朱德強

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一種高壓開關(guān)柜防爆照明燈

朱德強

（廣東電網(wǎng)有限責任公司清遠供電局，廣東 清遠 511500）

高壓開關(guān)設(shè)備種類繁多，具有復雜性和多樣性，對開關(guān)的穩(wěn)定、安全運行和維護工作要求較高，且難度較大。自從進入21世紀，人們對日常生產(chǎn)、生活的安全理念出現(xiàn)了較大的轉(zhuǎn)變。21世紀，以人為本的社會逐漸形成，極其強調(diào)人類的主觀性以及人類的需求性和保護性。因此，保障高壓設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性逐漸引起人們的高度重視。

高壓開關(guān)柜；防爆照明燈；電力配送；高壓負荷開關(guān)

高壓開關(guān)柜主要在電能系統(tǒng)的發(fā)電、輸電以及電力配送、電力轉(zhuǎn)變和耗用之間發(fā)揮著接通、斷連、控制以及保護的作用。高壓開關(guān)柜依照電壓的等級分類，范圍在3.6～550 kV可以分為接地與高壓隔離開關(guān)、高壓開關(guān)柜、高壓防爆輸配電設(shè)備、高壓負荷開關(guān)、高壓操作設(shè)備以及高壓自動分段器、重合器這幾類。目前，國內(nèi)廣泛使用的高壓開關(guān)柜在運轉(zhuǎn)過程中，內(nèi)部的照明燈存在容易爆炸的風險，為此，此次項目提出一種高壓開關(guān)柜防爆照明燈。

1 項目背景

本項目基于照明燈內(nèi)燃弧事故，立足于電網(wǎng)公司原有運行照明燈預(yù)防措施的基礎(chǔ)上，考慮到原有照明燈防止內(nèi)燃弧事故不斷擴大的情況，對照明燈不可帶電更換、需要停電檢修的現(xiàn)狀進行了研討，經(jīng)改進后推出了新型產(chǎn)品——FNRH-CM1型照明燈，即將塑料等易燃物質(zhì)改為不銹鋼等材料，光源照射采用防爆透明材料防護；創(chuàng)新了安裝方法，在更換照明燈時，防護等級大于IP4X，保證人身安全，檢修空間可視為在單獨密封的間隔內(nèi)。該照明燈適用于35 kV電壓等級以下的所有柜型的輔助設(shè)備。

2 設(shè)計預(yù)期

安全檢修維護時，與帶電設(shè)備之間防護等級達到IP4X，有效保證了人身安全和預(yù)防事故的擴大；各功能部分單元化，設(shè)備所需安裝的功能元器件安裝在獨立的間隔內(nèi)，由各個功能單元組成，并可單獨拆卸維護；可在線觀察設(shè)備運行狀態(tài)，照射光源有效，可直觀地觀察到設(shè)備運行狀態(tài)；防止內(nèi)燃弧擴大，能有效地阻止燃弧氣壓外泄，避免傷及工作人員和影響其他設(shè)備；適應(yīng)性方面，按照市場上現(xiàn)有的各種型號、外形尺寸等，設(shè)計了3種相應(yīng)的外形尺寸，滿足了現(xiàn)場設(shè)備技改要求；設(shè)備材料選擇方面，一次連接部件采用全封閉式的連接件，外殼材料采用厚度不低于2.0 mm的Q235冷軋鋼板，關(guān)鍵部位選用2.0 mm的304不銹鋼板；新設(shè)備配套與現(xiàn)有運行的舊設(shè)備實現(xiàn)無縫連接安裝，電源線快速連接；系統(tǒng)母線不停的情況下，安全安裝、調(diào)試該設(shè)備。

3 創(chuàng)新點

本項目照明燈解決了原有設(shè)備出現(xiàn)內(nèi)燃弧事故，進而影響系統(tǒng)設(shè)備及相鄰設(shè)備等問題，實現(xiàn)了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、快速檢修，降低了用戶的維護成本；本項目設(shè)備實現(xiàn)了無縫快速連接，縮短了用戶的投運、改造周期；本項目設(shè)備解決了照明燈的可擴展性與人身、設(shè)備安全之間的矛盾，可實現(xiàn)原系統(tǒng)的快速更換，減少了用戶后期整改成本；本項目設(shè)備解決了照明燈的節(jié)能問題，由原來的50 W到現(xiàn)在的5 W，節(jié)約電能成本9%，光源亮度提高50%，使用壽命為20 000 h，延長了70%.

4 存在的問題及其原因和產(chǎn)生的危害

4.1 存在的問題

供電設(shè)備柜事故時有發(fā)生，產(chǎn)生的內(nèi)部燃弧對設(shè)備內(nèi)的一次元件、二次線和柜體造成毀滅性的破壞，甚至影響了系統(tǒng)母線的運行，事故發(fā)生后，恢復成本高、時間長，短時間內(nèi)難以恢復運行。照明燈維護更換需要停電，影響供電的連續(xù)性。

4.2 原因分析

采用白熾燈，使用壽命短，光源不足，防護件采用塑料，易燃，這是設(shè)備防護的短板；不能帶電檢修，設(shè)備檢修時間間隔長，檢修常常不到位，且受環(huán)境因素影響，比如在灰塵、溫度、濕度、腐蝕等不利因素共同影響下塑料件劣化碎裂。

4.3 事故產(chǎn)生的危害

這些事故會導致母線失壓，引起大面積停電；電弧溫度高達上萬度，導致設(shè)備結(jié)構(gòu)件和母線熔毀、氣化，使故障擴大；瞬間過熱導致設(shè)備內(nèi)氣壓急劇上升，使開關(guān)設(shè)備爆炸，設(shè)備本體遭受毀滅性破壞，成為設(shè)備防護的短板；弧光、沖擊波、碎片飛射造成人身傷害。

5 提高照明燈性能的新措施

做好設(shè)備選型，防護部件采用全封閉式的連接件，外殼材料選用不低于2.0 mm的 Q235冷軋鋼板，關(guān)鍵部位選用2.0 mm的304不銹鋼板；采用LED發(fā)光源，采用防爆光源透明玻璃；防護等級達到IP4X；設(shè)計新型安裝方式，設(shè)計成正面維護，達到不停電檢修、維護的目的。

目前，市面上的高壓開關(guān)照明燈都是塑料注塑成型，燈泡標配是電阻式發(fā)熱燈泡，其照明效果差、使用壽命短，且燈泡體積大易碰碎；常規(guī)的照明燈泡安裝結(jié)構(gòu)是在柜內(nèi)門板螺栓夾緊安裝，安裝、拆卸必須打開門板，如圖1所示。當柜體發(fā)生內(nèi)燃弧故障時，照明燈結(jié)構(gòu)強度不足，將直接被炸飛，威脅附近其他設(shè)備及人員，造成二次事故及人員傷害。

圖1 運行中的照明燈，沒有任何防護

新型照明燈外殼取用不銹鋼焊接成型，結(jié)構(gòu)強度高，達到了高壓柜內(nèi)燃弧的使用要求。高壓開關(guān)柜柜內(nèi)照明燈檢修、更換時操作者需要先擰開固定在照明燈面板上的2顆固定螺栓，在解除了照明燈安裝卡件約束向面板外的預(yù)緊力后，照明燈卡件可在照明燈底盒的卡槽中脫落，最后整體取出照明燈結(jié)構(gòu)完成對照明燈柜外的檢修、更換，完全可以在柜外更換照明燈，操作簡易、快速、安全。

新型照明燈結(jié)構(gòu)強度高，達到了高壓柜內(nèi)燃弧使用要求，可以在高壓柜外拆、裝照明燈機構(gòu)，且照明燈配裝LED燈泡，提高了開關(guān)柜檢修維護的安全防護性能。圖2為照明燈結(jié)構(gòu)。

6 具體實施方式

如圖2所示，照明燈外殼選用不銹鋼焊接成型，結(jié)構(gòu)強度高，能滿足高壓柜內(nèi)燃弧使用要求。照明燈鑲嵌在高壓柜外門板開孔上，當需要對該照明燈結(jié)構(gòu)進行拆換時，手動擰開照明燈面板的2顆固定在照明燈底盒上的滾花高螺母；照明燈面板失去螺母的向收緊預(yù)緊力后，用手拆除照明燈面板，然后用手下壓底盒卡件使之脫離卡槽，取下底盒卡件；在失去照明燈底盒卡件對外門板加緊力后，即可對整個照明燈結(jié)構(gòu)取出；需要更換LED燈時可直接用力壓卡扣，從卡扣上取下LED燈，將新的LED燈扣回卡扣上完成對照明燈的拆換。同理，按相反順序即可完成安裝程序。該實用新型開關(guān)柜照明燈結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了柜門板外拆裝照明燈且改用LED照明燈，元器件檢修的方便、安全。

1—照明燈面板；2—照明燈底盒；3—LED燈；4—滾花高螺母；5—底盒卡件。

7 結(jié)束語

本文從創(chuàng)新的角度介紹了一種高壓開關(guān)柜防爆照明燈，其在對傳統(tǒng)照明燈的不足之處進行分析的基礎(chǔ)上加以規(guī)劃和設(shè)計，能夠促使高壓開關(guān)柜的運轉(zhuǎn)安全性、維修便利性得到提升。

［1］張巖.淺析10 kV高壓開關(guān)柜檢修維護與注意事項［J］.工程技術(shù)（全文版），2016，（12）：00219.

［2］林力飚.一種全新的適應(yīng)嚴苛環(huán)境的低壓開關(guān)柜［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2017，（10）：22-24.

2095－6835（2018）21－0077－02

TM923

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.21.077

〔編輯：張思楠〕