一種新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜的設(shè)計(jì)

徐龍江，湯 磊，王 黎，馬曉路，文宏成，王 洋

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司，山東 青島 266002）

繼電保護(hù)裝置二次屏柜是安裝于變電站保護(hù)室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)保護(hù)裝置承載、集中歸納、保護(hù)的必要設(shè)備。二次屏柜有很多種類型，如主變保護(hù)屏柜——放置主變差動(dòng)、各側(cè)后備、非電量等保護(hù)裝置；線路保護(hù)屏柜——放置不同電壓等級(jí)的線路保護(hù)裝置；公用測(cè)控屏柜——放置實(shí)現(xiàn)遙信、遙測(cè)、遙控功能的綜合裝置；遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置——建立保護(hù)設(shè)備與主站聯(lián)系的裝置。除此之外，還有時(shí)鐘同步屏、交直流電源屏等，這些屏柜占地面積較大、垂直距離高，當(dāng)初設(shè)計(jì)只是為了承載二次設(shè)備，并沒有考慮到方便檢修人員開展工作。舉例來講，在打開屏柜前門時(shí)，自由活動(dòng)的柜門會(huì)給工作人員的操作造成不便；其次在對(duì)屏頂端子排進(jìn)行拆接線時(shí)，身高較矮的檢修人員須踮腳才能操作，若同時(shí)執(zhí)行多面屏的改造任務(wù)，則對(duì)其體力和耐力均是挑戰(zhàn)；再者在對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行加量調(diào)試時(shí)，屏上缺少專門的空間進(jìn)行穿線，若試驗(yàn)電壓電流回路數(shù)較多，則難以一次性將線插好。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本文提供了一種新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜設(shè)計(jì)及方法，該屏柜能夠?qū)σ陨蠁栴}進(jìn)行解決，從很大程度上方便檢修人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工作，優(yōu)化工作流程，提高作業(yè)效率。

1 新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜的功能設(shè)計(jì)

與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置二次屏柜相比，新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜增加了4大實(shí)用功能：多卡槽防風(fēng)桿、測(cè)試儀專用穿線擋板、多孔洞電纜穿孔以及折疊臺(tái)階，如圖1～4所示。

圖1 多卡槽防風(fēng)桿

圖1為安裝于屏柜前底部的多卡槽防風(fēng)桿，防風(fēng)桿由高強(qiáng)度不銹鋼制成，具有很高的硬度。在柜門底部開設(shè)多個(gè)卡槽，當(dāng)柜門打開時(shí)可卡在底部不同位置的卡槽處，進(jìn)而可以按照柜門打開程度的不同進(jìn)行固定，使其不再因人為誤碰而自由活動(dòng)，方便工作人員操作裝置面板。

圖2為安裝于屏前的測(cè)試儀專用穿線擋板，該擋板插在屏前的開槽處，擋板橫向設(shè)置，其為長(zhǎng)方形，可沿開槽打開或關(guān)閉。當(dāng)工作人員需要使用繼電保護(hù)測(cè)試儀做試驗(yàn)時(shí)，可將擋板抽出，在屏前將電壓、電流等連接線穿至屏后，插在相應(yīng)的端子排上，該空間面積較大，可保證一次性通過多根連接線，方便在保護(hù)改造、定檢、驗(yàn)收的時(shí)候進(jìn)行加量調(diào)試。

圖2 測(cè)試儀專用穿線擋板

圖3為屏柜內(nèi)底部的多孔洞電纜穿孔，多個(gè)孔洞排成列設(shè)置，每個(gè)孔洞均做好標(biāo)記，可供外部電纜穿線，使電纜布局分明，有助于工作人員區(qū)分不同的電纜，特別是在改造前期理順電纜的時(shí)候，可以節(jié)省很多時(shí)間。除此之外，孔洞下方還設(shè)有標(biāo)簽，標(biāo)明電纜的起始位置，使電纜走向更加直觀、明確。

圖3 多孔洞電纜穿孔

圖4為屏柜后底部的折疊臺(tái)階，其設(shè)計(jì)的初衷是為了方便工作人員對(duì)靠近屏頂?shù)亩俗优胚M(jìn)行接線操作，當(dāng)進(jìn)行屏后登高作業(yè)時(shí)，可將臺(tái)階展開，工作人員可踩在臺(tái)階上對(duì)頂部的端子排進(jìn)行接線，平常不用的時(shí)候折疊臺(tái)階疊放在屏柜里，這樣既方便了工作，又有助于后期對(duì)端子排進(jìn)行檢查。

圖4 折疊臺(tái)階

2 新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如前文所述，新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜具備4大創(chuàng)新性功能，每一項(xiàng)功能都為解決現(xiàn)場(chǎng)面臨實(shí)際問題、提升工作效率而設(shè)計(jì)，雖然每一項(xiàng)功能都具備很強(qiáng)的實(shí)用性，但將其整合在一臺(tái)屏柜上卻并非易事，既要保證功能實(shí)現(xiàn)，又要考慮經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性、復(fù)雜性等因素。經(jīng)過反復(fù)斟酌、研制，最終形成新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜如圖5～6所示。

圖5 新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜正面圖

圖5為新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜的正面圖，可以看出，測(cè)試儀專用穿線擋板安裝于第二柜門下方，而多卡槽防風(fēng)桿連接于第一柜門與第二柜門之間，卡槽設(shè)置于第一柜門下方。

圖6為新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜的背面圖，其中電纜穿孔安裝于底部?jī)蓚?cè)位置，折疊臺(tái)階安裝于底部中間位置，該屏柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以在保留原有屏柜功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)4大創(chuàng)新性功能。

圖6 新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜背面圖

3 新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜的實(shí)際應(yīng)用

當(dāng)繼電保護(hù)人員打開屏柜第一柜門時(shí)，防風(fēng)桿可以為屏柜前門和屏柜提供穩(wěn)定的連接點(diǎn)且具有伸縮功能，使得柜門能夠隨工作人員拉開的程度而自由活動(dòng)。同時(shí)，在屏柜第一柜門與防風(fēng)桿接觸處刻有固定的卡槽，當(dāng)工作人員打開柜門時(shí)，防風(fēng)桿可卡在任一卡槽處而不再移動(dòng)，避免了柜門拉開后隨意移動(dòng)而妨礙工作的現(xiàn)象。

當(dāng)繼電保護(hù)人員用繼電保護(hù)測(cè)試儀做調(diào)試試驗(yàn)時(shí)，為了讀數(shù)方便，通常將測(cè)試儀放在屏前位置，此時(shí)可以將擋板抽出，將電流、電壓等連線從露出的空間穿至屏后，接在相應(yīng)的端子排上，該擋板可以隨穿線的多少調(diào)整拉開長(zhǎng)度，既保證通過足夠的接線，又保證不暴露無(wú)效的空間，方便試驗(yàn)。當(dāng)工作人員在屏柜背面的端子排上進(jìn)行松緊螺絲、拆接線、安裝保護(hù)模塊等工作時(shí)，可以隨手使用掛在屏柜后門工具架內(nèi)存放的螺絲刀、鉗子、絕緣膠帶等常用工具，這些工具身上都貼有小型磁鐵，在對(duì)工具交替使用的過程中，可將手上的工具隨時(shí)貼在門上，用完后再放回工具架上，大大提高了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的效率。

當(dāng)工作過程中須要從屏底穿電纜的時(shí)候，可將兩側(cè)來的電纜順著孔洞一根根穿至屏內(nèi)，在每個(gè)孔洞處標(biāo)注了每一根電纜的走向，這樣工作人員不僅可以通過電纜牌明確電纜的去向和功能，而且可以通過孔洞上的標(biāo)注去判斷，避免了因電纜牌丟失而無(wú)法確定電纜線芯功能的局面。

當(dāng)工作人員對(duì)接近屏頂處的端子排進(jìn)行操時(shí)，可以將屏后的折疊臺(tái)階拉出來，組成一個(gè)小型的木質(zhì)絕緣臺(tái)階，這樣可以很輕松地站在上面拆解端子排上的線，既保證了人身安全，又節(jié)省了人力，使屏柜更加人性化。

4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比

為了驗(yàn)證新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜與傳統(tǒng)屏柜相比具有的優(yōu)勢(shì)，在此通過具體試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比。

某日，繼電保護(hù)人員趕往變電站執(zhí)行保護(hù)定檢任務(wù)，在打開屏柜前門對(duì)裝置信息進(jìn)行查看時(shí)，利用防風(fēng)桿將柜門固定住，然后將繼電保護(hù)測(cè)試儀擺放就位，通過擋板將電流電壓線穿至屏后，對(duì)保護(hù)進(jìn)行加量調(diào)試，發(fā)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)不能正常動(dòng)作，隨后檢修人員走到屏后，拉出折疊臺(tái)階，站在上面對(duì)端子排接線進(jìn)行檢查，找出拒動(dòng)的原因是電流連片松了；隨后拿出工具架上的螺絲刀對(duì)連片進(jìn)行緊固，順手將螺絲刀吸在第二柜門上對(duì)其他接線進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置有兩根跳閘線沒接進(jìn)來，隨即從孔洞中接進(jìn)來一根4芯的電纜，并在孔洞處寫上電纜的去向，最后正確完成了定檢任務(wù)。

由此可以看出，投運(yùn)該發(fā)明的繼電保護(hù)裝置二次屏柜后，繼電保護(hù)人員的工作效率大大提高，與投運(yùn)前相比，定檢工作所用時(shí)間縮短了20 min，不僅節(jié)省了作業(yè)時(shí)間，而且使現(xiàn)場(chǎng)更加安全、規(guī)整、條理。為了進(jìn)一步驗(yàn)證，繼電保護(hù)人員又趕往多所變電站進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，對(duì)裝置使用前后的工作時(shí)間進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1所示。

表1 不同變電站工作時(shí)間對(duì)比

可以看出，新型繼電保護(hù)裝置二次屏柜的使用平均縮短保護(hù)驗(yàn)收、保護(hù)定檢、保護(hù)改造工作時(shí)間約20 min，有效提高了繼電保護(hù)人員的工作效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)現(xiàn)有繼電保護(hù)裝置二次屏柜存在的不足，發(fā)明了一種具有多卡槽防風(fēng)桿、測(cè)試儀專用穿線擋板、多孔洞電纜穿孔以及折疊臺(tái)階四大創(chuàng)新型功能的新型二次屏柜，不僅能夠給現(xiàn)場(chǎng)工作提供便利性，而且大幅度縮短了繼電保護(hù)人員的工作時(shí)間，提升了工作效率，在當(dāng)下常規(guī)站向智能站轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)中，能夠滿足保護(hù)驗(yàn)收、定檢、改造更高的要求，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。