1 引言
MNS型低压开关柜是核电站厂用电系统主要配电设备（0.4KV及以下电压等级），主要为厂房内工艺系统的风机、水泵、电动阀门、照明、加热器、电动门、吊车、电梯、保护及仪控系统等设备提供动力电源，能够实现远方或就地控制。根据负荷变化的要求启动、调整和停止负荷运行，对负荷回路进行必要切换，并能反馈负荷设备的工作状态。
核电站该类型开关柜在装量庞大，相对应的故障数量也较多。由于核电运行对安全性和可靠性的要求甚高，因此对开关柜检修的速度和质量也有很高要求。本文总结历史维修经验，通过研制适用于核电站用MNS型开关柜的自主检修工具并进行应用，提高了开关柜的检修效率，保证检修过程的安全性和检修质量的可靠性。
2 MNS型开关柜常见电气故障
开关柜的抽屉开关经常要根据负荷的需求而改变运行状态，需要对抽屉进行断电或送电等操作，经过一段时间的运行后，抽屉开关内部电气回路难免出现一些故障。根据历史记录，对常见的电气故障进行统计分析，形成了MNS性开关柜典型故障分析表（见表1）。
表1 MNS性开关柜典型故障分析表
3 需求分析
3.1开关柜检修难点分析
核电站低压配电系统使用的开关抽屉数量约为5-6万件，总结历史经验反馈，开关柜检修主要存在两个难点，一是缺陷定位难，开关抽屉通常与上游仪控系统和下游负荷均有管理关联，开关出现报警原因可能是上游仪控系统故障、开关抽屉故障或者下游负荷故障。大部分故障的检修需要依靠电气人员的经验并通过尝试更换备件-在线验证的方式处理，这种方式缺陷处理用时长，可靠性也很难保证，故障反复出现。二是开关参数校验难，开关柜抽屉在热偶、断路器动作情况下需要校验时，只能通过通用的电流发生器，并进行复杂的接线才能完成校验，校验过程需要人工计时，误差较大。在需要验证开关柜抽屉功能时，只能在线验证，窗口限制较大，往往不能满足要求。
3.2研究目标
在现有开关柜原理基础上，充分整合现有开关柜故障类型，进行自主创新，研制出具有自主知识产权，可以满足核电站MNS型开关的检修装置工具。
3.2.1开发一种新型低压开关柜装置
研制一种新型低压开关柜装置，能够确保开关抽屉检修时，可以离线试验、并能反馈启停信号；能够方便进行热偶校验，提高开关柜检修的效率、确保开关柜检修的准确以及可靠。研发设备具有以下功能及特点：
1) 适用8E/4-24E抽屉，整合成一体，装置重量、尺寸尽量小；
2) 可以对电机抽屉实现启停，能够对启停反馈信号以及启停信号进行录波；
3) 可以阀门抽屉实现正反转，能够对启停反馈信号以及启停信号进行录波；
4) 可以对8E/4，8E/2抽屉进行热偶校验，可自动计时、启停，能够通过软件控制；
5) 8E及以上抽屉可外接设备，留有主回路输入、输出端口，便于外接电源和设备；
6) 抽屉的控制电源设有220VAC/24VDC切换，并可供其它等级控制电源接入。
4 新型检修工具的研制
4.1新型开关柜试验装置
4.1.1设计思路
完全模拟开关抽屉的主回路及控制回路工况，通过PLC识别不同开关抽屉型号，从而能实现对开关抽屉的多个参数测量试验。能对整个控制回路和主回路进行检测的装置
4.2.2新型开关柜试验装置的研制
（1）可对8E/4-24E规格抽屉进行检测
在抽屉测试接口区域，设置有3个间隔，分别可使用8E/4-24E抽屉。
（2）通过软件操作对电机、阀门抽屉实现启停、正反转，能够对启停反馈信号以及启停信号进行录波。
在测试过程中，选用电机或阀门抽屉时，可以实现启停、正反转功能，同时对启停信号以及启停反馈信号进行录波。
（3）通过软件操作，可以对8E/4、8E/2抽屉进行热偶校验，可自动计时、启停
对抽屉进行热偶校验时，只需要对校验电流等参数设定后，可以一键进行热偶校验，避免了抽屉的拆线，提高了校验效率。
（4）抽屉的控制电源设备可以220VAC/24VDC切换
可以通过软件操作选择控制电源，同时，在设备启动停止控制面板上留有接口，用于其他等级控制电源的接入，确保试验装置可以适用更多的负荷抽屉。
（5）其它功能
试验装置可以对抽屉各相直阻进行测量，以确认抽屉各相导通正常。
可以通过软件，查询试验数据，并导出试验表格，便于工作包的存档。
5 新型检修工具的研制
5.1同类产品比较
本次研制的核电站用MNS型开关抽屉自主检修工具，一套用于低压开关柜检修部件校验、功能测试、波形录制的试验装置。具有以下几个特点：
（1）低压开关柜试验装置集成多种检测功能，包括检测抽屉的启动控制、正反转控制、热偶校验、开关导通阻值等多种功能；
（2）低压开关柜试验装置可以通用多种规格抽屉，可以通过软件选择适用抽屉类型；
（3）低压开关柜试验装置配套操作软件，具有更简单易懂的人机操作界面。
5.2推广前景
MNS型开关柜广泛用于核电站和各类工业场所，开关抽屉电气故障检修基本均可以使用开关柜试验装置及便携式诊断工具进行离线诊断测试，能极大提高检修效率，降低负荷的不可用率。并且两套工具结构简单，操作便携，可广泛推广至各个场所。
6 结束语
MNS型低压开关柜是核电站厂用电低压配电（0.4KV）系统重要的配电设备，低压开关柜的正常运行与否直接影响到机组的安全运行。但长期以来，开关柜检修故障定位难，参数校验难的问题一直存在，针对这些问题，研制了适用于核电站用MNS型开关抽屉的自主检修工具，主要可以实现以下几种功能：
（1）试验装置可以对电机抽屉实现启停、阀门正反转，能够对启停反馈信号以及启停信号进行录波；
（2）试验装置可以对8E/4，8E/2抽屉进行热偶校验，可自动计时、启停，能够通过软件控制。
研制的MNS型开关抽屉的自主检修工具可用于大部分开关柜电气故障检修，能极大提高检修效率和检修质量。可普遍应用于各类工业场所，具有一定的推广价值。
参考文献
[1] 刘本生, MNS型低压开关柜的结构与检修[R].江苏：江苏核电有限公司,2012.
作者简介：
王昊（1990-），男，籍贯江西，学历本科，工程师，江苏核电有限公司，从事核电站电气检修和管理工作。
