理,我们可以通过一组试验来进行演示与讲解。试验要在手车固定的基础上进行,手车即人推的小车,是高压开关柜中置式的抽出部分,这个部分承担着非常重要的功能,高压开关柜柜体内主要电器元件都是安装在这个抽出部分上,也就是说通常所说的手车。

手车固定以后,小车轨道上的挡块和车轮均需要阻挡物来阻止其移动,为保证安全性,可以使用 2 个定位块来实现。在把挡块和车轮通过 2 个定位块阻止移动以后,取下手柄,同时固定接地线,可以用固定螺丝栓来固定。检修试验结束以后,首选需要拆除螺丝栓,保证手把处于顺时针状态,这个时候可以带动轨道上的挡块顺时针移动,从而脱离小车轨道。此时,开关柜是没有办法合闸的,因为手车与接地线还连接在一起,不能通电,就能保障检修人员的安全。
        四、接地保护装置在高低压开关柜中的应用
        4.1高压开关柜
        尽管高低压两种开关柜的接地原理基本相同,但设备的结构存在较大差异,因此在安装接地装置的过程中必须结合高压开关柜的特点进行针对性处理。下面就以手车式高压柜为例,对整个安装过程进行详细探讨。
        (1)结构分析。手车式高压柜的生产时间较早,相对来说较为传统,其主要构成为柜体和手车。柜体的主要组成是钢板,这样的设计方式主要是为了保护内部设备,以确保开关柜在应用过程中足够安全。但该类型的开关柜对接地保护要求较高,因此需要在详细分析其结构特点的基础上进行安装。
        (2)保护装置的设置。在具体安装的过程中可将挡块置于手车轨道,这样能够控制柜体的移动,避免出现脱轨现象,并且通过定位块也能避免手车前轮的移动出现偏差。另外,需要将手柄与孔洞处相连接,这样不仅能够确保接地线足够牢固,同时还能确保手把的转动方向始终保持正常状态,进而将安全事故发生的概率降低至最小。在完成检修后启动开关柜时必须拆除手柄,促使手把带动挡块运动,此时需要再次安装手柄,并确保其与手把连接的牢固性,在这种状况下就能够使合闸送电工作顺利开展,同时也能确保挡块与手把运转方向的准确性,这样就不会引发触电事故。就会危及维修人员的生命安全,因此接地保护装置的安装是十分必要的。根据实际情况来看,开关柜的结
        构较为简单,因此整个安装过程十分方便,并且无需投入过高的成本,同时也不会改变设备原本的结构,最终的安装效果也较为理想,提升了设备的安全系数,并且在人员操作出现偏差的状况下也不会引发触电事故,而是能够在发现之后及时进行处理,并继续开展检修工作。因此可将该处理方式加以推广,确保开关柜的使用足够安全。
        4.2接地保护装置在低压开关中的使用
        同高压开关柜相比,低压开关柜这一型号的产品,无论是数量还是种类都相对丰富。因此,低压开关柜本身的设备结构之间出现了明显的区别。然而,接地保护装置中的设置内容却大同小异,因此,相关维修人员在对低压开关柜展开维修工作之前,需要将设备进行接地布线的处理。在传统的接地布线设置中,一般都是将接地线连接在低压盘的外围,检修人员在工作完成之后,经常会出现忘记拆除接地线的情况。此时,就会导致低压开关柜在日后正常使用的过程当中发生漏电的危险,导致触电事故的发生。对于低压开关接地保护装置的结构设计来说,目前提出的明确规定是只要低压开关柜处于断电的状态之中,就应该打开低压盘,将接地线进行牢靠的固定之后,才可以开展进一步的检修工作。然而,随着技术的不断进步和发展,创新的布线设置同传统的接地不限设置相比,能够有效的避免由于工作人员操作的不规范而导致的触电事故的发生。例如,维修人员在工作完成之后没有及时的拆除接地线,那么此后在合闸送电的过程当中安装的荷叶转角处的螺栓就会受到接地线的阻挡,导致低压盘门无法正常的关闭,此时就会对操作人员进行提醒,提醒工作人员在工作结束之后对接地线进行拆除。
        五、控制要点
        为了有效保障保护装置的安装质量,需要控制好以下几项要点。(1)检修人员的综合素质与最终的安装质量密切相关,因此需要对检修人员加大培训力度,促使其能够掌握开关柜的原理及保护装置的安装要点。在培训过程中还应采取理论与实践相结合的方式,丰富检修人员的经验,促使其技术水平能够得到提升。此外,还应进行素质教育,帮助人员认识到开关柜发生触电事故可能造成的严重后果,提升人员的责任意识,在此过程中可采取案例教育的方式,这样能够使培训效果更好。
        (2)安装工作能否顺利开展与管理制度是否健全关联性较强,因此相关部门必须制定出明确的操作规范,促使人员能够以此为依据开展各项检修工作。此外,为了提升人员的积极性,还应建立奖惩制度,对于工作业绩突出的人员可给予相应的奖励,违反规则的人员则应予
        以处罚,进而提升人员的责任意识和竞争意识。
        六、结束语
        综上所述,高低压开关柜作为接高压或低压电缆的主要设备,可以满足电力系统的稳定、环保等多个方面的要求,在配电系统中的设备选择工作也至关重要。但是设备在长期的运行过程中,故障难以避免,此时我们要综合分析高低压开关柜的接地配置,同时以不同方面的技术措施来避免危险情况的出现,减少风险事件的产生,实现更加稳定的电力供应和环保高效的电力输送目的。
        参考文献:
        [1]接地保护装置在高低压开关柜中的应用.李俊峰.煤矿安全.2015
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        [3]高低压配电柜上接地保护装置的应用[J].张妮,任秀锋.中小企业管理与科技(下旬刊).2015(05)
        [4]对高低压配电柜上接地保护装置的应用研究.龚培.军民两用技术与产品.2017
        [5]高低压配电柜上接地保护装置的运用探析[J].张俊霞,许长坤.科技视界.2016(08)
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