中置柜自身防誤功能的淺析

漆昀晟 鄭文樂

（甘肅電器科學(xué)研究院）

0 引言

在近年來的城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和設(shè)備的升級改造中，為了盡可能地減少設(shè)備的占地面積，提高設(shè)備的綜合功能，減少運行維護(hù)的成本，在配電開關(guān)設(shè)備方面，大量使用了各種型號的戶內(nèi)手車式開關(guān)柜，通常稱中置柜，如KYN18C-12型、KYN28A-12型等。尤其是KYN28A-12型中置柜，因其在制造過程中應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)控高精度機(jī)床加工工藝、可靠和新穎的機(jī)械和電氣結(jié)構(gòu)、完善可靠的防誤功能等方面的技術(shù)特點，而得到廣泛的應(yīng)用[1]。

中置柜是空氣絕緣金屬封閉抽出式斷路器開關(guān)柜，中置柜結(jié)構(gòu)緊湊，充分利用空間，斷路器手車在開關(guān)柜前部中間位置，下部空間可以安裝電壓互感器手車或避雷器手車等輔助功能手車。中置柜的產(chǎn)生是真空斷路器小型化的產(chǎn)物，以前落地式開關(guān)柜采用框架結(jié)構(gòu)，受到安裝基礎(chǔ)不平整的影響很大，地面不平造成開關(guān)柜變形，落地式斷路器手車插入后移出開關(guān)柜時很費勁，更主要的是由于變形，導(dǎo)致手車觸頭和開關(guān)柜母線的靜觸頭對中不好，接觸不好，從而發(fā)熱大，甚至燒毀開關(guān)柜。而中置式開關(guān)柜，采用掛壁式導(dǎo)軌，使斷路器在導(dǎo)軌內(nèi)運動，減少了柜體變形的影響，保證接觸良好。中置柜內(nèi)通常選用EVH、ZN63、EVS1P、VD4、VS1、VB2或VEP等型號的手車式真空斷路器。各種型號斷路器手車的斷路器部分和手車底盤部分是一體的（見圖1），通過手車底盤中的絲桿轉(zhuǎn)動使斷路器手車在中置柜內(nèi)推進(jìn)、退出（見圖2）。

圖1 斷路器手車

圖2 底盤中絲桿帶動斷路器推進(jìn)、退出

按電網(wǎng)設(shè)備操作安全的要求，設(shè)備運行中只要有可能出現(xiàn)誤操作的電氣設(shè)備，均應(yīng)帶有機(jī)械防誤裝置或電氣閉鎖的防誤回路[2]。但中置柜中通常不再另外加裝“微機(jī)五防”等防誤裝置，因此，中置柜中自身的防誤功能必不可少并且必須安全可靠。

1 中置柜自身防誤功能

“五防”通常是指：①防止誤分、誤合斷路器；②防止帶接地誤合斷路器；③防止帶電誤合接地開關(guān)；④防止誤入帶電間隔；⑤防止帶負(fù)荷進(jìn)行斷路器或隔離手車的推進(jìn)、退出[2]。

通過生產(chǎn)廠家多年來結(jié)合用戶的需要和建議，對中置柜設(shè)計方案的不斷完善，其自身的防誤能力有了很大提高，具備了多種有效的防誤功能。各種型號的中置柜雖然結(jié)構(gòu)略有區(qū)別，但在防誤設(shè)計方面基本相同[1]。

1.1 防止誤分、誤合斷路器

當(dāng)斷路器手車在試驗、工作位時才能合、分閘操作，且當(dāng)斷路器處于合閘狀態(tài)時，斷路器手車不能進(jìn)行位置的變化操作。

為了做到上述防誤功能，斷路器手車與中置柜內(nèi)導(dǎo)軌配合，在試驗位置和工作位置都分別設(shè)有機(jī)械定位裝置，以保證聯(lián)鎖可靠，必須按聯(lián)鎖防誤操作程序才能進(jìn)行操作。當(dāng)斷路器手車處于試驗位置或工作位置時，便能可靠鎖定。通過底盤車與斷路器機(jī)構(gòu)聯(lián)鎖實現(xiàn)，無論斷路器手車在試驗還是工作位置，斷路器合閘后，向下壓住蹺蹺板，鎖住絲杠，斷路器無法進(jìn)行搖進(jìn)、搖出操作。如圖3、圖4所示。

圖3 手車底盤結(jié)構(gòu)

圖4 手車底盤連鎖

1.2 防止帶接地誤合斷路器

當(dāng)中置柜內(nèi)的接地開關(guān)處于合閘狀態(tài)時，斷路器手車不允許推進(jìn)到工作位置，并進(jìn)行合閘操作。

即當(dāng)接地開關(guān)合上閘后，中置柜上相應(yīng)的連鎖板伸出導(dǎo)軌，斷路器手車被導(dǎo)軌上伸出的連鎖板擋住，從而手車無法行進(jìn)到工作位，并進(jìn)行合閘操作。

1.3 防止帶電誤合接地開關(guān)

當(dāng)斷路器手車離開試驗位置（即手車在工作位或在向工作位移動的過程中）或中置柜的出線電纜端帶電時，接地開關(guān)不允許合閘。

中置柜的連鎖通過判斷斷路器手車的位置，來控制接地開關(guān)操作孔處接地檔板的關(guān)、合。斷路器手車在工作位時，由于中置柜中連鎖裝置的作用，接地開關(guān)操作孔處的接地檔板無法壓下，操作把手無法進(jìn)入到操作孔里面（見圖5），因此接地開關(guān)合不了閘；斷路器手車在試驗位時，接地開關(guān)操作孔處的接地檔板能壓下，操作把手能進(jìn)入到操作孔里面（見圖6），進(jìn)而可以操作接地開關(guān)合閘。

圖5 接地檔板未打開

圖6 接地檔板打開

為了防止出線電纜倒送電而造成帶電時誤合接地開關(guān)，出線電纜側(cè)均裝有電壓傳感器，電壓傳感器輸出電壓連接至中置柜面板上的帶電顯示器。如果出線電纜有電，帶電顯示器的指示燈將發(fā)光以作警示并使接地閉鎖電磁鐵帶電，使接地開關(guān)操作孔蓋板無法下壓打開，從而接地開關(guān)無法合閘。

1.4 防止誤入帶電間隔

當(dāng)斷路器手車在工作位，或出線電纜端帶電時，接地開關(guān)將無法合閘；電纜室蓋板將無法打開，人也就無法進(jìn)入電纜室。只有接地開關(guān)合閘后，才可以打開電纜室蓋板，人才能進(jìn)入電纜室。

有些情況一般不會考慮，如手車隔室，當(dāng)斷路器手車退出到試驗位置，而活門卻沒有關(guān)閉到正確位置，這時打開隔室門就能觸碰到帶電體，人員查看過程中就有可能造成傷害，這時就需要活門機(jī)構(gòu)安裝有位置輔助開關(guān)，只有活門關(guān)閉到位才能開啟手車室門。

1.5 防止帶負(fù)荷進(jìn)行斷路器或隔離手車的推進(jìn)、退出

在雙母線供電中，兩段母線之間通過分段柜（即斷路器柜）和隔離柜相連。當(dāng)一段母線向另一段停電母線送電時，在隔離柜中推入隔離手車之前應(yīng)確認(rèn)分段柜中的斷路器手車在試驗位或移開狀態(tài)；同樣，只有在隔離手車推入到隔離柜的工作位時，斷路器手車才能推進(jìn)到分段柜中的工作位。

隔離手車的底盤中安裝了位置輔助開關(guān)，輔助開關(guān)給分段柜內(nèi)安裝的閉鎖電磁鐵傳輸接通或關(guān)閉的信號，通過預(yù)先設(shè)定好的程序限制了只有當(dāng)隔離柜的手車推入到工作位時，分段柜中配套的斷路器手車才能進(jìn)入到分段柜的工作位。反之，將無法操作，其最大程度確保了人員和設(shè)備的安全。

1.6 其他防誤措施

1.6.1 合閘閉鎖

為了防止燒壞觸頭，在斷路器手車未能準(zhǔn)確到達(dá)工作位置使得動、靜觸頭可靠接觸時，應(yīng)該不允許合閘操作，所以斷路器手車上必須配合閘閉鎖。

通常斷路器手車裝有2套合閘閉鎖裝置，只有2套合閘閉鎖裝置同時解除時，斷路器才可以進(jìn)行合閘操作[3]。以VD4型斷路器手車為例，第一套是電氣-機(jī)械閉鎖，此套閉鎖裝置的作用是只有當(dāng)斷路器手車處于試驗位置或工作位置時，底盤中安裝的輔助開關(guān)才會接通電源，閉鎖電磁鐵勵磁才會吸合，進(jìn)而解除限位銷對限位桿的阻擋，使合閘線圈動作不被阻擋，使其斷路器可以正常合閘[4]。而斷路器不在這2個限定位置時，行程輔助開關(guān)將不通，合閘閉鎖電磁鐵失電，限位銷將伸出而限制合閘推桿，從而限制合閘操作。第二套合閘閉鎖裝置是純機(jī)械閉鎖，最終閉鎖的仍是合閘推桿。與合閘推桿固定在一起的限位桿被制造成蹺蹺板機(jī)構(gòu)，其兩頭分別由這2套閉鎖裝置的限位銷控制。限位桿一旦被限制，則合閘推桿也無法動作，從而無法合閘。機(jī)械閉鎖裝置傳動起點在斷路器手車底盤內(nèi)，由推動斷路器進(jìn)、出的絲桿在斷路器處于試驗位置和工作位置這2個限定位置時帶動其動作，解除其對合閘推桿的閉鎖[5]。

1.6.2 二次航空插頭閉鎖

中置柜與斷路器手車的通訊、控制信號等是由導(dǎo)線通過二次航空插頭與插座連接來完成的，斷路器在運行狀態(tài)時，應(yīng)該不允許拔出二次航空插頭。

二次航空插座裝設(shè)在中置柜手車室的右上方。當(dāng)斷路器手車從試驗位運行到工作位時，斷路器手車與中置柜相配合使其柜體上安裝的連鎖裝置將二次航空插頭與插座緊緊壓住，使其無法拔出（見圖7）；當(dāng)斷路器手車退到試驗位時，安裝的連鎖裝置才會從二次航空插頭與插座上部移開，此時二次航空插頭才可以從插座上拔出，這樣就防止斷路器與中置柜在正常運行中的信號中斷[6]，進(jìn)而防止事故的發(fā)生。

圖7 二次航空插頭聯(lián)鎖

2 使用中應(yīng)注意的問題

由于中置柜中設(shè)置了多種機(jī)械或電氣防誤功能，而這些防誤功能多是靠聯(lián)鎖板或限位桿來滿足相應(yīng)功能的，但聯(lián)鎖板、限位桿基本承受不了太大的阻擋力，因此在開關(guān)設(shè)備的實際操作中如果感覺到有較大的阻擋力時，應(yīng)該停止相應(yīng)的操作，待查明阻擋力原因并確保操作無誤后再繼續(xù)相應(yīng)的操作，一定不能強(qiáng)行進(jìn)行操作，那樣極有可能造成對中置柜中的防誤裝置的破壞，甚至引起安全事故[2]。由于閉鎖電磁鐵需要電源才能工作，在失電時閉鎖電磁鐵將處于閉鎖狀態(tài)，因此，在現(xiàn)場投運前試驗檢查時，尤其要記住給閉鎖電磁鐵通電，否則在操作檢查時容易損壞閉鎖電磁鐵。

3 不足和防范

中置柜中安裝的電氣防誤功能是以電氣二次控制回路為基礎(chǔ)構(gòu)成的，柜體上即使有完善的機(jī)械防誤功能，但是對接錯二次控制回路線而造成的誤合、誤分?jǐn)嗦菲?，以及進(jìn)線母線接地線掛接、拆除等防誤則是很難防范。要想防范各種的誤操作，就要盡可能在柜體上安裝多種的防誤裝置，達(dá)到多重防護(hù)的目的，同時也要加強(qiáng)對管理和操作人員的培訓(xùn)和教育工作，并用嚴(yán)格的操作規(guī)程、規(guī)章制度來約束管理和操作人員，使其正確、嚴(yán)格地執(zhí)行操作規(guī)程[5]。

4 結(jié)束語

本文通過介紹中置柜自身具備的比較完善而且有效的防誤功能，來強(qiáng)調(diào)電力設(shè)備在運行過程中“五防連鎖”的重要性。即使設(shè)備自身防誤功能很強(qiáng)，但肯定會有不足之處，因此只有嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，才可以更加有效地防止誤操作的發(fā)生，從而才能保證人身和設(shè)備以及系統(tǒng)的安全、可靠運行[6]。