高压开关柜接地开关与柜体下门联锁的设计及控制方法

高压开关柜接地开关与柜体下门联锁的设计及控制方法

黄  伟

(广东南粤电气有限公司，广东汕头 515041)

Design and control method of interlock between earthing switch of high voltage switchboard and door under cabinet

摘要：本文通过分析高压开关柜接地开关与柜体下门联锁装置，提出技术方案进行结构设计，并作实施验证及控制操作，其联锁可靠、不易出现机械故障、控制简单、紧急解锁简便和操作安全等，符合高压开关柜“五防”的要求，保障电力检修人员的人身安全。

Abstract:  This paper analyzes the high-voltage switchgear earthing switch and the interlock device of the door under the cabinet, puts forward the technical scheme to carry on the structural design, and carries on the implementation verification and the control operation, its interlock is reliable, not easy to appear mechanical failure, simple control, easy emergency unlocking and safe operation. It meets the requirements of“Five-guard” of high-voltage switchgear and ensures the personal safety of electric power overhaul personnel.

关键词：高压开关柜、接地开关、机械联锁、联锁装置、紧急解锁、可视紧急解锁窗口装置

Key words: High-voltage switchgear, earthing switch, mechanical interlock, interlock device, emergency unlock, visual emergency unlock window device

0引言

随着中国经济的发展，全社会用电量的不断增长，电力设备的技术需要不断更新，高压开关柜的防误装置更是需不断改进和完善，其不仅需要有电气联锁，而且需要机械联锁等，确保供电运行安全满足社会的需求，更要保障电力操作检修人员的人身安全。根据高压开关柜“五防”的要求，防止操作检修人员在开关高压开关柜时可能出现高压触电等情况，需对高压开关柜接地开关进行升级改造设计等。

1设计构思

由于高压开关柜在运行工作时的电压高，为安全起见，防止工作人员误入到带有高压电的隔室中操作及检修，需按“五防”的要求进行闭锁，即设计高压开关柜接地开关与柜体下门联锁装置。该联锁装置需实现以下几种情况：当开关柜在运行工作，接地开关所处的状态为分闸时，无法打开高压开关柜柜体下门；当对开关柜检修时，在断电后还需确保接地开关是处在合闸状态，使整个高压开关柜完全接地，才可打开柜体下门；当开关柜突发故障，且无法使接地开关合闸时，能采用紧急解锁的方式使其接地，并将柜体下门快速打开进行维护1，争取在最短的时间内恢复正常运行，避免造成过大的损失。

该高压开关柜接地开关与柜体下门联锁装置不仅要实现以上操作控制，还要确保其联锁可靠、安装方便、控制简单、不易出现机械故障等2，在保证安全的前提下快速完成操作、检修或维护。

2技术方案分析研究

为实现以上几种操作情况，对高压开关柜接地开关与柜体下门联锁装置进行分析研究，综合目前供电系统所使用的高压开关柜和相关设计资料等，进行设计接地开关与柜体下门之间可靠的联锁，更是能使高压开关柜突发故障时可操作紧急解锁接地，快速打开柜体下门。其主要采用技术方案：通过设置接地开关分合闸转杆，在转杆上安装有凸轮，利用转杆转动带动凸轮的凸台将联锁杆压下或复位，而安装在联锁杆上的限位件将圆柱弹簧压缩或是弹簧将限位件复位，当弹簧被压缩至最低位时，安装在柜体下门的水平舌板能够通过联锁杆缩颈位脱离联锁杆的限制，柜体下门可打开；当联锁杆上的弹簧不被压缩至最低位时，水平舌板都会被联锁杆限制住，无法水平移动将下门打开；通过在柜体下门设置可视紧急解锁窗口装置，利用绝缘工具将联锁杆压至最低位，使水平舌板快速脱离限制而打开下门排除故障。

3结构分析及设计

为实现高压开关柜接地开关与柜体下门联锁的技术方案，该联锁装置的结构主要由柜体下门1、接地开关分合闸转杆2、联锁杆3、水平舌板4、弓形支架5、限位件6、紧急解锁盖板7、圆柱弹簧8、防护板9等组成。如图1所示：

图1  联锁装置结构示意图

3.1 分闸状态

高压开关设备运行时，开关柜的接地开关与柜体下门的联锁装置各部件所处位置如图1和图2所示：

图2  接地开关处于分闸状态

当高压开关柜正常工作时，其接地开关处于分闸状态，无法打开柜体下门。此时凸轮21的凸台211处在接地开关分合闸转杆2的右方位置，联锁杆3和联锁杆中的限位件6受圆柱弹簧8的复位作用力处于最高点，安装在柜体下门1的水平舌板4被联锁杆限制，无法脱离联锁杆，柜体下门无法打开。在该装置中，防护板9与下门垂直于水平面，且两部件互相垂直；弓形支架5安装在防护板上，联锁杆贯穿安装在弓形支架中上下活动，弓形支架开设有导向限位槽管正限位件，限位件受圆柱弹簧作用力处于导向限位槽的最高点。

3.2 合闸状态

高压开关柜在进行检修时，开关柜的接地开关与柜体下门的联锁装置各部件所处位置如图3所示：

图3  接地开关处于合闸状态

当需要对高压开关柜进行检修时，转动接地开关分合闸转动杆2，使安装在转动杆的凸轮凸台211向下转动，即凸台处在接地开关分合闸转杆2的正下方位置，凸台将联锁杆3上的水平板31压下，水平板与联锁杆通过扁形连接，使联锁杆跟随水平板向下压，联锁杆带动安装在联锁杆上的限位件向下将圆柱弹簧压缩至最低点，此时联锁杆上的缩径位321下降到水平舌板4的开口槽位置，而开口槽尺寸比联锁杆32直径小，但比缩径位321尺寸大，安装在柜体下门1的水平舌板能够通过联锁杆缩颈位脱离联锁杆的限制，柜体下门可自由打开，接地开关处于合闸状态，即整个高压开关柜完全接地，检修人员可进入高压开关柜安全工作。

3.3 紧急解锁接地

当高压开关设备突发故障时，开关柜还处在运行且接地开关处于分闸状态时，可通过设置可视紧急解锁窗口装置，手动操作将联锁杆压至最低点，使水平舌板快速脱离限制进行紧急解锁接地，并打开下门排除故障，该可视紧急解锁窗口装置如图4所示：

图4  紧急解锁结构示意图

该可视紧急解锁窗口装置是在柜体下门1开设有可视紧急解锁窗口11，当突发故障时，用螺丝刀拧松安装在下门的紧急解锁盖板7开口槽712的螺丝12，并拨开紧急解锁盖板，使其旋转至可视紧急解锁窗口完全露出，然后用绝缘工具10穿过该窗口将联锁杆3中的限位件6用力向下压至最低点，使水平舌板4能从联锁杆的缩径位中脱离出来，进行紧急解锁接地，并可快速打开柜体下门进行故障排除等。

4实施验证及控制

结合该高压开关柜接地开关与柜体下门联锁装置的技术方案和结构设计进行安装后调试。将柜体下门关上，转动接地开关分合闸转杆，使安装在转杆上的凸轮凸台处于转杆的右侧位置，安装在联锁杆和弓形支架之间圆柱弹簧复位的作用力将联锁杆中的限位件顶至最高点，限位件带动联锁杆向上移动，安装在联锁杆与柜体下门之间的水平舌板开口槽尺寸比联锁杆直径小，而受联锁杆限制无法水平移动，因此下门打不开，此时接地开关处于分闸状态，高压开关柜可正常工作；当转动接地开关分合闸转杆，使安装在转杆上的凸轮凸台处于转杆的正下方位置，凸台将安装在联锁杆上方的水平板压下，水平板带动联锁杆向下移动，限位件也跟随向下移动将圆柱弹簧压缩到位，此时联锁杆缩径位到达水平舌板位置，而水平舌板的开口槽尺寸比联锁杆缩径位大，能够进行水平移动，因而下门可打开，此时接地开关处于合闸状态，可对开关柜进行检修；如当发生紧急故障、接地开关又无法合闸、且需紧急将下门打开时，可使用绝缘工具拨开下门中的盖板，及通过可视紧急解锁窗口将联锁杆中的限位件手动操作压至最低点，使水平舌板能从联锁杆缩径位水平移动快速打开下门进行维护，这种紧急解锁接地需谨慎操作，防止危险触电。

5结论

通过上述分析及设计，该高压开关柜接地开关与柜体下门联锁装置及其控制方法，经实施验证结果表明：高压开关柜在运行时，联锁可靠，不易出现机械故障等；设备检修时，控制简单、操作安全；发生突发故障时，紧急解锁简便，能快速打开下门排除故障。该联锁装置符合高压开关柜“五防”的要求，保障电力操作检修人员的人身安全。

参与文献：

[1] 池才坤，石耀泉等. 高压开关柜下门与接地开关联锁机构：中国，ZL 2013 2 0134522.1[P].2013-09-04.

[2] 池才坤，石耀泉等. 高压开关柜下门与接地开关联锁机构及联锁控制方法：中国，ZL 2013 1 0115111.2[P].2013-08-14.

作者简介：黄伟，男，1980年生，广东汕头，大专，助理工程师。

研究领域：高低压开关成套设备，电气。