淺談12kv中置柜聯鎖裝置的設計

淺談12kv中置柜聯鎖裝置的設計

0中置柜聯鎖的完善和運行是提高聯鎖可靠性的基吉隆44-12金屬裝備的安裝是中壓供應行業(yè)的重要電氣裝置。它的斷路裝置位于柜體的中間。該裝置可由手車推動，安裝、調試和維護方便。通常被稱為中間儲水池。在電力系統(tǒng)中,中置柜已廣泛應用于發(fā)電廠、工礦企事業(yè)配電以及電業(yè)系統(tǒng)的二次變電所的受電、送電及大型高壓電動機啟動等,安全運行水平不斷提高,在制造、安裝、檢修、維護和運行工作等方面積累了很多經驗。然而隨著中置柜的廣泛應用,用戶對其安全運行以及對確保設備和人身安全、防止誤操作等提出了更高的要求,因此,提高中置柜聯鎖裝置的可靠性,使其完全滿足“五防”要求相當重要。筆者根據多年來在中置柜的設計、制造和安裝、調試中所積累的經驗,分析了現有中置柜聯鎖裝置在實際運行中存在的問題和不足,提出了改進和完善中置柜聯鎖裝置的方法,供大家參考。1防止電氣誤操作中置柜聯鎖裝置是保證電力網安全運行、確保設備和人身安全、防止誤操作的重要設備。《GB3906—913kV～35kV交流金屬封閉開關設備》對此作了明確規(guī)定:金屬封閉式開關設備應具有:防止帶負荷分、合隔離開關;防止誤分、誤合斷路器;防止帶接地線(接地開關)合斷路器(隔離開關);防止帶電掛(合)接地線(接地開關);防止誤入帶電隔室等功能。上述五項防止電氣誤操作的內容,簡稱“五防”。而《GB3906—20063.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備》對交流金屬封閉開關設備的聯鎖裝置進行了如下補充:為了防護和便于操作,設備的不同元件間應裝設聯鎖;在設計時,應優(yōu)先考慮機械聯鎖。機械聯鎖是在高壓開關柜的操作部位之間用互相制約和聯動的機械機構來達到先后動作的閉鎖要求,機械聯鎖在操作過程中無需使用鑰匙等輔助操作,可以實現隨操作順序的正確進行,自動地步步解鎖。在發(fā)生誤操作時,可以實現自動閉鎖,阻止誤操作的進行。(1)不良影響也不應在合理的工況下使用隔離開關或接頭聯鎖而無法操作機械聯鎖主要有2種形式,即主動式和被動式。所謂主動式聯鎖是指在該種聯鎖狀態(tài)下,若無正常的解鎖條件,不會被解鎖,從而保證誤操作根本無法執(zhí)行。例如當斷路器處于合閘位置時,機械上應保證隔離開關或隔離插頭被聯鎖而無法操作,即使錯誤操作也不會產生不良影響。被動式聯鎖是指在該種聯鎖狀態(tài)下,可能由于非正常原因,出現解鎖條件,使聯鎖解鎖。如在聯鎖狀態(tài)下操作隔離開關或推拉手車,雖然隔離開關尚未動作或隔離插頭沒有產生位移,但由于聯鎖的存在而使斷路器分閘,從而使隔離開關或隔離插頭的聯鎖被解除,顯然這種被動式聯鎖形式會引起斷路器誤分閘。中置柜的設計應盡量采用主動式聯鎖。(2)防止帶負荷分、合隔離開關國家標準中對于“五防”聯鎖的要求,除了防止誤分、誤合斷路器這一條允許提示性的方法外,其余聯鎖關系必須在中置柜結構中完備實現。從中置柜的操作來看,每一項聯鎖要求都在一定的操作程序中體現出來,因此,不管是合閘程序還是分閘程序都要達到聯鎖要求。也就是說“五防”聯鎖正向和反向閉鎖必須完整實現。例如:防止帶負荷分、合隔離開關,中置柜中其手車(抽出式斷路器或接觸器)的進出相當于固定柜中隔離開關的合分操作。因而防止帶負荷分、合隔離開關也就是防止斷路器在工作位置處于合閘狀態(tài)時抽出,即防止帶負荷推入拉出斷路器手車。要保證正向閉鎖:斷路器手車在試驗位置或工作位置合閘后,不能推進(從試驗位置到工作位置)或拉出(從工作位置到實驗位置);也要保證反向閉鎖:斷路器手車在從實驗位置到工作位置的搖進過程中,不能進行合、分閘操作。再例如:防止帶電掛(合)接地線(接地開關)和防止帶接地線(接地開關)合斷路器(隔離開關),中置柜中裝有接地開關的開關柜,其接地開關的操作機構與斷路器手車進行機械閉鎖。只有斷路器手車在試驗位置,接地開關才可以進行合閘或分閘操作;斷路器在工作位置時,無論斷路器是分閘還是合閘,接地開關都無法進行合閘或分閘操作。同樣,當接地開關在合閘位置時,斷路器手車無法從試驗位置搖到工作位置;只要當接地開關在分閘位置時,斷路器手車才可以在試驗位置和工作位置之間移動?？傊?無論如何設置“五防”聯鎖,正反向閉鎖必定存在,只有完整的正反向閉鎖,才是完整的“五防”聯鎖。(3)高壓開關柜的聯鎖設計中置柜的機械聯鎖裝置不管平常使用頻率如何,都應做到在使用壽命期內靈活可靠,并能有效防潮、防霉、防銹、不卡澀,其結構應簡單明了,操作維護方便。高壓開關柜在使用過程中,還會遇到由于操作人員的疏忽或非正常操作力而造成“非正規(guī)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(guī)操作”有充分的預防或阻止能力。即使在某些情況下進行了錯誤操作,也應該做到錯誤操作可糾正并且可方便恢復正常操作,不至于引起重大的設備或人身事故。2考慮到安裝中、鎖鎖箱的問題和改進方法2.1接地開關與東北部聯鎖的合閘安全關閉目前絕大部分變電所、配電站的建筑面積都比較寬裕,為考慮工程安裝、檢修和維護方便,常將中置柜設計成不靠墻安裝。中置柜后封板改為鉸鏈門,方便中置柜的前后雙面維護。中置柜的后門通過與接地開關操動機構聯鎖裝置實現聯鎖,當接地開關處于分閘狀態(tài),安裝在接地開關操作軸上鎖套后面的鎖銷與后門的開孔方向差90°,從而鎖住后門,致使后門不能打開,防止人員誤入帶電的電纜室。只有當接地開關的操作軸旋轉至合閘狀態(tài),鎖套后面的鎖銷旋轉至豎直位置與后門的開孔方向一致時,后門才能安全打開,如圖1所示。這樣就實現了有電不能開電纜室后門,以防止誤入帶電間隔。但是當用戶在檢修時,停電、合接地開關、驗電并確認無電后打開后門進行檢修,工作完成后,如果忘記關后門而直接操作接地開關至分閘,從而解除斷路器與接地開關的聯鎖,斷路器可以進行合閘操作,因為后門沒有關閉,電纜室?guī)щ?很容易釀成人身安全事故。為解決這一問題,筆者對接地開關與后門閉鎖裝置進行了改進,即在接地開關與后門閉鎖的基礎上,增加與后門的反向聯鎖,也就是接地開關合閘后打開后門,原聯鎖仍可操作接地開關,而增加了反向聯鎖后,就不能操作接地開關,必須先關好后門方可操作接地開關。首先,對鎖套進行了更改設計,鎖套外面增加方形凸臺,鎖套內部增加一個壓縮彈簧。其次,把柜體與鎖套配合的圓孔改為方孔。當后門打開時,鎖套的四方處進入柜體方孔內,接地開關無法操作。只有關上柜門后,柜門壓緊鎖套使鎖套的四方處脫離柜體方孔,接地開關就可以操作。該聯鎖裝置的工作原理:當后門關閉時,后門壓縮鎖套使鎖套的四方處脫離柜體方孔,接地開關就可以進行分、合閘操作。接地開關分閘后,鎖套后面的鎖銷與后門的開孔方向差90°,鎖住后門,后門不能打開。接地開關合閘后,鎖套后面的鎖銷與后門的開孔方向一致,后門即可以打開;當后門打開后,鎖套在壓縮彈簧的作用下向后滑動,滑至柜體上所開的方孔內并鎖定,此時接地開關操作軸因鎖套鎖定在柜體上的方孔內而不能操作分閘。必須關好后門才可以操作接地開關,從而達到聯鎖功能。該聯鎖裝置結構簡單,安裝方便,功能可靠,深得用戶的好評,在中置柜中值得大量推廣。2.2改進后的中置柜聯鎖裝置中置柜的一次方案中,進線柜、聯絡柜、隔離柜、PT柜和計量柜等是不帶接地開關的。這種中置柜由于無法通過接地開關的操作聯鎖機構來實現機械閉鎖,就在柜門上加裝帶電顯示器和電磁鎖,通過強制性帶電顯示器與電磁鎖的配合來實現后門的聯鎖。也就是說柜內高壓回路帶電時即斷路器在工作位置,通過電磁鎖實現后門閉鎖,門不能打開;當柜內高壓回路不帶電即斷路器在試驗位置時,電磁鎖閉鎖解除,后門可以正常打開,實現了有電不能開柜門,以防止誤入帶電間隔。無接地開關的中置柜聯鎖裝置電路原理如圖2所示。當斷路器在試驗位置時,S8是閉合的,電磁鎖有電,電磁鎖對柜門的閉鎖解除,這時柜門可以打開;當斷路器在工作位置時,S8是斷開的,電磁鎖沒有電,這時柜門被鎖住不能打開。按照正常運行,以上設計完全滿足防止誤入帶電間隔的要求。但在實際運行中,各種情況都有可能發(fā)生,例如在檢修中如果工作人員忘記了關上后門,到柜前,把斷路器搖到工作位置進行合閘操作。另外一個人看到沒關門,就有可能認為沒有電,這時就有可能造成誤入帶電間隔的安全事故。針對實際運行情況的復雜性,對以上設計進行了一些改進。用強制性帶電顯示裝置和帶接點的電磁鎖,并把電磁鎖的接點串到斷路器的合閘回路中,如果后門沒有關好,電磁鎖的接點是斷開的,斷路器的合閘回路也就是斷開的,斷路器就無法進行合閘操作。如圖3所示。只有關上后門,電磁鎖的點閉合,合閘回路才能通,才能進行合閘操作。該閉鎖裝置的工作原理:當柜內高壓回路不帶電即斷路器在試驗位置時,S8是閉合的,電磁鎖有電,電磁鎖閉鎖解除,這時柜門可以打開。柜門打開后,電磁鎖的接點就斷開了,斷路器的合閘回路也就是斷開的,斷路器就無法進行合閘操作;只有關上后門后,電磁鎖的點閉合,合閘回路才能通,才能進行合閘操作。當柜內高壓回路帶電即斷路器在工作位置時,S8是斷開的,電磁鎖沒有電,電磁鎖不能打開即鎖住了后門,柜門不能打開。通過以上改進,無接地開關的中置柜聯鎖裝置功能更加完整、可靠。目前改造后的方案已在某高壓柜中廣泛應用。2.3接地開關—中置柜前下門聯鎖的改進設計中置柜前下門聯鎖在原設計中是通過接地開關操動機構來實現的,當接地開關分閘時,接地開關操作桿上的凸輪使下門聯鎖機構中的銷軸鎖住固定在下門的舌板,使下門不能打開;當接地開關合閘時,接地開關操作桿上的凸輪將銷軸下壓,使銷軸上的頸部位于舌板為置,舌板可以脫開銷軸,下門可以打開。正常情況下,這一聯鎖可以實現下門的安全防護要求。但是。在非正常工作時,如調試、檢修等,在下門打開后而忘記關上的情況下,直接操作接地開關至分閘,從而解除斷路器與接地開關的聯鎖,斷路器可以進行合閘操作,而一旦斷路器在工作位置進行合閘操作,電纜室就帶電,因為下門沒有關閉,很容易釀成人身安全事故。這是中置柜設計中存在的一個嚴重的安全隱患。由于現在的中置柜都是雙面維護,并且從中置柜后面進行維護要比前面方便得多;又由于原中置柜的前下門聯鎖設計的結構比較復雜,安裝不方便,容易出現卡澀、不到位情況。筆者在使用中就把這一聯鎖機構廢除了,在中置柜的前后室中間加裝封板,用螺釘擰緊以防止誤入帶電間隔。通過這一改裝后,結構變得簡單方便,又達到了防止誤入帶電間隔的功能,深得用戶的好評。2.4帶著式帶鎖控制系統(tǒng)中聯鎖裝置通過對大量的電氣事故統(tǒng)計表明,人身觸電傷亡和電氣設備事故往往與電氣工作人員的技術業(yè)務水平有著直接關系。嚴格按照電氣安全工作規(guī)程操作,能有效減少并避免誤操作事故的發(fā)生。但在實際工作中,往往會發(fā)生操作規(guī)程與聯鎖裝置相互沖突的情況。如裝有接地開關的中置柜,由于有聯鎖功能,中置柜的后門在未合上接地開關前,無法打開,以防止誤入帶電間隔。在《電氣安全工作規(guī)程》中規(guī)定:只有確認線路無電后才能合上接地開關,這就必須打開后門經過驗電確認線路無電后才能操作接地開關,造成工作規(guī)程與聯鎖裝置要求相互沖突。為解決這個問題,