變電站隔離開(kāi)關(guān)限動(dòng)裝置的研制

梁穎輝

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529300）

0 引言

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷發(fā)展，變電站的設(shè)備改造、設(shè)備更新?lián)Q代進(jìn)程越來(lái)越快，變電站的工程量也越來(lái)越大，而往往影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的事故事件多數(shù)發(fā)生在變電站施工過(guò)程中，尤以帶地刀/地線合刀閘或帶電合地刀居多。在施工過(guò)程中，運(yùn)行人員無(wú)法把控作為與檢修設(shè)備有效斷開(kāi)點(diǎn)的隔離開(kāi)關(guān)，給施工安全和電網(wǎng)安全留下了極大的隱患。為了解決這一困境，本文將闡述變電站隔離開(kāi)關(guān)限動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)、主要結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用前景。

1 變電站隔離開(kāi)關(guān)限動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

隔離開(kāi)關(guān)的傳動(dòng)主要由操動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直連桿、驅(qū)動(dòng)桿等部件實(shí)現(xiàn)，部件之間相互配合，完成隔離開(kāi)關(guān)的一次次完整的傳動(dòng)。而傳動(dòng)的動(dòng)力由操動(dòng)機(jī)構(gòu)提供，操動(dòng)機(jī)構(gòu)由控制系統(tǒng)和電機(jī)系統(tǒng)組成，控制系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)包括：控制電源、分合閘按鈕、急停按鈕、分合閘線圈、分合閘線圈接點(diǎn)、熱繼電器（電機(jī)保護(hù)用繼電器）、手動(dòng)操作聯(lián)鎖接點(diǎn)、限位接點(diǎn)等；電機(jī)系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)包括：三相電源、三相電機(jī)、分合閘接點(diǎn)等。傳動(dòng)的發(fā)起點(diǎn)就是控制回路導(dǎo)通，相應(yīng)的合閘或分閘回路導(dǎo)通，使電機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與驅(qū)動(dòng)桿相連的垂直連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)終點(diǎn)，由限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi)回路，切斷電機(jī)電源，完成傳動(dòng)[1]。

限動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)根據(jù)上述隔離開(kāi)關(guān)的傳動(dòng)原理，找到合適的接入點(diǎn)，在不改動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直連桿、驅(qū)動(dòng)桿等部件的前提下，在原設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過(guò)控制垂直連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，并與熱繼電器（電機(jī)保護(hù)用繼電器）配合，達(dá)到限制隔離開(kāi)關(guān)傳動(dòng)的目的。

當(dāng)限制隔離開(kāi)關(guān)手動(dòng)操作傳動(dòng)時(shí)，由限動(dòng)裝置對(duì)垂直連桿進(jìn)行制動(dòng)，滿足制動(dòng)力矩大于手搖操作的傳動(dòng)力矩，即可達(dá)到限制隔離開(kāi)關(guān)手動(dòng)操作傳動(dòng)的效果。

當(dāng)限制隔離開(kāi)關(guān)電動(dòng)操作傳動(dòng)時(shí)，因?yàn)楦綦x開(kāi)關(guān)是由電機(jī)傳動(dòng)的，所以只要達(dá)到一定條件將控制回路或者電機(jī)回路斷開(kāi)即可，電機(jī)通電后，帶動(dòng)垂直連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，但限動(dòng)裝置控制了隔離開(kāi)關(guān)垂直連桿，產(chǎn)生一個(gè)逆向力矩，連桿無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)回路電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降、繞組中的電流將增大，此時(shí)，回路中的熱繼電器（電機(jī)保護(hù)用繼電器）動(dòng)作，利用電流的熱效應(yīng)原理，在出現(xiàn)電機(jī)不能承受的過(guò)載時(shí)切斷控制回路，從而切斷電機(jī)回路，為電機(jī)提供過(guò)載保護(hù)，達(dá)到限制隔離開(kāi)關(guān)電動(dòng)操作傳動(dòng)的效果[2]。

本裝置的設(shè)計(jì)以不改動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)一、二次設(shè)備為前提，滿足即裝即用，拆卸方便的原則，設(shè)計(jì)初衷是成為工程管控中保障施工安全的實(shí)用性工具。圖1所示為變電站隔離開(kāi)關(guān)限動(dòng)裝置設(shè)計(jì)圖。

圖1 變電站隔離開(kāi)關(guān)限動(dòng)裝置設(shè)計(jì)圖

2 變電站隔離開(kāi)關(guān)限動(dòng)裝置的主要結(jié)構(gòu)

隔離開(kāi)關(guān)限動(dòng)裝置主要由兩部分組成：（1）夾緊部件，是控制垂直連桿的組件，用于夾緊垂直連桿，阻止其轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）固定部件，是固定整個(gè)限動(dòng)裝置的組件，用于固定在槽鋼板上，配合限動(dòng)裝置阻止垂直連桿轉(zhuǎn)動(dòng)。

夾緊部件的結(jié)構(gòu)以?shī)A緊連桿為主，基于大部分35 kV及以上戶外敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)的垂直連桿均是圓柱形，而直徑各不相同，夾緊部件在進(jìn)行夾緊固定時(shí)可調(diào)節(jié)，形狀如一個(gè)大夾子，內(nèi)部有多級(jí)齒條，如手銬一樣拷住垂直連桿，可適應(yīng)不同連桿直徑的隔離開(kāi)關(guān)垂直連桿，在夾緊時(shí)只能單向活動(dòng)，如需拆卸，則需要專用解鎖鑰匙開(kāi)鎖，才能松開(kāi)夾緊部件。在與連桿夾緊固定的接觸面，還會(huì)覆蓋有防止打滑和增強(qiáng)摩擦力的硅膠層，確保夾緊部件與垂直連桿緊固貼合。

固定部件與夾緊部件相連，主要結(jié)構(gòu)是一塊可活動(dòng)的鋼板，由于目前90%的35 kV及以上戶外敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)的機(jī)構(gòu)箱是固定在槽鋼板上，固定部件的鋼板就是依靠貼合在這塊槽鋼板上保持相對(duì)固定的狀態(tài)。因?yàn)殇摪迨强苫顒?dòng)的，所以當(dāng)移動(dòng)鋼板到與槽鋼緊密貼合的位置后，就可以進(jìn)行固定，從而使限動(dòng)裝置與隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)相對(duì)固定，當(dāng)垂直連桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)限動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定部件則與機(jī)構(gòu)箱槽鋼板緊密貼合，無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，從而提供逆向阻力，阻止垂直連桿轉(zhuǎn)動(dòng)[3]。圖2所示為效果圖。

圖2 效果圖

3 變電站隔離開(kāi)關(guān)限動(dòng)裝置的特點(diǎn)

限動(dòng)裝置有以下特點(diǎn)：

3.1 高度的通用性

本裝置不需改動(dòng)一、二次設(shè)備，只要簡(jiǎn)單安裝在需要禁止傳動(dòng)的隔離開(kāi)關(guān)上，即可有效把控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。針對(duì)目前變電站里各種類型的戶外隔離開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)，已設(shè)計(jì)成靈活通用型，適用于90%的35 kV及以上戶外敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)，可以為各種工程的開(kāi)展提供有效保障。

3.2 強(qiáng)大的實(shí)用性

安裝了限動(dòng)裝置的隔離開(kāi)關(guān)，無(wú)論現(xiàn)場(chǎng)施工人員采取電動(dòng)傳動(dòng)還是手動(dòng)傳動(dòng)，均無(wú)法傳動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)，而且安裝在禁止傳動(dòng)的隔離開(kāi)關(guān)上，非常突出醒目，容易被施工人員發(fā)現(xiàn)，由于施工人員的誤操作往往是一時(shí)盲目，只要讓他的誤操作出現(xiàn)延誤，則可暫停其誤操作行為，所以限動(dòng)裝置在電動(dòng)操作時(shí)通過(guò)切斷控制回路的方法阻止施工人員傳動(dòng)刀閘，在手動(dòng)操作時(shí)通過(guò)機(jī)械阻力阻止施工人員傳動(dòng)刀閘，從而使施工人員知道自己在誤操作一把禁止傳動(dòng)的隔離開(kāi)關(guān)，而停止誤操作行為，防止誤操作行為進(jìn)一步發(fā)展。

3.3 良好的耐用性

限動(dòng)裝置由高強(qiáng)度的不銹鋼組成骨架，保證其機(jī)械強(qiáng)度，在表面覆蓋不導(dǎo)電的硅膠層，防止在使用中產(chǎn)生靜電，而且可重復(fù)使用，使用期間也不需要維護(hù)，耐用性良好。

3.4 簡(jiǎn)單的可操作性

限動(dòng)裝置的安裝十分簡(jiǎn)單便利，只需兩步操作即可完成：首先使用限動(dòng)裝置夾緊隔離開(kāi)關(guān)垂直連桿，然后固定在機(jī)構(gòu)箱槽鋼板上，即可完成安裝。拆裝也同樣方便快捷，只需使用專用解鎖鑰匙松開(kāi)限動(dòng)裝置夾緊部件，即可拆下裝置，而且對(duì)隔離開(kāi)關(guān)本體沒(méi)有絲毫影響。整個(gè)安裝和拆卸過(guò)程耗時(shí)短，操作簡(jiǎn)單，而且配置專用拆卸鑰匙，不會(huì)被施工人員隨意拆下，既安全又方便[4]。

4 變電站隔離開(kāi)關(guān)限動(dòng)裝置的應(yīng)用前景

限動(dòng)裝置的特點(diǎn)說(shuō)明了它能夠應(yīng)用在大部分的35 kV及以上戶外敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)上，其性能能夠有效控制隔離開(kāi)關(guān)的傳動(dòng)，具有較高的實(shí)用價(jià)值。目前，電網(wǎng)中大部分變電站仍是以戶外敞開(kāi)式設(shè)計(jì)為主，而且部分設(shè)備運(yùn)行年限較長(zhǎng)，是變電站更新改造的主體，工程相對(duì)集中在此類型的變電站。所以，限動(dòng)裝置能夠給這些工程的檢修工作提供有效的安全技術(shù)措施，幫助運(yùn)行人員把控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)，杜絕發(fā)生帶地刀/地線合刀閘或帶電合地刀等惡性誤操作。本裝置先在500 kV五邑變電站試用，然后在江門供電局試用，技術(shù)成熟之后可以推廣到各地供電局甚至整個(gè)廣東電網(wǎng)乃至國(guó)家電網(wǎng)使用。在未來(lái)還可以增加聲音告警、APP定位等實(shí)用功能，完善裝置的配置，對(duì)工程管控起到更好的效果[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文闡述了變電站隔離開(kāi)關(guān)限動(dòng)裝置研制工作的各個(gè)方面，對(duì)限動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)、主要結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用前景做了詳細(xì)的介紹和說(shuō)明。限動(dòng)裝置的高度通用性、實(shí)用性、耐用性和可操作性，能夠?yàn)槭┕ぐ踩峁┯行ПＵ?，阻止施工人員的誤操作行為，將惡性誤操作扼殺在萌芽狀態(tài)，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有效保障。