KYN28—12型高壓開關柜手車聯鎖回路設計

徐良凱　付見春

[摘要]KYN28-12型鎧裝中置式金屬封閉開關設備（簡稱中置柜）在供配電領域的應用過程中，為了防止電氣誤操作，按照相關國家標準的規定，開關柜中設計了各種機械、電氣聯鎖裝置。本文針對GB3906-2006對聯鎖裝置的規定，針對中置柜中母分開關柜與母聯隔離柜之間的聯鎖回路進行展開說明，通過分析閉鎖回路原理，設計了母分開關柜與母聯隔離柜之間的聯鎖回路，提高了設備運行的可靠性。

[關鍵詞]開關柜 電氣聯鎖 閉鎖 電磁鐵 五防

[中圖分類號]S972.7+6 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0388-02

引言

隨著KYN28型鎧裝中置式金屬封閉開關設備（簡稱中置柜）設計、制造水平的顯著提高，中置柜已經在供配電領域得到廣泛使用。

為了保證電力網安全運行、確保設備和人身安全、防止誤操作，開關柜必須具備完善可靠的聯鎖裝置。以保證操作程序本身的正確性和操作者的人身安全。GB3906-2006《3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備》對開關柜的聯鎖裝置作了明確規定。這些防止電氣誤操作的內容，按照行業習慣，簡稱“五防”，即：

1）防止誤分、誤合斷路器；

2）防止帶負荷分、合隔離開關；

3）防止帶電掛（合）接地線（接地開關）；

4）防止帶接地線（開關）合閘；

5）防止誤入帶電間隔。

其目的就是防止誤操作和誤并列，防誤聯鎖裝置實現閉鎖的方式應該是強制性的，裝設聯鎖后，就可以保證必須按規定的操作順序進行操作，否則就無法進行，從而有效地防止了誤操作。“五防”裝置一般可分為機械、電氣和綜合三類。如何才能實現母分開柜與母聯隔離柜之間的聯鎖呢？眾所周知，母聯隔離柜中的隔離手車無專門的滅弧裝置，一般不能用來接通或切斷負荷電流。當隔離手車在試驗位置與工作位置之間移動時，必須保證母分斷路器處于分閘狀態，不得合閘，即應具有所謂的“合閘閉鎖”。反之，如果母分斷路器處在合閘位置，隔離手車處于工作位置，此時禁止隔離手車移動，防止帶負荷分隔離手車。為了實現以上聯鎖，合閘電氣閉鎖一般通過將反映手車位置的行程開關接點串入斷路器的合閘回路中來實現，機械聯鎖也通過相應的結構設計得到實現。

1 手車聯鎖回路設計

某變電所10kV配電裝置在電氣設計中，2臺主變分列運行，互為暗備用，如（圖1）所示。當任一變壓器故障，母分開關柜經常要和母聯隔離柜聯絡運行，為了保證“五防”要求，母分斷路器和母聯隔離手車之間必須考慮相應的聯鎖關系。

基于“五防”要求，母聯隔離柜與母分開關柜聯絡運行時，相互之間的聯鎖有兩種實現方式，一種是電氣互鎖，利用母分斷路器的輔助信號接點構成一定的邏輯關系置于另一臺斷路器合閘控制回路中，當邏輯關系不滿足時，無法合閘；另一種是機械互鎖，利用機械裝置實現斷路器之間的互鎖。

1.1 母分斷路器合閘閉鎖回路

目前常用的母分斷路器手車與母聯隔離手車經常使用閉鎖電磁鐵進行互鎖：通過其動鐵心與斷路器合閘脫扣板進行配合，實現機械合閘閉鎖控制；通過其行程開關的切換，實現電氣合閘閉鎖控制。控制原理可參照（圖2）。

原理圖中，母分斷路器閉鎖回路中只有在運行位置和試驗位置這兩個位置底盤車上的位置開關（S8，S9）才能接通，才可以合閘，另一方面是機械連鎖，只有在這兩個位置，與底盤車相連的連鎖板才能復位，保證可以合閘，至于合閘閉鎖，是保證在二次電源得電的情況下，同時串人母聯隔離手車運行位置輔助接點S9，閉鎖電磁鐵是基于隔離手車處于運行位置時，母分開關可以在試驗位置和運行位置控制斷路器合閘動作。防止母分斷路器在合閘狀態，后推入母聯隔離手車時，等于另一段隔離開關帶負荷合閘，將產生三相弧光短路事故，還可能由于誤操作所產生的嚴重弧光而危及操作人員的人身安全，嚴重時甚至引起隔離開關爆炸，對人身造成更大的危害。因此通過閉鎖電磁鐵來閉鎖母分斷路器達到“五防”的目的。倘若電磁鐵損壞，則斷路器無法合閘，但手車可以在柜內行進，拉出檢修，或直接更換為備用斷路器。不影響整個配電系統的安全、及時運行。

1.2 母分隔離手車閉鎖回路

斷路器手車和母線隔離手車聯絡運行時，對于母聯隔離手車，考慮其操作的特殊性，其與母分斷路器手車間一般直接采用行進聯鎖，對手車在開關柜內行進實現控制，以達到“五防”的目的。目前有許多生產單位利用閉鎖電磁鐵進行手車行進控制，控制原理可參照（圖3）。

回路中串人母分斷路器試驗位置（S8），只有當母分斷路器處于試驗位置，閉鎖電磁鐵才能得電解鎖，手車可以搖動推進和退出，否則母分閉鎖電磁鐵失電，鐵芯不能吸合，卡住手車底盤上的蝸桿，此時手車蝸桿不能搖動推進和退出。如果要將手車強行退出，一方面是損壞設備，另一方面由于操作者可能會進入帶電間隔，在出現內部故障電弧時，會造成人身傷害。

那如何監視母聯隔離手車閉鎖電磁鐵是否已經解鎖，通過研究分析，我們對閉鎖電磁鐵回路進行了重新設計，在回路中串聯了4只二級管，通過二級管具有限流的特性，施加在二級管上的工作電流大概為2mA到25mA，每只二極管兩端施加電壓02～0.3V，在4只二極管兩端并聯一只發光二級管LED，發光二級管只有10mA電流通過，可以長期帶電，達到監視作用，又不影響閉鎖電磁鐵工作。控制原理可參照（圖4）。

當閉鎖電磁鐵得電解鎖，發光二級管發亮，表示母分隔離手車已經解鎖，可以搖動推進和退出，防止工作人員強行操作。

2 結論

手車式開關柜在供配電領域已經得到廣泛使用，為了防止電氣誤操作，滿足“五防”要求，開關柜中設計了各種機械、電氣聯鎖裝置。為了實現母分開關柜與母聯隔離柜之間的聯鎖回路，合閘電氣閉鎖一般通過將反映手車位置的行程開關接點串入斷路器的合閘回路中來實現，機械聯鎖也通過相應的結構設計得到實現。通過互相聯鎖達到安全運行的目的，即使高壓開關柜在使用過程中，遇到由于操作者的疏忽或非正常操作力而造成“非正規操作”的情況。在這種情況下，高可靠的聯鎖應做到對操作者可能出現的“非正規操作”有充分的預防或阻止能力。

參考文獻

[1]張紅光KYN44-12中置柜聯鎖裝置的改進設計，2012年03期

[2]呂懷軍高壓開關柜五防聯鎖合理化建議改進設計探索，2009年12期