一种新型继电保护装置二次屏柜的设计

徐龙江，汤 磊，王 黎，马晓路，文宏成，王 洋

（国网山东省电力公司青岛供电公司，山东 青岛 266002）

继电保护装置二次屏柜是安装于变电站保护室内，实现对站内保护装置承载、集中归纳、保护的必要设备。二次屏柜有很多种类型，如主变保护屏柜——放置主变差动、各侧后备、非电量等保护装置；线路保护屏柜——放置不同电压等级的线路保护装置；公用测控屏柜——放置实现遥信、遥测、遥控功能的综合装置；远动通信装置——建立保护设备与主站联系的装置。除此之外，还有时钟同步屏、交直流电源屏等，这些屏柜占地面积较大、垂直距离高，当初设计只是为了承载二次设备，并没有考虑到方便检修人员开展工作。举例来讲，在打开屏柜前门时，自由活动的柜门会给工作人员的操作造成不便；其次在对屏顶端子排进行拆接线时，身高较矮的检修人员须踮脚才能操作，若同时执行多面屏的改造任务，则对其体力和耐力均是挑战；再者在对保护装置进行加量调试时，屏上缺少专门的空间进行穿线，若试验电压电流回路数较多，则难以一次性将线插好。

针对现有技术存在的不足，本文提供了一种新型继电保护装置二次屏柜设计及方法，该屏柜能够对以上问题进行解决，从很大程度上方便检修人员进行现场工作，优化工作流程，提高作业效率。

1 新型继电保护装置二次屏柜的功能设计

与传统的继电保护装置二次屏柜相比，新型继电保护装置二次屏柜增加了4大实用功能：多卡槽防风杆、测试仪专用穿线挡板、多孔洞电缆穿孔以及折叠台阶，如图1～4所示。

图1 多卡槽防风杆

图1为安装于屏柜前底部的多卡槽防风杆，防风杆由高强度不锈钢制成，具有很高的硬度。在柜门底部开设多个卡槽，当柜门打开时可卡在底部不同位置的卡槽处，进而可以按照柜门打开程度的不同进行固定，使其不再因人为误碰而自由活动，方便工作人员操作装置面板。

图2为安装于屏前的测试仪专用穿线挡板，该挡板插在屏前的开槽处，挡板横向设置，其为长方形，可沿开槽打开或关闭。当工作人员需要使用继电保护测试仪做试验时，可将挡板抽出，在屏前将电压、电流等连接线穿至屏后，插在相应的端子排上，该空间面积较大，可保证一次性通过多根连接线，方便在保护改造、定检、验收的时候进行加量调试。

图2 测试仪专用穿线挡板

图3为屏柜内底部的多孔洞电缆穿孔，多个孔洞排成列设置，每个孔洞均做好标记，可供外部电缆穿线，使电缆布局分明，有助于工作人员区分不同的电缆，特别是在改造前期理顺电缆的时候，可以节省很多时间。除此之外，孔洞下方还设有标签，标明电缆的起始位置，使电缆走向更加直观、明确。

图3 多孔洞电缆穿孔

图4为屏柜后底部的折叠台阶，其设计的初衷是为了方便工作人员对靠近屏顶的端子排进行接线操作，当进行屏后登高作业时，可将台阶展开，工作人员可踩在台阶上对顶部的端子排进行接线，平常不用的时候折叠台阶叠放在屏柜里，这样既方便了工作，又有助于后期对端子排进行检查。

图4 折叠台阶

2 新型继电保护装置二次屏柜的结构设计

如前文所述，新型继电保护装置二次屏柜具备4大创新性功能，每一项功能都为解决现场面临实际问题、提升工作效率而设计，虽然每一项功能都具备很强的实用性，但将其整合在一台屏柜上却并非易事，既要保证功能实现，又要考虑经济性、适应性、复杂性等因素。经过反复斟酌、研制，最终形成新型继电保护装置二次屏柜如图5～6所示。

图5 新型继电保护装置二次屏柜正面图

图5为新型继电保护装置二次屏柜的正面图，可以看出，测试仪专用穿线挡板安装于第二柜门下方，而多卡槽防风杆连接于第一柜门与第二柜门之间，卡槽设置于第一柜门下方。

图6为新型继电保护装置二次屏柜的背面图，其中电缆穿孔安装于底部两侧位置，折叠台阶安装于底部中间位置，该屏柜的结构设计可以在保留原有屏柜功能的基础上，实现4大创新性功能。

图6 新型继电保护装置二次屏柜背面图

3 新型继电保护装置二次屏柜的实际应用

当继电保护人员打开屏柜第一柜门时，防风杆可以为屏柜前门和屏柜提供稳定的连接点且具有伸缩功能，使得柜门能够随工作人员拉开的程度而自由活动。同时，在屏柜第一柜门与防风杆接触处刻有固定的卡槽，当工作人员打开柜门时，防风杆可卡在任一卡槽处而不再移动，避免了柜门拉开后随意移动而妨碍工作的现象。

当继电保护人员用继电保护测试仪做调试试验时，为了读数方便，通常将测试仪放在屏前位置，此时可以将挡板抽出，将电流、电压等连线从露出的空间穿至屏后，接在相应的端子排上，该挡板可以随穿线的多少调整拉开长度，既保证通过足够的接线，又保证不暴露无效的空间，方便试验。当工作人员在屏柜背面的端子排上进行松紧螺丝、拆接线、安装保护模块等工作时，可以随手使用挂在屏柜后门工具架内存放的螺丝刀、钳子、绝缘胶带等常用工具，这些工具身上都贴有小型磁铁，在对工具交替使用的过程中，可将手上的工具随时贴在门上，用完后再放回工具架上，大大提高了现场作业的效率。

当工作过程中须要从屏底穿电缆的时候，可将两侧来的电缆顺着孔洞一根根穿至屏内，在每个孔洞处标注了每一根电缆的走向，这样工作人员不仅可以通过电缆牌明确电缆的去向和功能，而且可以通过孔洞上的标注去判断，避免了因电缆牌丢失而无法确定电缆线芯功能的局面。

当工作人员对接近屏顶处的端子排进行操时，可以将屏后的折叠台阶拉出来，组成一个小型的木质绝缘台阶，这样可以很轻松地站在上面拆解端子排上的线，既保证了人身安全，又节省了人力，使屏柜更加人性化。

4 试验数据对比

为了验证新型继电保护装置二次屏柜与传统屏柜相比具有的优势，在此通过具体试验进行对比。

某日，继电保护人员赶往变电站执行保护定检任务，在打开屏柜前门对装置信息进行查看时，利用防风杆将柜门固定住，然后将继电保护测试仪摆放就位，通过挡板将电流电压线穿至屏后，对保护进行加量调试，发现差动保护不能正常动作，随后检修人员走到屏后，拉出折叠台阶，站在上面对端子排接线进行检查，找出拒动的原因是电流连片松了；随后拿出工具架上的螺丝刀对连片进行紧固，顺手将螺丝刀吸在第二柜门上对其他接线进行检查，发现保护装置有两根跳闸线没接进来，随即从孔洞中接进来一根4芯的电缆，并在孔洞处写上电缆的去向，最后正确完成了定检任务。

由此可以看出，投运该发明的继电保护装置二次屏柜后，继电保护人员的工作效率大大提高，与投运前相比，定检工作所用时间缩短了20 min，不仅节省了作业时间，而且使现场更加安全、规整、条理。为了进一步验证，继电保护人员又赶往多所变电站进行试验对比，对装置使用前后的工作时间进行了统计，结果如表1所示。

表1 不同变电站工作时间对比

可以看出，新型继电保护装置二次屏柜的使用平均缩短保护验收、保护定检、保护改造工作时间约20 min，有效提高了继电保护人员的工作效率。

5 结束语

本文针对现有继电保护装置二次屏柜存在的不足，发明了一种具有多卡槽防风杆、测试仪专用穿线挡板、多孔洞电缆穿孔以及折叠台阶四大创新型功能的新型二次屏柜，不仅能够给现场工作提供便利性，而且大幅度缩短了继电保护人员的工作时间，提升了工作效率，在当下常规站向智能站转变的趋势中，能够满足保护验收、定检、改造更高的要求，具有很强的适应性。