关于电气“五防”的分析与探讨

关于电气“五防”的分析与探讨

郑国祥

(国网正定县供电公司河北石家庄050800)

摘要：文中介绍了“防误操作”的提出背景，介绍了“五防”的定义、技术要求和类别，分析了当前影响运行可靠性的主要因素和应采取的技术对策，提出一些“五防”相关的注意事项。

关键词：防误操作；五防；可靠性

一、引言

在电力系统中，高压电气设备包括变压器、断路器、线路等一次设备，其中断路器、隔离开关等可操作的设备，都有可能引起误操作，均应装设防误装置，防误装置可以防止误操作，提高设备的操作成功率，提高供电可靠性，降低事故率和缩小事故范围[1]。

“防误操作”的概念在上世纪80年代提出，因为七十年代电力系统每年因开关爆炸等故障，造成运行或检修人员死伤严重。其中大部分是设备原因，这是因为当时尽管电网已经发展较快，但对控制它的高压开关设备没有引起足够重视，造成了许多严重问题，如人员伤亡、频繁大面积停电，在这种情况下，国家提出整顿开关设备。但是，当时关于“五防”的定义有很多种，一直到90年代初，国家能源部对“五防”才做出统一规定。

二、“五防”定义

所谓“五防”，根据原能源部文件—能源部[1990]1110号文(1991年1月4日)规定，五防是：

1.防止误开、误合断路器；

2.防止带负荷开、合隔离开关；

3.防止带电(挂)合接地线(开关)；

4.防止带接地线(开关)合断路器(隔离开关)；

5.防止误入带电间隔。

SD318-89《高压开关柜闭锁装置技术条件》第3条名词术语中规定：

五防：是防止电气误操作的简称，即防止误分、误合断路器；防止带负荷分、合隔离开关或带负荷推入拉出金属封闭（铠装）式开关柜的手车隔离插头；防止带电挂接地线或合接地开关；防止带接地线或接地开关合闸；防止误入带电间隔。其中“防止带负荷分、合隔离开关或带负荷推入拉出金属封闭（铠装）式开关柜的手车隔离插头”与上述第2条相对应，说的比较详细，即手车开关在合闸位置不能推入或拉出。

早些年间，据专业统计，在这五类误操作事故中，有三项误操作导致的事故最多，分别是带负荷开合隔离开关、误开合断路器和带地线合断路器。统计表明，每年次数变化不大，如果按照年售电量进行折算，误操作的频发程度呈逐年下降的趋势。但是，误操作的特点是人身伤亡和大量电能损失，后果严重。在全部电气误操作事故中，有60％左右的误操作是可以采用技术措施防止的。

三、“五防”技术要求及类别

1.五防技术要求

“五防”中，除了第一条“防止误开、误合断路器”可采用提示性的措施外，其他四防应采用强制性闭锁。通俗的说，也就是不分断路器就拉不了隔离开关，拉不了隔离开关就合不上接地开关，合不上接地开关就打不开前门（开关柜），打不前开门就打不开后门，打不开门人就没有办法进入，人进不去就避免了触电伤亡事故等等。

2.五防类别

（1）机械类防误操作装置

IEC的有关闭锁标准规定：“应优先考虑机械闭锁”因为机械闭锁使用方便，安全可靠。

开关柜的闭锁。防止误分合断路器采用提示性措施，先分地刀才能关前后柜门，关柜门才能合线路隔离、母线隔离，合线路和母线隔离后才能合断路器。

110kV及以上隔离开关与接地开关的闭锁。在转动的某水平部位采用平行双园缺阻挡结构，使隔离开关与接地开关互相制约。另外一个是在隔离开关与某固定位置打一个同心孔，当隔离开关打开时，将接地线的接地端做成棒形穿于同心孔中，也可以加五防锁，只要不拔出地线，就无法合隔离。

程序锁。按正常操作程序设计的程序锁，插孔结构，能插进去就解锁，不能插进去就闭锁。一台断路器一个锁，锁固定，钥匙上的插头按程序转动，分断路器后，钥匙插头转到开隔离位置，才能使隔离打开。

钥匙盒。即分不了断路器就拿不出钥匙，拿不出钥匙就拉不开隔离开关，合不上接地开关（挂不了接地线）。

（2）电气类防误操作装置

电气锁。主要是靠操动机构上的辅助开关，而且无论是断路器还是隔离开关，必须有气动（电动或液压）机构操作，原理是辅助开关接点不按程序接通，就不能进行下一步操作，但辅助接点接触必须可靠[2-3]。

电磁锁。电磁锁主要靠电磁吸合，锁销动作（插入或拔出）来进行闭锁，或在被闭锁的设备上打孔，或利用被闭锁的设备的形状将动作部位锁住，从而实现防误操作。

无论是采用电气锁还是电磁锁，都需要利用操动机构上的辅助开关或转换开关，即闭锁的可靠性取决于辅助开关接触的可靠性。

（3）电气报警

原理和结构与电气锁或电磁锁类似，但它不闭锁，只是报警。

（4）高压带电显示装置

传感器与支柱绝缘子做成一体，显示指示灯装在开关柜前面，有的与电磁锁配合还可实现强制闭锁功能。

由于室外设备安装分散，所以110kV及以上开关设备一般是电气闭锁加机械闭锁（不包括GIS设备）。

四、当前影响运行可靠性的主要因素和应采取的技术对策

1.户外锁的锈蚀、卡涩、失灵，影响了装置的完好率、投入率，从而，造成有的用户不敢采用，影响了安装率。除550kV断路器和126kV及以上GIS大多使用电气闭锁以外，126kV及以上电压等级设备事故率高和这个因素有密切关系。

2.误入有电间隔后果严重，建议对无有效防误功能运行的开关柜加装强制闭锁型高压带电显示装置；对新设计投运的设备应选用（F）型高压开关柜，以杜绝此类事故。

3.带地线合闸为历年的事故重点，也是防误操作的难点。应强化“两票三制”的落实，通过制度约束，严格停电检修时电气设备临时加挂地线的管理。

4.在实施过程管理的要求中，要突出强调“核对设备名称、编号”环节。

5.一些锁具在运行中不同程度地出现变形、卡涩、失灵、退出运行等情况，暴露出产品不能满足运行机械寿命要求的问题，注意购置时对设备选型。

6.高压带电显示装置的环氧树脂传感器在湿热条件下易发生闪络，成为事故隐患。在推广全瓷介质传感器的同时，要求各种绝缘介质制造的传感器及成套装置均应接受凝露、污秽试验的考核，避免事故。

五、注意事项

众所周知，一切技术措施都需要通过人的因素去实现。因此，严格执行各项规章制度，尤其是“防止电气误操作事故”的规定，仍然是一项长期性的工作任务。

（1）提高工作人员的责任心和执行两票制度的自觉性，注意电气倒闸操作票中需要检查的项目有没有遗漏。

（2）在执行操作任务中，临操作设备前，注意认真核对被操作设备的名称、编号和位置。

（3）对闭锁装置的解锁钥匙，红绿翻牌应纳入有序管理，不允许擅自解锁或随意退出防误装置的运行。

（4）设立闭锁设备检修班组或个人专责人专门管理五防，加强闭锁装置的日常保养维护，遇到问题及时处理，使装备处于良好的工作状态。

（5）注意对运行和检修人员特别是新上岗人员进行的培训，不熟悉闭锁装置原理、性能、结构和操作程序的人员不允许上岗操作。

六、小结

高压开关设备的防误操作装置或措施，减少了设备事故发生率，既可以保证设备运行的可靠性，又减少了人身伤亡，对整个电力的稳定运行起着重要作用，因此，本文对电网的安全生产工作具有一定的指导意义。

参考文献：

［1］孟雷等.KYN型开关柜防误闭锁装置的改造与应用.电气制造.2012.1.

［2］郭小燕、甄利主编.变电检修现场技术问答.2013.7.

［3］党丽敏.关于开关柜五防闭锁的分析及解决方案.电气技术.2015.7.

作者简介：郑国祥（1964-），男，学历：大专，单位：国网正定县供电公司，研究方向：变电设备检修