XGN15（A）-12真空负荷开关柜的淘汰必然性分析

麦志远

摘要：XGN15（A）-12中压真空负荷开关柜因其内部结构简单、运输方便、安装简易、价格便宜而大面积使用，但是其自身的设计理念落后和产品安全性能低下，给电力企业和员工带来了严重的安全隐患。本文从人身安全隐患、落后的设计理念、低水平的供电可靠性、产品的不可改造性和规程不符合性等方面对其开展全面剖析，分析其必然遭到市场和用户淘汰的原因，并提出产品更新换代和升级的建议。

关键词：XGN15（A）-12；中压真空负荷开关柜；安全隐患；淘汰必然性

1XGN15（A）-12中压真空负荷开关柜简介

XGN15（A）-12中压真空负荷开关柜主要是由FZN21-12D真空负荷开关、隔离刀闸（熔断器）、开关操作机构和其他零件组成的一体式开关柜，开关柜内部结构简单、运输方便、安装简易、价格便宜，具有良好的市场竞争力，在我国电力工业前期的发展进程中发挥了重要的作用。

随着社会的发展，我国电力企业安全理念逐步与国际接轨，风险预控管理思想逐步融入企业建设，确保电力员工的人身安全已成为企业的责任。同时，随着供电可靠性的要求越来越高，随着我国电力装备制造水平的提升，电力设备的安全性越来越引起人们的重视，XGN15（A）-12中压真空负荷开关柜的缺点也逐步显现出来，其落后的设计理念和低可靠性的产品特性已成为危害电力员工人身安全和电网安全的重大隐患，必须予以全面重视。而且，部分设备厂家为了节省成本，仍然主打该类型柜体，给电网安全运行带来了严重的安全隐患，这是不符合时代发展的潮流的。下面，我们就对XGN15（A）-12中压真空负荷开关柜存在的问题展开全面的剖析。

2XGN15（A）-12中压真空负荷开关柜存在的问题

2.1严重的人身安全隐患

如下图1所示为典型的XGN15-12中压真空负荷开关柜，柜内的顶部为10kV母线，其与隔离刀闸、真空负荷开关、接地刀闸、电缆出线、熔断器、避雷器等设备共处一室，我们称之为“一体式”设计。

图1XGN15-12中压真空负荷开关柜内部情况

这种设计，没有将母线室和电缆出线室隔离（或者说“母线室与电缆出线室完全贯通”），在开关分闸、隔离刀闸拉开并且接地刀闸合上的情况下，可以打开柜门。此时，柜内顶部的10kV母线仍然带电，极易造成人身触电。一般情况下，我们将停电后，柜门打开后的所能接触到的界面视为检修界面，所有的设备必须停电且可靠接地，以便于进行检修工作（包括避雷器更换、电缆终端头检修、熔断器更换、真空泡和刀闸的检修等）。然而，此时的10kV母线却是带电的，其必将造成检修人员的伤亡，存在严重的人身安全隐患，这是必须坚决杜绝的！

2.2落后的设计理念

如下图2所示为典型的XGN15A-12中压真空负荷开关柜，其与XGN15-12型开关柜的区别就是在开关转检修状态时，插入了一块绝缘挡板，将带电的母线与下面的设备隔离开，方便检修。我们可以这样理解：其一，这块绝缘挡板只是开关检修时的一个“补救措施”，其不属于开关一部分；其二，绝缘挡板离带电的母线只有几厘米，且绝缘挡板强度不够，如不小心撞击绝缘挡板，存在带电母线对绝缘挡板放电的安全隐患；其三，在开关检修的过程中，随时可以将其抽出，不满足“五防”要求，存在安全隐患；其四，绝缘挡板需要半年试验一次，且电房不具备存放条件，需要存放到供电所绝缘工器具室，增加班组工作量、维护难度和操作难度；其五，绝缘挡板易老化，隔几年后需要批量更换。

图3失败的改造实例一

2.4.2失败的改造实例二

对真空泡、隔离刀闸、熔断器进行升级改造，通过绝缘护套形成整套开关设备，开关可靠性明显提升。同时对母线排进行局部密封。

存在问题：母线排未完全密封，开关动触头仍然裸露母线排在开关后面部分为密封，存在触电风险，仍然存在严重人身安全隐患。

图5失败的改造实例三

综上所述，由于XGN15（A）-12中压真空负荷开关柜的局限性，难以对其进行改造，其被淘汰的命运不可避免。

2.5规程的不符合性

根据广东电网公司安全隐患专项整改工作（广电生部〔2015〕60号《关于开展配网移开式开关柜等隐患排查和整改工作的通知》）要求，XGN15（A）-12中压真空负荷开关柜属于重大安全隐患开关柜，存在严重的人身安全隐患，必须进行专项整改，坚决淘汰。其至少违背了以下相关的国标、行标和企业标准：

1）《GB/T11022-2011高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求》5.13.4防护IP级别要求，柜体的防护级别为“IP3X”，电缆出线室和母线室的隔板间隙需满足“小于2.5mm”的要求，且撞击水平需符合相关要求（绝缘挡板撞击水平不符合要求）。

2）《GB50053-201320kV及以下变电所设计规范》4.2.1条款，10kV开关柜带电部位离接地部位和不同的裸带电部分之间的距离大于125mm。

3）广东电网公司《10kV真空环网柜技术标准》（编号0210506052201306）5.1技术参数条款：柜内绝缘件爬电比距≥20mm/kV（按12kV计算），即绝缘件爬距大于240mm。

4）广东电网公司《10kV真空环网柜技术标准》5.2.1.3开关柜之间的母线室应使用柜与柜间设接地金属隔板隔开，母线在绝缘套管中穿过，且其孔口密封的型式。应使用XLPE热缩性塑料套将母线的裸露部分完全包裹。开关柜内的母线室与其它隔室应使用接地金属隔板隔开。

3整改建议

1）XGN15（A）-12中压真空负荷开关柜属于重大安全隐患开关柜，应予以淘汰。真空负荷开关柜禁止使用XGN15（A）-12型三位一体式负荷开关柜，禁止使用原始型的FZN21-12DQ真空泡及操作机构。

2）根据广东电网公司《10kV真空环网柜技术标准》5.2.1.3条款要求“开关柜内的母线室与其它隔室应使用接地金属隔板隔开”，选择合适的真空负荷开关柜，包括全绝缘真空开关柜、固体绝缘柜等。

3）根据上文“2.5规程的不符合性”的相关条款，对整个开关操作机构重新进行设计，并对柜体尺寸进行适当调整后，设计出符合所有条款的安全稳定的真空负荷开关柜。设计的重点和难点在于母线室和电缆出线室的完全隔离，确保检修界面的安全，两室之间的绝缘件需要同时满足密封性、绝缘件爬距和带电部位对接地部位的带电距离的要求。

作者简介：

麦志远（1969-），男，工程师，研究方向为配电技术和管理。