XGN15-12型箱型固定式戶內交流金屬封閉開關設備（簡稱環網柜），主要用于電壓為3kV、6kV、10kV，頻率為50Hz的三相交流電力系統中環網供電和電能分配單元。環網柜的主開關與柜體為固定安裝，主回路系統的各隔室均有壓力釋放裝置和通道，各隔室均可靠接地，而且封閉完善，外殼防護等級達到IP3X。

開關室內裝有FL(R)N36-12D型三工位負荷開關，該負荷開關的外殼為環氧樹脂澆注而成，內充六氟化硫（SF6）氣體。可開斷負載電流及變壓器空載電流，并能開斷或關合一定距離電纜線路或電容器組的電容電流，其中負荷開關熔斷器組合電器柜可一次性開斷額定短路電流，可用作變壓器等設備的出線保護。

環網柜簡化了變電所的操作電源和繼電保護裝置。通過采用價格低、體積小的負荷開關一高分斷熔斷器組合電器作為變壓器分(合)閘保護，減少了客戶變電所的占地面積，節約了設備投資，同時也能基本滿足變電所日常運行要求，受到了用電客戶的普遍歡迎。隨著這種簡化接線的逐步推廣，XGN15-12型高壓環網柜在客戶變電所內得到了廣泛應用。

問題簡析

目前蘇州地區市場上生產這種柜型的廠家眾多，生產工藝和質量相差較大。本文主要對筆者在驗收工作發現的問題做一些簡要的分析討論，以供參考。

1 柜門電磁鎖的位置及解鎖方式

不帶接地刀閘的環網柜柜門一般通過電磁鎖來閉鎖。電磁鎖電源取自帶電顯示器中的一副有源節點。當主回路帶有高壓電時，帶電顯示器經過電容分壓原理輸出低壓電壓訊號，并用此信號輸出控制電磁鎖，構成對柜門的強制性閉鎖。

目前柜門上電磁鎖的安裝位置主要有兩種：一是直接安裝在柜門上，通過二次線與設置在操作面板上的帶電顯示器相連，電磁鎖鎖舌橫向彈出閉鎖柜門（見圖1）；二是安裝在操作面板內部，電磁鎖鎖舌向下彈出閉鎖柜門（見圖2）。

圖1 電磁鎖鎖舌橫向彈出閉鎖柜門

圖2 電磁鎖鎖舌向下彈出閉鎖柜門

從實際運行情況來看，第二種安裝方式要優于第一種。

很多柜型的電磁鎖安裝位置基本與柜內高壓一次設備平行甚至更低，二次線較長且離帶電設備距離較近。長時間運行后一旦固定的扎帶松動，脫落的二次線極易與帶電部位觸碰。如果線路本身絕緣外層出現老化破損，就會造成一次設備的接地短路故障。因此，應盡量采取第二種安裝方式。同時，應注意高壓柜內部二次線路不能過長，最好采用線槽，并做好固定措施，走線位置及方向要盡可能遠離帶電設備。

對電磁鎖的工作要求是“有電時閉鎖，無電時解鎖”。前面已提到電磁鎖的控制信號取自帶電顯示器中有源節點。當高壓有電時，帶電顯示器內部的可控硅導通，三極管截止，輸出到電磁鎖的節點不能閉合，電磁鎖沒有電源，不能開鎖，實現閉鎖功能。當高壓無電時，帶電顯示器中三極管導通，輸出到電磁鎖的節點閉合，電磁鎖接通外部電源，實現解鎖功能。

對于大中型變電所，一般通過設置站用變、直流屏或UPS不間斷電源等來作為電磁鎖的外部電源，當高壓失電時，電磁鎖仍有可靠的電源供給，能夠實現“無電時解鎖”功能。

但對于規模不大的變電所來說，電磁鎖的電源往往是取自高壓柜絕緣子上的傳感器，一旦高壓失電，電磁鎖的電源也不存在了，無法自動解鎖，只能通過鑰匙來強制解鎖開門。因此使用鑰匙強制解鎖必須十分慎重。

一些客戶變電所的電工人員技術水平不高，管理制度不完善，特別是對解鎖鑰匙的管理十分隨意，如果習慣于使用解鎖鑰匙開門，就有可能發生帶電下強制解鎖開門的情況，釀成事故。為此，一方面可以考慮在電磁鎖內增加集成應急電源模塊或使用程序鎖等更加先進的技術，另一方面要督促客戶電工人員做好變電所解鎖鑰匙的管理，建立嚴格完整的規章制度。

2 環網柜泄壓通道的位置和方向

XGN15-12型環網柜的泄壓通道位置主要有兩種。

一是與KYN-28型手車柜類似，設置在柜體的頂部和下部，發生故障時垂直向上和向下兩個方向泄壓，這種泄壓方式較為安全。

二是設置在柜體的背部和頂部，在柜體背部和頂部均安裝有泄壓板，可快速釋放柜內因故障產生的高壓氣體，防止高壓氣體危及柜前操作人員安全。其中背部采用水平向后的泄壓方式，頂部采用垂直向上的泄壓方式。(見圖3)

圖3 存在安全隱患的泄壓通道示意

蘇州市場上環網柜泄壓通道的位置基本上均采用第二種設置，這種背部水平向后的泄壓方式存在一定安全隱患。背部泄壓板一般為鍍鋅板，采用上下直接扣在柜體上的方式固定。這樣的結構不僅強度較差，而且一旦柜內設備發生故障，泄壓板向后方水平大力沖出，有可能會對柜體后方的巡視人員造成人身傷害。對此，可以通過增加泄壓板上下部位強度差的方式來加以改善。

首先將柜后泄壓板的中部折彎，增加板的整體強度。在泄壓板上部用金屬螺絲固定，下部用塑料螺絲固定，這種結構下板上部的緊固程度要明顯高于下部。實驗數據顯示：如此改造后，當在泄壓板上部加力至21N時金屬螺絲松動，下部加力至9.8N時塑料螺絲彈出。

如果開關柜內發生故障，產生的高溫高壓氣體沖擊泄壓蓋板，塑料螺絲首先受力拔開，同時金屬螺絲保持固定。這樣泄壓蓋板向下方打開，瞬時釋放高溫高壓氣體，可避免直接向后方沖擊到運行人員。（見圖4）

圖4 改進后的背部泄壓通道示意圖

3 隔離變壓器的設置

蘇州地區采用XGN15-12環網柜供電的客戶變電所中，壓變避雷器柜內的高壓TV一般為10/0.1/0.1kV型，其中一組0.1kV的次級，先與取自低壓柜的一路220V電源，通過中間繼電器切換，再經110/220V的隔離變壓器升壓至220V，然后供至操作電源回路。

為增加可靠性，往往還在其中一路操作電源中串聯UPS及電池組。也有將UPS設置在兩路電源切換后的主母線上。由于目前客戶變電所內采購的UPS質量參差不齊，故障率較高，為避免UPS故障后兩路操作電源同時失效現象，采用前一種設置方式（見圖5） 較后一種更為可靠。

圖5 環網柜操作電源回路典型接線示意圖

在實際的工程設計和設備制造中，高壓TV操作電源回路中的110/220V隔離變壓器（即ZB1）經常被省略，代之以選用10/0.1/0.22kV的高壓TV，操作電源直接取自其220V的次級。筆者認為這種接法并不可取。

隔離變壓器在電氣裝置中起到將一個電氣回路的導體與其他電氣回路導體之間完全分隔的作用。如果用TV二次側220V的次級，直接供至操作電源回路，由于TV二次側有效接地，一旦在二次回路發生碰殼短路故障，故障電流將經接地電阻返回電源，并在故障設備外殼上形成對地故障電壓，故障電壓數值一般大于安全電壓觸值50V，人接觸時就有受到電擊的危險。

如果采用了隔離變壓器，隔離變壓器的二次回路無中性點引出接地，因此二次回路的兩根導線均對地絕緣，此時發生碰殼故障時，故障電流沒有返回電源的通路，系統的對地電容值很小，故障電流幾乎可忽略不計。這時就沒有發生電擊事故的風險。

此外，由于隔離變壓器實現了電氣一次側和二次側的完全隔離，系統側的諧波等干擾信號得到有效消除。當隔離變壓器負荷側發生單相接地事故時，也不會造成隔離變壓器以上部分的系統發生單相接地，避免了事故擴大。

結論

XGN15-12型環網柜在市場上已經使用多年，整體的技術設計和構造均比較成熟。但由于進入門檻低，能夠生產該產品的廠家也非常多。在激烈的市場競爭中，一些廠家為了降低價格，往往在產品細節上不夠注意。

本文主要依據筆者在實際驗收工作中發現的一些問題提出思考和建議，以供參考。希望藉此能夠不斷提高設備廠家的產品質量，消除一些潛在的安全隱患，使得客戶的供電更加可靠，供電企業的電網更加安全。

（編自《電氣技術》，標題為“XGN15-12型環網柜及其在應用中存在的部分問題”，作者為楊蕾、朱肖晶。）