（广东电网有限责任公司清远供电局511500）
摘要：智能开关调试目前都是依赖智能组件的特定调试后台和常规开关测试仪，缺乏统一且通用的调试设备。文中基于信息流提出了一种新型智能10KV开关调试设备，可代替常规开关测试仪和智能组件特定调试后台，作为智能10KV开关的统一及通用调试平台，可满足智能10KV开关用智能化元件进厂验收和智能10KV开关出厂调试需求，有效缩短智能10KV开关调试周期，加快智能电网的建设步伐。
关键词：智能10KV开关；智能组件；10KV开关调试；信息流
城市电网的建设与改造主要在城市市区进行，现代化的城市也是工矿企业、人员、物流重要聚集区域，用电负荷中心，通过采用环网供电可以解决城市负荷密度增加的主要措施。而目前10kV配电网线路上环网设备普遍使用是SF6气体绝缘负荷开关柜，虽然有着高绝缘强度、占地少的优点，但也存在因SF6气体泄漏造成绝缘性能及灭弧性能减弱导致开断失败出现内燃弧故障从而引发箱体爆炸的危险。作为公用电网运营企业，研究10kv新型智能开关柜技术就相当重要了。
1.10kV手车式开关柜本身存在的问题。
非全工况开关柜。开关柜1min工频绝缘水平28kV,虽然符合小电阻接地方式下的绝缘要求，但不满足单相接地情况下的运行要求，而且开关柜有些部位的空气间隙只有110mm，按新版《过电压规程》，户内10kV高压配电装置要求空气间隙(相对地同相间)不小于125mm，容易造成电缆头相间短路，表1为某电站2个月间连续发生3次电缆头相间短路故障J隋况记录。据有关资料统计，开关设备在外部环境影响下(污秽、潮湿、凝露)，绝缘水平低下及绝缘性能下降是造成闪络事故的主要原因。
全封闭式SF6开关。对于全封闭式SF6开关，存在无法监视泄漏情况。早期安装的SF6开关，只有变低和母联开关有SF6气体密度信号继电器，馈线开关无气体监视手段，同时预防性试验只做断口耐压，无法监视开关气体含水量和泄漏情沉。
2.10kV手车开关验电使用现状分析
近年来，由于10kV中置式手车开关的模块化结构给开关柜的安装、检修和运行工作带来了很大的方便，加之其占地面积小、运行可靠、断路器手车互换性好等特点，因此在城市配网中得到了普及应用。但在10kV配网进行的智能化改造工作中将有较多的操作，其中包括不少需要进行接地的检修操作。由于现在的电力线路一般采用环网供电方式，当一方中置式断路器改至实验位置时并不能保证对方不会对线路送电，即不能确定线路无压，因此在操作接地之前必须对线路验电。目前，电力系统中较老的变电站一般采用验电手车验电的方式。即首先将中置式断路器拉至柜外，然后将验电手车推人柜内;使用验电器验明无压，再合上接地开关;然后拉出验电手车，将断路器手车操作至检修位置。在较新的变电站中也使用线路带电显示装置验电，只要带电显示装置显示无压，即可合上接地闸刀。
针对运行中的实际情况进行如下分析。
(1)采用验电手车的方式。为满足电力系统在运行中对直接验电的要求，较多的变电站采用此方法。此方法涉及的操作内容步骤较多，尤其是在中置式手车拉出的过程中，要使用专用的小车接住中置式断路器，在现场实际操作中要对导轨。若设备老化，或出现地基沉降等状况，则可能带来不少问题。其次，断路器手车分量较重，大概需要4个人才能抬起，因此操作人员直接抬起是几乎不可能的。再次，将验电手车推人开关柜中也要使用小车，此过程中的操作同样也比较繁琐。因此，部分员工为省力省时而直接拉开隔离挡板，强制冒险操作，这是相当危险的;如果操作不当，极有可能造成人身伤亡事故。根据宁波电业局的操作统计，标准操作时间比较长，一般要达到35min以上。尤其是在10kV的出线间隔较多时，有时要求多间隔同时操作，由于一般变电站只配置2台专用手车，只能满足单间隔操作的需求，这种专用手车不够的情况将严重影响后续的相关工作。
(2)对只采用安装线路验电装置的开关柜来说，在断路器处于试验位置时，可通过带电显示装置来测试。如果线路无电、闭锁电磁铁有电，即可通过接地闸刀合闸。该方法操作简便，所需时间较短。但由于该方法所使用的带电显示装置可能受环境等因素的影响，如变电站开关室属于强电磁环境，而带电显示装置属于低压电器，内部元件容易受强电磁场干扰，而出现错误的判断。此外，无论采用交流或直流供电，都难免会发生电源故障;如若发生电源故障，则难以判断线路是否带电。另外，闭锁电磁铁的故障或试点故障将造成接地闸刀无法合闸。因此，该方式虽然操作简便，但可靠性较低。
3.开关柜智能操控装置设计方案
3.1动态模拟一次接线图
一次接线图是指由变压器、断路器、隔离开关、母线、电流互感器以及电压互感器等主要电气设备按一定顺序用导线相互连接起来的电气回路。开关柜在投运过程中柜门始终是封闭的，如果没有一次主接线图，运行人员无法知道该柜体内部的主接线。但这种指示方式是静态的，它不能动态指示出断路器的位置（分/合）、接地开关的位置（分/合）、弹簧储能状态（已储能/未储能）、手车处于工作位置还是试验位置（对于手车柜）以及上下隔离开关的位置（对于固定柜）等。实际上，这些电气量属于开关量，可以通过对开入量的检测，用一些“十”字灯或“V”字灯动态模拟出开关柜一次系统图上各种元器件的位置或状态。
模拟图应显示内容为：断路器分闸/合闸显示、预分/预合闪烁指示、接地显示、储能状态显示、工作位置/试验位置显示、手车进出过程中动态显示、断路器与接地开关的防误闪烁提示等。
3.2柜内温湿度控制
由于高压开关设备在运行中受环境条件影响很大，加之我国地域和气候条件差异很大，高寒、高湿环境对高压开关柜运行很不利。当温度与湿度达到凝露程度时，会造成开关设备闪络事故，也就是绝缘事故。这就需要对环境中的湿度和温度加以控制，使之不因凝露而发生绝缘闪络。
为了达到开关柜防凝露的目的，温湿度控制回路应带1路湿度传感器、1路温度传感器及除湿或加热输出触点，同时要求温湿度值能数字显示，用户可根据需要设置加热/除湿输出的上下限。一般来说，开关柜的湿度测量、控制范围为0～99%RH，温度测量、控制范围为0～99℃。
3.2转接装置设计
根据不同航口插头结构，设计两种不同的接线装置，满足上面分析的两类不同航空插头的接线需求。
3.2.1接头结构设计
开关柜断路器航空插座的结构是插头与插座相配套的，将手车断路器从开关柜中移出后，试验的探针都在插头上。在试验装置的接头设计时，采用与之相配合的插座，直接从插座背面引出接线即可。采用这种方式，避免找相应探针编号的程序，也不需要用线夹夹住相应探针。而插座的结构从之前的统计发现只需采用两种结构即可，多数断路器采用通用结构如图1所示，10-VPR型断路器采用一种专用结构，如图2所示。
图1通用转接装置插座结构图210-VPR型断路器专用插座结构
3.2.2接线装置二次接线设计
在进行机械特性试验时，需要将分闸、合闸回路接通，设计接线装置时还要考虑二次回路的连接情况。在接线设计时将分闸、合闸回路端子从插座直接引出后，将导线直接焊接至接线孔。测试时只需直接将机械特性测试仪器的加压线直接插至接线装置的接线孔即可，避免了检修人员个人等原因造成探针编号的误读、误接，大幅节约接线时间，提高检修效率。
4.研究成果
1.横向移动-轻松实现对位，对位过程不需重复推拉手推车，杜绝手推车翻侧2.可视化锁定-能直观的检查锁定是否可靠，杜绝“假锁定”3.高度调节-高度调节轻松，女生也能轻松操作4.降低重心-提高手推车通过障碍物的能力，杜绝手推车翻侧。
结论
10kV手车开关线路简易验电装置克服了现有验电方法的缺陷，在正常运行时实现验电门锁片与闭锁机构联锁。当10kV线路改检修验电时，无需使用验电手车进行验电，且只有当手车开关在试验位置时变换器复位，才能打开验电门进行验电。该简易验电装置结构简单，操作简便，性能可靠。采用该装置可大大减少变电运行人员的操作任务，防止误操作发生，确保供电运行安全可靠。
参考文献
[1]王小华，苏彪，荣命哲，等.中压开关柜在线监测装置的研制[J].高压电器，2009，45（3）:52-55.
[2]荣命哲，王小华，王建华.智能开关电器内涵的新发展探讨[J].高压电器，2010，46（5）:1-3.