中置柜標(biāo)準(zhǔn)化方案的配套件改進探討

／溫州興機電器有限公司 章如海 王瑞元 ／

中置柜標(biāo)準(zhǔn)化方案的配套件改進探討

／溫州興機電器有限公司 章如海 王瑞元 ／

國家電網(wǎng)正在開展標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計建設(shè)，通過選取可靠性和成熟度都較高的中置式手車開關(guān)柜KYN28型柜體為基礎(chǔ)，進行12kV手車式開關(guān)柜的統(tǒng)一設(shè)計。主要是對系統(tǒng)內(nèi)的接口進行標(biāo)準(zhǔn)化，同時也對內(nèi)部配套件提出了一些功能性的要求。借由這些新的功能需求的提出和新產(chǎn)品開發(fā)對中置柜的優(yōu)化，配套件也可以順勢做一些相關(guān)的改進，對各項功能進行整合。這種優(yōu)化升級包含結(jié)構(gòu)改進、性價比改善、模塊化調(diào)整及功能整合，以更好滿足各種防護要求，保護人身安全以及提升操作合理性等。

中置柜；底盤車；電動模塊；五防聯(lián)鎖；精益型二代配件；動熱穩(wěn)定

0 引言

國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)下一階段重點是進行設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，以便提高設(shè)備的通用互換、擴建等，對12kV手車式開關(guān)柜統(tǒng)一設(shè)計。國家電網(wǎng)對KYN28型柜體提出新的要求，這些要求對很多功能化提出擴大方案，也是對很多優(yōu)秀的方案進行統(tǒng)一的梳理整合。

根據(jù)整合的條件，國內(nèi)28柜生產(chǎn)廠家也可以同步對柜體進行升級改造。雖然老柜型結(jié)構(gòu)已經(jīng)足夠成熟穩(wěn)定，但是還有很多方面可以再優(yōu)化。

從典型的柜體入手，如果按照改進功能點分，大致可以分為柜架（含母線）、元器件、功能配套件、儀表二次等。升級也是包括以上幾點，本文著重介紹配套件方面的優(yōu)化設(shè)計，便于大家對柜體整體升級的同時，進行中置柜的配套件方面的升級工作。

中置柜配套件的升級都是基于五防聯(lián)鎖的改善改進，以及產(chǎn)品自身性能提升的優(yōu)化設(shè)計，它包括以下幾大內(nèi)容。

為了同步中置柜的標(biāo)準(zhǔn)化推廣，配套件的升級也可以同步升級。優(yōu)化方案可以從以下幾點進行。

（1）人性化優(yōu)化設(shè)計增加

如圖1所示，主要從減少人力操作的困難方面入手。包含電動底盤車、電動接地開關(guān)、液壓轉(zhuǎn)運車及多功能轉(zhuǎn)運車等方面。

（2）老產(chǎn)品的新結(jié)構(gòu)改進設(shè)計

老產(chǎn)品新結(jié)構(gòu)包含底盤車聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)調(diào)整、接地回路銅排的結(jié)構(gòu)和性能調(diào)整，門鎖、門鉸鏈以及門結(jié)構(gòu)改進等。

（3）增加聯(lián)鎖的統(tǒng)一梳理

圖1 KYN28中置柜配套件

除五防聯(lián)鎖衍生的老聯(lián)鎖外增加的一些防護人身安全方面的聯(lián)鎖，包括底盤車的關(guān)門鎖門的聯(lián)鎖、二進一（先進先出）的程序鎖聯(lián)鎖、底盤車門掛鎖、中門掛鎖、接地開關(guān)掛鎖、活門自鎖、后門上下門聯(lián)鎖、接地開關(guān)上下程序鎖聯(lián)鎖等。

（4）老型聯(lián)鎖的優(yōu)化

老型聯(lián)鎖優(yōu)化主要是結(jié)構(gòu)精簡性能提升方面，包括底盤車相關(guān)聯(lián)鎖、活門聯(lián)鎖、接地聯(lián)鎖、導(dǎo)軌聯(lián)鎖、前下門聯(lián)鎖。

以上是對整個配套件升級的簡單分類。

1 配套件改良的分類討論

1.1 常規(guī)底盤車的更新點

底盤車在抽出式開關(guān)柜中用于承載故障率較高的電器元器件，如斷路器、負(fù)荷開關(guān)，互感器、接地開關(guān)等。按照底盤車的功能整理相關(guān)點。

升級點：模塊化中門聯(lián)鎖，附帶升級相關(guān)中門聯(lián)鎖附件，如圖2所示。

圖2 模塊化中門聯(lián)鎖

1）中門聯(lián)鎖——增加柜內(nèi)手車在關(guān)上門的情況下才能操作，或者增加手車離開試驗位置后鎖定柜門的底盤車。

配合凹凸門，中門掛鎖配件也可以做同步更改。包括凹凸門關(guān)門聯(lián)鎖推板、帶掛鎖推板等，如圖3～圖6所示。

圖3 凹凸門推板

圖4 中門掛鎖

圖5 凹凸門套

圖6 中門掛鎖

2）程序鎖聯(lián)鎖——增加擁有鑰匙鎖定或解鎖的程序鎖，實現(xiàn)鎖定推、進退出功能。

注：程序鎖底盤車包含兩臺底盤車兩鎖一鑰匙，實現(xiàn)二臺操作一臺的功能（三鎖兩鑰匙的三進二功能等）；或者兩臺程序鎖進行底盤車互鎖的先進先出等功能（見圖7）。

圖7 斷路器隔離車先進先出+關(guān)門聯(lián)鎖

3）手動優(yōu)先——電動底盤車內(nèi)部增加微動開關(guān)，當(dāng)搖把插入底盤車后，微動開關(guān)切換，斷開電動回路，起到手動保護的作用，如圖8所示。

圖8 新款電動底盤車+關(guān)門聯(lián)鎖+手動優(yōu)先

圖9 銅導(dǎo)軌接地：更新款接地夾+更新銅導(dǎo)軌

4）銅導(dǎo)軌接地: 圖9底盤車銅質(zhì)接地導(dǎo)體，當(dāng)額定短路持續(xù)時間為3s時，其電流密度不應(yīng)超過125A / mm2。當(dāng)額定短路持續(xù)時間為4s時，其電流密度不應(yīng)超過100A / mm2。接地回路的短視耐受電流按照主回路的額定短時耐受電流的87%計算，主回路按照GB 3906—2006中附錄D公式：S=I/a√（t△θ）短時持續(xù)電流的熱效應(yīng)計算裸導(dǎo)體橫截面積的方法計算（底盤車作為配套件，接地回路的短時耐受電流不作單獨的底盤車試驗，底盤車推薦相關(guān)接地排截面積。）。

5）南網(wǎng)新要求：接地開關(guān)合閘，底盤車接地聯(lián)鎖提前。常規(guī)底盤車搖動1.75圈（17.5mm），可以方便更改為0.75圈或0.25圈以下。①更改接地聯(lián)鎖板，提前聯(lián)鎖（0.75圈），方便現(xiàn)場更改，見圖10。②更改絲桿，增加聯(lián)鎖擋塊（0.25圈以下），現(xiàn)場不方便更換，見圖11。

圖10 接地聯(lián)鎖0.75圈

圖11 接地聯(lián)鎖0.25圈

1.2 老型聯(lián)鎖優(yōu)化及部分新結(jié)構(gòu)增加

老型聯(lián)鎖包括活門聯(lián)鎖、接地聯(lián)鎖、導(dǎo)軌聯(lián)鎖、前下門聯(lián)鎖。

1）老式活門機構(gòu)裝置的活門板上下運動是導(dǎo)桿式結(jié)構(gòu)，容易出現(xiàn)卡滯、運動不靈活等現(xiàn)象。另外包括需要新增內(nèi)容等，要求活門旋轉(zhuǎn)金屬材料加接地加絕緣板或硫化等要求。

導(dǎo)桿式活門現(xiàn)在成熟更新一般選取卡槽軌道式活門、滑軌式（抽屜滑軌）活門、滾輪式活門、套筒式活門等，如圖12和圖13所示?；铋T板就可以直接采用絕緣加金屬或者金屬硫化即可。

圖12 滑軌式活門

圖13 卡槽式活門

2）老式接地開關(guān)操作機構(gòu)聯(lián)鎖裝置方向聯(lián)鎖（不關(guān)后門不可以操作接地開關(guān)）裝配困難，操作易破壞。

可以附帶精簡版的前下門聯(lián)鎖。接地連鎖主要是方向聯(lián)鎖的更新，以及絕緣結(jié)構(gòu)的整理，包括后軸環(huán)氧玻璃布絕緣套管、后整根絕緣棒結(jié)構(gòu)、后分體式接地開關(guān)操作結(jié)構(gòu)等，如圖14所示。

圖14 接地連鎖及下門聯(lián)鎖

3）老式導(dǎo)軌聯(lián)鎖采用傾斜撥片，新的導(dǎo)軌聯(lián)鎖采用垂直貼面，更方便底盤車接地聯(lián)鎖的調(diào)試。這些結(jié)構(gòu)有些已經(jīng)更改多年，只是很多沒有全面普及而已。

導(dǎo)軌聯(lián)鎖新款更新點：在垂直型結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，爬坡的斜面角度更改，爬坡距離拉長，防止手車推入后的撞擊及手車搖入時聯(lián)鎖板的干涉。讓手車進入及聯(lián)鎖更加靈活可靠，如圖15所示。

圖15 導(dǎo)軌及導(dǎo)軌聯(lián)鎖

現(xiàn)在市場通用的導(dǎo)軌大概有三種結(jié)構(gòu)：鐵導(dǎo)軌、銅導(dǎo)軌、鋁合金導(dǎo)軌。其中銅導(dǎo)軌和鋁合金導(dǎo)軌可以考慮導(dǎo)軌接地，銅導(dǎo)軌和鋁導(dǎo)軌的動熱穩(wěn)定計算，可以參考上文的銅導(dǎo)軌接地額定短時耐受電流計算。另外還要參考基礎(chǔ)接面結(jié)構(gòu)、搭接位置、接觸壓力、接觸效果及點數(shù)等方面，具體的效果需要進行動熱穩(wěn)定試驗。

4）另外斷路器緊急分閘、活門自鎖、后門上下門聯(lián)鎖和前地刀操作孔聯(lián)鎖等。

緊急分閘在部分成套廠一直有使用，市場上有通用幾個版本，包括帶掛鎖結(jié)構(gòu)、拉桿結(jié)構(gòu)、滑板結(jié)構(gòu)等，現(xiàn)在比較綜合的版本如圖所示：可以調(diào)節(jié)、按鈕不能突出操作面、增加緩沖墊片、增加結(jié)構(gòu)強度等，如圖16所示。

圖16 緊急分閘及操作說

新款活門自鎖（見圖17），可以在活門聯(lián)鎖機構(gòu)里面直接選配，目的是手車?yán)龊?，活門板手工無法打開，防護人身安全。新款的結(jié)構(gòu)更加簡單，采用扣接式，只有一個安裝螺釘，方便安裝，自帶掛鎖結(jié)構(gòu)（見圖18）。

圖17 活門自鎖

圖18 接地掛鎖

后上下門聯(lián)鎖是屬于選配件（見圖19），后門下門必須在上門關(guān)上后才可以關(guān)下門，當(dāng)下門關(guān)上后，上門無法打開，可以自帶緊急解鎖。這款結(jié)構(gòu)小巧，方便安裝，只需要兩個安裝螺釘即可實現(xiàn)，讓柜體結(jié)構(gòu)更加美觀漂亮，操作更加方便。

新增的接地開關(guān)聯(lián)鎖（見圖20）是聯(lián)鎖比較重要的地方，主要是地刀操作的防護。關(guān)于地刀操作聯(lián)鎖比較多，簡單統(tǒng)計以下幾個聯(lián)鎖：斷路器搖入后，不能操作地刀。后門不關(guān)，不能操作地刀。地刀分閘時，前下門不關(guān)，不能操作地刀。地刀合閘時，前下門不關(guān)，不能操作地刀（需要拔下高壓手柄）。地刀合閘后，斷路器搖入。地刀合閘后，前下門才能打開（附帶緊急解鎖）。地刀合閘后，后門才可以打開（附帶緊急解鎖）。

圖19 后上下門聯(lián)鎖

圖20 接地開關(guān)聯(lián)鎖

關(guān)于地刀的部分聯(lián)鎖，其他還有很多防護方面的連鎖：包括程序鎖聯(lián)鎖機械互鎖、閉鎖電磁鐵的電器互鎖、地刀的掛鎖等等。

帶位置限位的高壓手柄（見圖21），可以在規(guī)定情況下才可以拔下高壓手柄。第一種是帶銷頭，第二種是四方頭手柄，只要相應(yīng)更改操作孔和標(biāo)牌即可（帶銷高壓手柄，可以在分閘合閘的45°角開上讓位缺口，四方頭手柄，可以開四方缺口進行限位）。

圖21 高壓手柄

5）出了這種聯(lián)鎖的擴大化外，還可以做相關(guān)裝配件的升級，包括門鎖鉸鏈等，可以提高操作的舒適度及柜子整體的美觀度。

快拉門鎖（見圖22），目前市場的快拉有好幾種成熟的結(jié)構(gòu)包括插銷式、掛鉤式等。

圖22 快拉門鎖

門鎖門鉸鏈系列（見圖3），包括增加掛鎖孔，更改新結(jié)構(gòu)方案，增加強度等。其他還有材料方面的更改，解決防爆防銹等要求，包括不銹鋼門鎖、不銹鋼鉸鏈等。

圖23 鉸鏈、門鎖

以上只是羅列了部分配套件的更改內(nèi)容，另外還有很多更改方案，以及更改點沒有一一列出，本文只是拋磚引玉，希望大家共同探討，擴大產(chǎn)品的升級換代，讓我們的產(chǎn)品更加優(yōu)秀。

2 結(jié)束語

無論國家電網(wǎng)12kV手車式開關(guān)柜標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)能否可靠推行，無論南網(wǎng)技術(shù)變更可能提出什么新要求。中置柜的改革都必須持續(xù)可靠進行，這樣，產(chǎn)品才有可持續(xù)發(fā)展。

更加智能、更加安全、更加方便、更加經(jīng)濟是電網(wǎng)致力的目標(biāo)，也是目前柜體及配套件改進的方向。

[1]中國電力科學(xué)研究院.GB 3906-2006 3.6～40.5kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備[S]. 北京：中國電力出版社,2006.

[2]西安高壓電器研究所. 高壓電器產(chǎn)品樣本[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.