通用刀閘二次回路故障培訓裝置

陸盛友

摘 要：針對變電運行人員對設備二次回路故障排查方法不熟悉的問題，研制了一種通用刀閘二次回路故障培訓裝置。該裝置由端子箱部分、機構箱部分和電機部分組成，三個部分安裝在一個便攜的鋁合金儀器箱內，分別模擬設備端子箱，機構箱和電機回路的功能。實踐證明，該裝置的應用提高了變電運行人員的讀圖識圖和故障排查能力，提升了刀閘二次回路培訓工作的效率和效果。

關鍵詞：刀閘二次回路;變電運行;機構箱;端子箱;培訓

引言

變電運行專業中，設備二次回路圖的讀圖和識圖能力是運行人員的必備技能之一，它是保證設備的日常維護、操作和事故處理能正常順利進行的重要條件。通常，運行人員接觸的都是帶電設備，無法隨意的觸碰，使得運行人對二次回路的學習不夠深入。最近幾年，刀閘二次回路故障排查（以下稱故障排查）成為運行專業技師考核的重要內容，提高運行人員的刀閘二次回路排障能力顯得尤為重要。之前，都是利用退運的廢舊刀閘機構箱來學習，但是廢舊機構箱元件老化，本身就存在缺陷，無法可供正常使用，同時設備型號參差不齊難以形成系統的學習思路。另外，刀閘機構箱過于笨重，不方便移動，這些都使得運行人員的培訓、學習效果大打折扣。

針對刀閘二次回路培訓和學習存在的這些問題，本文設計了一種便于攜帶的、仿真回路和接線的、具備培訓和故障排查考核功能的通用刀閘二次回路故障培訓裝置。

1.整體設計結構

通用刀閘二次回路故障培訓裝置分為三個部分。一是機構箱部分模型，包含了刀閘控制回路、操作面板、電機回路（不包含電機）和一個端子排。二是端子箱部分模型，同樣具有操作面板，是機構箱部分的遠端操作部分，另外還具有一個端子排。三是電機。電機獨立安裝在箱體的一個翻蓋的二分之一空間內，單獨固定。它和行程開關在一起，同時制作一個仿真刀閘動靜觸頭以形象的表達分合閘。機構箱和端子箱均可對電機分合閘指令。

2.材料和元件

基板材料：基板是承托整個回路及所有元件的底板，以易于切割、密度大、硬度適中容易固定元件為首選，因而，本培訓裝置選用PVC發泡板作為基本材料，PVC發泡板使用PVC作為內心進行發泡，表面是PVC貼面。

本培訓裝置包含按鈕、切換開關、交流接觸器、行程開關、交流空氣開關、電機、接線端子等元件。考慮到培訓用途，元件要盡量仿真，同時這些元件大小合適，不影響小型化原則。

l按鈕：帶有一常開和一常閉兩對接點的按鈕。

l切換開關：具有“遠方”和“就地”兩個位置的切換開關。

l交流接觸器：帶有兩常開和兩常閉的交流接觸器。

l行程開關：帶有一常開一常閉的行程開關

l交流空開：一個三相380V交流空開和一個單相220V交流空開

l電機：百力盛3IK5GN-S電機，功率15W，7rpm，交流380V三相電機。

l接線端子：子彈型公母對接冷壓端子

外殼箱體：為使裝置便于攜帶和移動，我們定制了鋁合金儀器箱，制作好的基板利用合頁固定在箱體內，可以如開門似的開合，并可以用鎖扣固定。電機直接安裝在箱體內側，不與基板一起開合，可以增加其穩固性。元件之間的導線、接線端子和公母對接冷壓端子隱藏在基板背面與箱體之間的空隙之中。

3.模型制作

3.1 機構箱部分模型

機構箱部分模型包含了刀閘控制回路、操作面板和電機回路。操作面板上通過按鈕、切換開關、空氣開關、接觸器、端子排、導線和公母對接冷壓端子元件的邏輯接線，形成了部分刀閘控制回路。其中控制回路中的切換開關具有“遠方”和“就地”選擇功能，按鈕具有能使控制回路保持通電的“自保持”功能，防止分合閘按鈕同時按下導致回路短路的“互鎖”功能，并添加了行程開關使得回路具有“到位斷開”功能。為了使模型更具仿真性，參照真實刀閘機構加入門閉鎖行程開關，當機構箱模型基板“合頁”門打開時，行程開關的常閉接點會切斷控制回路;還加入了“手動閉鎖電動”行程開關，雖然模型不具備手動功能，可以利用該行程開關模仿打開手動操作孔的擋板，即閉鎖控制回路。電機回路部分使用兩個接觸器用于分、合兩個回路。分閘接觸器通過B、C兩相換線實現電機的反轉。每條連接線中間使用公母對接冷壓端子方便插拔模擬回路斷線供學員排查。由于部分元件是鑲嵌在基板當中，其正面突出基板展示給學員，其尾部接線端在基板的背面，一是能方便接線和藏線，二是能保持基板操作面的平整美觀。對于隱藏在基板后面的部分端子引出到基板表面方便學員使用萬用表測量。

3.2 端子箱部分模型

端子箱部分模型與機構箱部分模型類似，所不同的是增加了一個五防鎖座。端子箱部分是機構箱部分的“遠方”控制端，只有當機構箱部分的切換開關打在“遠方”時才起到控制作用。端子箱部分還具有一個端子排，其接線參考110kV刀閘端子箱接線藍圖，其端子位置和命名都盡可能的與實際相吻合，特別的，還接入了本間隔開關、刀閘和地刀的輔助接點來模擬“外部閉鎖”，以增加回路的復雜性和可考核性。與機構箱部分獨占了箱體的整一個翻蓋不同，端子箱部分安裝在箱體的另一個翻蓋上，與電機部分各占二分之一的空間。

3.3 電機部分模型

電機部分獨立的安裝在箱體的一個翻蓋的二分之一空間上，不隨基板合頁一起轉動。它是和行程開關在一起的，同時制作一個仿真刀閘動靜觸頭以形象的表達分合閘。當控制回路下達分合指令時，它以每分鐘7轉的速度緩慢動作，轉動到達位置時，仿真刀閘觸頭壓住行程開關從而斷開控制回路，整個控制過程得以完成。

3.4 總的部分

培訓裝置中，基板是使用合頁固定在箱體上的，因此基板可以象開門一樣開合。基板打開后，可以查看背后的接線和易插拔冷壓端子，教員可以依此設置故障。基板通過鎖扣關閉，學員只能看到操作面板的元件和引出來的測試端子，依據提供的回路圖測試回路排查故障。

4 結語

通用刀閘二次回路故障培訓模型的研制，解決了運行人員回路學習難、實際元器件難以接觸和技能考核過程中設置故障費時費力的問題。同時兼顧了培訓和考核應用兩大用途。它的普及應用使的生產人員二次回路識圖、讀圖能力以及故障排查實操能力大為提升，對生產中的故障排查工作起到極大的輔助作用。

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