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摘要：本文简述了发电厂中压系统电压互感器柜的结构及其里面主要原件的接线方式，通过不同布置及接线方式，分析其使用安全的特点，并总结出在进行中压系统电压互感器设计时，需满足怎样的条件，才能在检修时最大减少触电，防止误操作，保护作业人员安全。
关键词：电压互感器；避雷器；熔断器；手车
1、概论
电压互感器柜是发电厂不可缺少的一种电气柜，是电压互感器与避雷器组合安装的电气柜。作用是测量一次电压，并将该电压按比例变换为标准低电压，一般是100V，用于电压测量、电能计量和继电保护信号用。一般设置有母线、电压互感器、避雷器、熔断器、手车，部分设备供货商还带有接地开关、带电显示器等设备。柜体一般采用金属铠装移动式，它的结构主要包括母线室、二次小室、柜前中室、柜后小室和柜前下室几个隔离空间。典型的柜体内部结构侧视图见图1。
电压互感器柜一般直接装设到母线上，在互感器需要检修，而又不能断开母线电源时，如果接线方式及柜体布置不合理将给检修人员带来极大的安全隐患。如：江西赣东北供电公司“8.19”人身伤亡事故、湖南常德电业局“5.15”触电事故。
分析事故原因，除作业人员违章操作外，主要是电压互感器柜接线方式不完善所造成，该柜采用电压互感器和避雷器同室布置，且避雷器死接在中压母线上，接线图见图2。当隔离手车拉出之后，电压互感器断电，但避雷器仍然带电。作业人员在进行电压互感器柜的柜内操作时，避雷器对其放电，导致电击死亡。
综上所述，为保证检修作业人员安全，杜绝触电事故，对电压互感器柜进行接线方案和柜体内部布置设计进行安全分析，并根据分析结果选择最优方案显得十分必要。
2、电压互感器柜接线方案分析
接线方案主要区别在于电压互感器柜内的电压互感器（PT）、熔断器（FU）和避雷器（MOA）接线方式，根据各自接线方式的不同，主要分为下述几类接线方案。
2.1、接线方案一：PT手车接入母线，MOA死接母线。
接线方案一详见图3：电压互感器和保护它的熔断器通过一隔离手车接入母线，避雷器则直接死接在母线上。
运行中电压互感器若有故障可用手车退出运行，但避雷器仍然带电，对检修人员人生安全不利，并且避雷器若出现异常则必须将母线停运查处。前面所述的事故均采用此接线方案。目前很多已建或在建发电厂中压系统中压互感器柜均采用此接线方案。
2.2、接线方案二：PT和MOA分别通过手车接入母线。
接线方案二详见图4：电压互感器和保护它的熔断器通过一隔离手车接入母线，避雷器通过另一隔离手车接入母线上。
《电力工程电气设计手册 电气一次部分》对电压互感器（PT）、避雷器（MOA）和隔离开关（手车）给出的相应的规定：
1）6-220kV电压等级的每组主母线的三相应装设电压互感器；
2）配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线都装设避雷器时除外。
3）接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。
根据上述规定，结合三种接线方案的对比分析，后续发电厂厂用电中压系统的电压互感器柜应当推荐采用接线为方案三：电压互感器及避雷器通过一组手车接到中压母线上，接有带电指示器，并配接地开关或接地小车。
3、电压互感器柜柜体方案分析
3.1、Schneider柜体
施耐德应用在发电厂运用的带避雷器配电柜，其避雷器都采用死接到中压母线上，见表1，典型的TT2柜侧视图见图6。
ABB中压ZS1柜采用的是接线方案一，将避雷器直接通过内部铜排死接到了中压母线上，电压互感器和保护其的熔断器采用手车设计，手车抽拉可以同时将熔断器和电压互感器投切。
总之，目前发电厂厂用电中压系统开关柜大部分采用了与江西赣东北“8.19”相类似的电压互感器接线方案和柜体方案，详见图8。根据此方案分析，均可以看出手车隔离仅可以将电压互感器断电，而避雷器在母线不断电的情况下，仍然带电。此时如果检修人员误将后柜门打开或者解接触到了仍然带电的母排或避雷器，均有发生触电事故的风险。
3.3 柜体方案优化
为了避免电压互感器柜触电事故的风险，采用接线方案三，同时柜体结构上进行调整和优化。优化方案为将避雷器、电压互感器和熔断器布置在同一台隔离手车中，在柜后母线室进行封闭处理，柜后小室采用空置处理，避免操作人员误入后触电，优化后的柜体侧视图见图9。
4、总结
在进行中压系统电压互感器柜设计时，必须在满足电气接线图设计要求的基础上，同时满足设备布置合理、检修方便安全、闭锁功能完善等如下几点要求：
1）充分利用柜体各个小室空间，将柜前中室和柜前小室合并成一个较大空间的小室，避雷器和电压互感器等设备布置在前置的隔离手车中，实现避雷器和电压互感器同时投切。
2）江西赣东北“8.19”事故中的操作人员误将柜后门打开进行操作导致触电身亡。在柜后小室设计中，避免使用裸露的母排引下，若必须采用母排连接，采用绝缘包裹。
3）柜体设计中采用五防闭锁功能设计，防止人员在母线带电情况下将柜门打开。开关柜采用钥匙锁或者电气闭锁，实现对人身安全的防护。
4）开关柜需要警示和提示开关柜带电情况，并在开关柜检修时确保设备接地。开关柜柜前和柜后采用带电指示器，在柜体检修期间采用可靠闭合接地开关。
5）开关柜操作检修上做到开关柜运行前先将避雷器和电压互感器投入，开关柜退出后再将避雷器和电压互感器退出。运行检修程序明确柜体操作和检修方案，避免人因误操作。
参考文献：
[1]电力工程电气设计手册 电气一次部分 中国电力出版社 水利电力部西北电力设计院 编
[2]江西赣东北供电公司“8.19”人身伤亡事故调查报告书（摘要）
[3]湖南常德电业局触电人身死亡事故调查报告书（摘要）
论文作者:林培锋
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/5
标签：电压互感器论文; 避雷器论文; 母线论文; 接线论文; 手车论文; 小室论文; 方案论文; 《基层建设》2017年3期论文;