基于開關柜的新型防誤裝置研制

孫 旭

（廣東電網有限責任公司揭陽供電局，廣東揭陽522000）

0 引言

目前不同廠家的操作閉鎖各不相同，存在因運行人員操作不當導致閉鎖盤損壞的風險。

固定式開關柜操作轉盤時，先按下操作轉盤對應的操作手柄，將開關柜的隔離開關和接地刀閘與斷路器脫扣閉鎖，使用者轉動操作盤上的閉鎖手柄至分段閉鎖位置，閉鎖手柄轉動以帶動脫扣板移動，從而帶動脫扣器轉動，通過這種閉鎖操作能夠在一定程度上避免誤操作發生。但閉鎖手柄[1]、脫扣板和脫扣軸這些部件配合構成的是單一聯動機構，閉鎖操作僅通過轉動閉鎖手柄來完成，可靠性較低，如單一聯動機構失效，將導致惡性誤操作的發生。

1 研究內容

本研究的目的在于針對現有開關柜的閉鎖缺陷，從技術上實現防誤操作和有效隔離。我局開展技術攻關，立足工程現場，通過大量設備圖紙分析，從結構組成、技術參數、維護重難點等多方面綜合考慮，著手研究了一種新型裝置，結構上進行了改進革新，區別于現有設備，簡單可靠，設計合理，不會增加檢修維護人員工作負擔。針對上述家族性隱患，設計期間采用現有的文獻收集、現場調研、案例分析、比較綜合等一系列常規的研究方法，搜集國內外大量資料，與大量主流設備廠家、業內專家、班組技術人員等加強技術交流，反復繪制圖紙，優化現有設備結構的構造組成，最終開發了以下兩種裝置。

圖1 主視圖

圖2 后視圖

圖3 圖1中A處的放大圖

1.1 固定式開關柜新型脫扣閉鎖裝置

本研究的第一項成果是新型脫扣閉鎖裝置，如圖1、圖2、圖3所示，裝置包括以下部件：安裝架、脫扣軸、閉鎖手柄、操作手柄及傳動件（第一傳動件和第二傳動件）。該裝置通過閉鎖手柄、操作手柄、傳動件以及脫扣軸等多個聯動機構之間的配合，確保分斷閉鎖失效時，閉鎖功能依然完善，整個開關斷開的操作過程實現自動閉鎖，不改變以往操作流程，不增加運行人員負擔，保證了人員和設備安全。

實施原理：使用者需要啟動操作轉盤6時，首先將閉鎖手柄3轉到脫扣閉鎖位置，閉鎖手柄3帶動第一傳動件19移動，從而帶動脫扣軸轉動，完成斷路器7分閘；然后下壓操作手柄4，帶動第二傳動件18移動，從而帶動脫扣軸轉動。當閉鎖手柄3操作失效時，即當閉鎖手柄3轉到脫扣閉鎖位置后，脫扣軸沒有轉動實現閉鎖操作時，使用者下壓操作手柄4也能帶動脫扣軸轉動，從而完成斷路器7分閘，實現閉鎖操作。本研究通過操作手柄4和第二傳動件18之間的配合以及閉鎖手柄3和第一傳動件19之間的配合，設置出兩種能夠完成斷路器7分閘的操作路徑。當第一種操作路徑失效時，第二種操作路徑依然能夠完成斷路器7分閘，從而提高了閉鎖操作的可靠性，保證了人員和設備安全。

如圖2和圖3所示，下壓操作手柄4，會帶動傳動板8移動，從而帶動傳動桿9移動，進而帶動脫扣軸轉動，最終令斷路器7分閘，完成脫扣閉鎖的操作。設置限位通孔16和限位件17，確保傳動板8只能夠沿限位通孔16往復移動，保證操作的穩定性[2-4]。當操作手柄4復位后，復位彈簧復位，依次帶動傳動板8和傳動桿9復位，便于下次繼續操作。

本研究成果具有以下創新點：

（1）消除了因不同廠家的操作閉鎖各不相同導致運行人員操作不當從而損壞閉鎖盤的風險。

（2）新閉鎖盤具備自動智能閉鎖功能，無需額外操作，能自適應、智能融合到日常操作步驟中。

（3）新閉鎖操作盤和聯動機構在操作刀閘的同時自動進行斷路器分閘操作，防止發生誤操作，做到了智能雙重防誤，消除了以往分斷閉鎖失效后無法閉鎖開關兩側刀閘的設計隱患。

（4）確保了任一刀閘分、合閘操作時斷路器在分位，杜絕了惡性誤操作。目前，同類產品均不具備此功能。

在新脫扣裝置的基礎上，本研究還提供了一種箱型固定式交流金屬封閉開關設備，防誤操作閉鎖XGN操作盤脫扣閉鎖，包括操作轉盤、斷路器及脫扣閉鎖裝置。原有的閉鎖裝置是通過操作盤上的閉鎖手柄打向分斷閉鎖位置時，轉動脫扣板帶動脫扣軸使斷路器分閘。研究發現，當前隔離開關、地刀與斷路器脫扣閉鎖裝置為單一聯動機構，可靠性較低。針對該問題，在原有基礎上新增一套閉鎖機構，達到雙重保險的目的。在現場應用中，操作盤上的閉鎖手柄打向分斷閉鎖位置時，轉動脫扣板帶動脫扣軸使斷路器分閘，實現新XGN柜的隔離開關和地刀與斷路器脫扣的閉鎖，從而避免誤操作，更加可靠。

新增隔離開關、地刀與斷路器脫扣閉鎖裝置的主要部件包括：操動盤手柄、閉鎖板、閉鎖手柄、閉鎖撥釵、拉桿、脫扣軸。整體如圖4所示。

圖4 結構圖

操作隔離開關或地刀時必需先拉下對應的操作盤手柄，手柄壓下閉鎖板向下行走10 mm；閉鎖板帶動閉鎖撥釵擺動；閉鎖撥釵拉動拉桿；拉桿拉動脫扣軸，最終使斷路器脫扣分閘。不管要操作哪臺隔離開關或者接地開關，都必須按下對應的手柄，確保先斷開斷路器，不但實現了隔離開關、地刀與斷路器脫扣閉鎖，而且跟原有的閉鎖裝置不會沖突。當第一種操作路徑失效時，第二種操作路徑依然能夠完成斷路器分閘。

1.2 移開式開關柜防誤打開裝置

本研究的另一項成果是移開式開關柜防誤打開裝置，其由兩個卡緊片和兩個卡緊螺桿加一個正反牙螺母組成。根據現場活門擺臂孔距長度，通過旋轉螺母快速調整裝置的長度，卡緊片徹底鎖止活門移動，杜絕工作人員誤打開活門造成觸電傷亡。

本研究成果具有以下創新點：

（1）采用正反牙螺絲調節長度，方便快速；

（2）采用長圓形帶長圓孔的卡緊片，無需任何工具，實現快速安裝。

2 應用成效

2.1 固定式開關柜新型脫扣閉鎖裝置

本成果可防止惡性誤操作，適用于包含開關柜在內的箱型固定式交流金屬封閉開關設備，能解決僅通過轉動閉鎖手柄完成閉鎖操作的技術問題，提高可靠性。成果應用于映月等變電站在運的固定式開關柜，效果良好，在系列技改過程中，安裝調試簡便，改造難度低，改造后操作簡單、智能化，有效降低了閉鎖盤異常或失效造成的風險，杜絕了單一聯動機構失效導致的惡性誤操作發生。

2.2 移開式開關柜防誤打開裝置

本成果不改變開關柜原有結構，有效提高了開關柜防誤觸電性能。現已在曲溪等變電站10 kV母線停電期間試應用，可有效保障工作人員在檢修、消缺過程中的人身安全。

3 結語

本研究成果涉及電力設備的技術領域，電網、電廠、工礦企業所有固定式開關柜均適用，能從根本上解決因固定式開關柜閉鎖失效造成惡性誤操作和檢修誤碰帶電設備的家族性隱患，且造價低、改造易、推廣性強，值得推廣應用。