圖文并茂詳細講解“電氣五防功能”，保姆級的介紹

PART.1：什么是五防？

按照國網公司在《防止電氣誤操作裝置管理規定》中描述，防誤裝置的設計應遵循的原則為“凡有可能引起誤操作的高壓電氣設備，均應裝設防誤裝置”，因此一次電氣設備防誤裝置應實現以下功能（簡稱五防）：

1.防止誤分、誤合斷路器（開關）；

2.防止帶負荷拉、合隔離開關（閘刀）或進、出手車；

3.防止帶電掛（合）接地線（接地閘刀）；

4.防止帶接地線（接地閘刀） 合 斷路器（開關）、隔離開關（閘刀）；

5.防止誤入帶電間隔。

除此之外，二次設備防誤應做到：

1.防止誤碰、誤動運行的二次設備；

2.防止誤（漏）投或停繼電保護及安全自動裝置；

3.防止誤整定、誤設置繼電保護及安全自動裝置的定值；

4.防止繼電保護及安全自動裝置操作順序錯誤。

PART.2：什么是高壓開關柜的五防

以高壓開關柜為例，其五防具體表現為：

1.防止誤分、誤合開關；

2.防止帶負荷搖出、搖入開關小車；

3.防止帶電 合 接地閘刀；

4.防止帶接地閘刀搖入開關小車；

5.防止誤入帶電間隔。

PART.3：五防如何實現

防止誤分、誤合開關可采用提示性的裝置，如儀表室門上裝有提示性的按鈕或者轉換開關。其他四防應采用強制性裝置，一方面，可以采用機械聯鎖，用機械零部件的傳動實現機械閉鎖，同時操作控制開關上可以裝設翻牌，有時還可以裝設程序鎖，以提示是否對位；另一方面，還可以采用電氣聯鎖，實現防止誤操作的某個功能。

01

防止誤分、誤合開關

主要通過機械閉鎖和電氣閉鎖實現，開關帶有分合閘閉鎖裝置，操作指令與操作設備對應一致才能對被操作設備進行操作。

圖1 五防裝置

以防止誤合開關為例，開關小車只有在工作位置或試驗位置時，才能對開關進行合閘操作；當開關小車在工作位置與試驗位置之間轉換的過程中（非工作非試驗位置），開關不能進行合閘操作。

如下圖所示，閉鎖線圈Y1位于合閘按鈕上方，閉鎖線圈的鐵芯處于合閘按鈕內側，微動開關S0處于閉鎖線圈的上方，串聯于合閘回路之中，此處為合閘軸與合閘按鈕同時動作。

圖2 彈簧操縱機構部分實物圖

下圖為閉鎖回路和合閘回路的二次回路圖，結合該回路進行分析。

圖3 二次回路圖

當開關小車處于非工作非試驗位置時，微動開關S8和S9均斷開，整個閉鎖回路不導通，閉鎖線圈Y1不得電，鐵芯處于自由狀態，對合閘軸有一定的阻擋，當手動或電動合閘時，阻擋合閘軸的轉動，無法進行合閘，實現了機械閉鎖。同時，微動開關S0常開接點斷開，使得合閘回路不導通，無法進行合閘，實現了電氣閉鎖。

實物圖如下圖所示。

圖4 實現閉鎖

當開關小車處于試驗位置時，微動開關S8閉合；當開關小車處于工作位置時，微動開關S9閉合，即當開關小車處于試驗位置或工作位置時，整個閉鎖回路導通，閉鎖線圈Y1得電，鐵芯上移，釋放對合閘軸的阻擋，使得微動開關S0常開接點閉合，滿足了合閘回路導通的一個條件。

實物圖如下圖所示。

圖5 釋放閉鎖

另外一方面，當開關小車處于工作位置或試驗位置時，聯鎖彎板下移，釋放對合閘軸的閉鎖，開關可以進行合閘。當開關小車處于非工作非試驗位置時，聯鎖彎板上移，對合閘軸有一定的閉鎖，開關無法進行合閘，實現了機械閉鎖。

圖6 聯鎖彎板下移

圖7 聯鎖彎板上移

02

防止帶負荷搖出、搖入開關小車

主要通過聯鎖桿及小車底盤內部的機械裝置以及分、合閘機構（機械聯桿）同時實現，開關合閘通過聯鎖桿作用于底盤上的機械裝置，使開關小車無法移動。

圖8 聯鎖桿壓住底盤擋板

首先分析防止帶負荷搖出開關小車，當開關小車在工作位置開關合閘后，如下圖所示，在底盤車內部的閉鎖裝置將絲杠鎖定，使得開關小車不會被搖出。

圖9 開關小車在工作位置時絲杠鎖定

接下來分析防止帶負荷搖入開關小車，當開關小車在試驗位置開關合閘后，如下圖所示，在底盤車內部的閉鎖裝置將絲杠鎖定，使得開關小車不會被搖入。

圖10 開關小車在試驗位置時絲杠鎖定

03

防止帶電合接地閘刀

主要采用機械閉鎖和電氣閉鎖實現。

（1）采用機械強制聯鎖

當開關小車處于試驗位置或檢修位置時，接地閘刀操作孔閉鎖擋板應能按動自如，可以合接地閘刀；當小車處于工作位置或非工作非試驗位置時，擋板應無法按下，不可以合接地閘刀，從而實現了機械閉鎖。

當開關小車處于試驗位置或檢修位置，接地閘刀處于分位時，接地閘刀操作孔閉鎖擋板擋住了接地閘刀操作孔，沒有被按下。

圖11 接地閘刀在分位

當接地閘刀處于合位時，接地閘刀操作孔閉鎖擋板被按下，無法抬起。

圖12 接地閘刀在合位

當開關小車處于工作位置或非工作非試驗位置時，接地閘刀操作孔閉鎖擋板無法按下，是由于與其同軸相連的擋板被底盤車右側限位板阻擋，如下圖所示。因此接地閘刀無法合閘，實現了防止帶電合接地閘刀。

圖13 限位板阻擋擋板

（2）采用電氣強制聯鎖

只有當出線側不帶電時，接地閘刀才能合閘。工作原理是開關柜安裝強制閉鎖型帶電指示器，接地閘刀安裝閉鎖線圈，將帶電指示器的輔助觸點接入接地閘刀閉鎖線圈回路，帶電指示器檢測到出線側帶電后閉鎖接地閘刀合閘回路，從而實現了防止帶電合接地閘刀。

圖14 閉鎖電磁鐵

04

防止帶接地閘刀搖入開關小車

開關小車在試驗位置，接地閘刀分閘時，一方面，接地閘刀操作孔閉鎖擋板沒有被按下，導軌上的擋板和導軌下的擋塊處于下圖所示的縮回位置。

圖15 擋板和擋塊縮回

另一方面，接地閘刀聯鎖板與絲杠之間有一定的距離，對絲杠沒有閉鎖，開關小車可以搖入工作位置。

圖16 未閉鎖絲杠

開關小車在試驗位置，接地閘刀合閘時，一方面，接地閘刀操作孔閉鎖擋板被按下，導軌上的擋板和導軌下的擋塊處于下圖所示的探出位置。

接地閘刀操作孔閉鎖擋板的傳動機構帶動柜內開關小車右導軌下的擋塊頂住了小車的傳送絲桿連鎖機構，使小車無法移動，同時右導軌上的擋板也阻擋小車的進入。

圖17 擋板和擋塊探出

另一方面，接地閘刀聯鎖板受到力的作用，被推動到底盤車內，閉鎖絲杠限位器，使得開關小車無法搖入工作位置，實現了機械閉鎖。

圖18 閉鎖絲杠

05

防止誤入帶電間隔

主要采用了機械閉鎖和電氣閉鎖。

（1）接地閘刀與開關柜后柜門的機械閉鎖

工作原理主要是通過接地閘刀的操作連桿轉動，實現開關柜后柜門的閉鎖和解鎖。當在出線側無電，并且開關小車處于試驗位置時，合上接地閘刀，開關柜后柜門門板上的機械閉鎖鉤解鎖，此時可以打開開關柜后柜門門板。

下圖是接地閘刀處于分閘位置閉鎖鉤的位置，閉鎖鉤呈水平狀態，閉鎖開關柜后柜門，使得開關柜后柜門無法打開。

圖19 閉鎖開關柜后柜門

下圖是接地閘刀處于合閘位置時閉鎖鉤的位置，閉鎖鉤呈垂直狀態，開關柜后柜門可以打開。

圖20 解鎖開關柜后柜門

（2）對于沒有接地閘刀的開關柜，必須在高壓停電后，開關柜后柜門電磁鎖解鎖，才能打開開關柜后柜門。

開關柜繼電儀表室門板上安裝有開關柜智能顯控裝置，在智能顯控裝置的右上角為高壓帶電顯示區域，顯示出線側是否帶電，如圖21所示，開關柜后柜門上安裝有電磁鎖，如圖22所示。

圖21 智能顯控裝置和高壓帶電顯示裝置

圖22 電磁鎖

結合電氣閉鎖原理圖進行分析，當開關小車在試驗位置，并且帶電顯示器顯示出線側無電情況下，接地閘刀閉鎖線圈DS1和柜門閉鎖線圈DS0均帶電，鐵芯吸合，接地閘刀閉鎖鐵芯，釋放對接地閘刀操作孔閉鎖擋板的阻擋，閉鎖擋板可以壓下，進行接地閘刀合閘操作，同時，柜門鐵芯釋放對開關柜后柜門的阻擋，可以打開開關柜后柜門，從而實現了防止誤入帶電間隔。

圖23 電氣閉鎖原理圖

DS1：接地閘刀閉鎖線圈。

DS0：柜門閉鎖線圈。

DXN：當帶電顯示器顯示無電時，觸點閉合。

1G：小車位置觸點，小車在試驗位置時，觸點閉合。

（3）當開關小車從工作位置移至試驗位置后，上下活門均關閉，將靜觸頭盒隔開，這個主要是通過開關時兩側的活門提升機構完成的，開關小車拉出過程中，開關柜柜體上下活門自動關閉，實現了機械閉鎖，最終實現了防止誤入帶電間隔。

圖24 防止誤入帶電間隔

PART.4：總結

五防系統的健康運行，關系到倒閘操作的安全。運維人員應在設備驗收時全面檢查高壓開關柜五防閉鎖功能是否完善，防止電氣誤操作。