GIS 設備隔離開關（地刀）分、合閘位置精確指示裝置的研究與應用

姜俊和 楊冠華 吳建文 李澤方 郭佳慶

（廣東電網有限責任公司中山供電局，廣東 中山 528400）

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GIS 設備隔離開關（地刀）分、合閘位置精確指示裝置的研究與應用

姜俊和 楊冠華 吳建文 李澤方 郭佳慶

（廣東電網有限責任公司中山供電局，廣東 中山 528400）

摘要GIS（氣體絕緣金屬封閉開關）設備因其金屬封閉的特點，判斷其內部的刀閘是否分、合閘到位需通過操動機構上的指示牌指示。通過分析當前刀閘分、合閘位置指示方式的缺點，針對性研制出一種安裝在直接與刀閘靜觸頭連接的拐臂上，能測量刀閘操動機構旋轉角度的精確指示裝置，可以通過其旋轉角度與刀閘行程的對應關系判斷刀閘分、合閘是否到位，達到提高設備運行可靠性、減少設備運行人員誤操作的作用。

關鍵詞：GIS；隔離開關；刀閘位置；精確指示裝置

GIS設備因其占用空間少，維護簡單，性能穩定等優點在電力系統內廣泛采用，但其金屬封閉氣體絕緣的設計使得隔離開關（地刀）分、合閘位置只能通過分、合閘時操動機構相應動作間接體現。當前主流的指示方式是操動機構帶動機構箱內的分合閘指示牌指示刀閘分合閘位置，有些型號通過套在主軸上的傳動連桿的位置改變指示分合閘位置，但是這兩種指示方式均存在不精確的缺點，需要設計一種新的刀閘位置指示裝置。該裝置要能測量操動機構的轉動角度，對刀閘分、合閘不到位有精確的指示功能。本文不考慮刀閘分、合閘位置在其所在間隔的匯控柜和后臺監控機上的指示。

1　GIS設備隔離開關（地刀）分、合閘位置指示方式與原理

1.1 常用的刀閘分合閘指示方式

GIS設備隔離開關（地刀）分、合閘指示方式一般有兩種，安裝在刀閘機構箱內的分合閘指示牌的分、合閘指示和刀閘操動機構傳動連桿的變位指示。幾乎所有型號的刀閘都會采用分合閘指示牌，少部分分相式機構的刀閘還會采用傳動連桿指示。

操動機構接到操作命令后，帶動主軸及套在主軸上的拐臂板旋轉特定角度，拐臂板推動導向套、絕緣拉桿及動觸頭沿隔離開關的中心線作直線運動，實現分、合閘操作。同時操動機構帶動分合閘指示牌轉動，指示與刀閘位置相對應的分合閘位置，有傳動連桿時，其一端會變位靠近規定的代表刀閘分、合閘到位的點[1]。

1.2 當前常用的分合閘指示存在的缺點

現有指示裝置能充分利用機構箱內空間和分合閘時連桿位置的變化，結構簡單，但指示牌裝設在機構箱內部，對于安裝位置較高的，不容易觀察其位置，且指示牌無刻度，指示不精確。而且在實際使用中，持續運行多年的GIS設備隔離開關（地刀）操動機構由于老化、銹蝕等會存在機構卡滯、連桿變位等情況，這時現有指示裝置的缺點會很明顯，若合閘指示牌有傾斜，刀閘的合閘超行程是否符合規定，超行程過小，接觸電阻必然增大，運行過程中可能因為發熱嚴重而發生安全事故；若分閘指示牌有傾斜，刀閘分閘時行程是否足夠就不能準確判斷，若刀閘分閘時行程不足或者干脆沒有分開，會給運行及檢修工作帶來極大的危險，若此時合上相應地刀將會導致嚴重的安全事故；還有一種情況，刀閘分合閘到位但是指示牌指示偏差很大，這種情況在實際使用中比較常見，需要檢查刀閘分、合閘到位的前提下調整指示牌。

2　GIS設備隔離開關（地刀）分、合閘精確指示裝置的研究

2.1 精確指示裝置的結構

針對指示牌無刻度，安裝位置遠離刀閘的缺點而改進的精確指示裝置應由兩部分組成——有刻度的讀數盤和指示拐臂轉動角度的指示針。讀數盤上每條刻度線均指向轉軸圓心，刻度線蝕刻而成，避免指示針在其上方轉動時受阻，定位刻度指示線可根據具體刀閘調整，定位后牢固可靠。讀數盤、指示計采用的材料均為厚1.5mm的304不銹鋼，使其堅固、不變形、不生銹。讀數盤、指示計的尺寸及著色可根據現場實際情況定做。簡單設計圖如圖1、圖2所示。

圖1 精確指示裝置讀數盤設計圖

圖2 精確指示裝置指示針設計圖

2.2 精確指示裝置的工作原理

根據隔離外側的拐臂直徑及轉動方向現場定制出設備的適用精確指示裝置后，將指示針固定在隔離外側的拐臂上，讀數盤固定同一位置的外殼上，拐臂轉動時指示針隨之轉動，指示讀數盤上的某一個刻度，即指示針指示的角度隔離外側拐臂的轉動角度確定。將刀閘合閘到位時，指示針指示的讀數盤上的角度定為合閘位置，并將合閘定位刻度指示線固定在該角度上，刀閘分閘時亦然，這樣就能確保刀閘的實際位置與指示針指示的位置相對應。

安裝前先檢查刀閘的行程、超行程及操動機構轉動角度符合廠家設計標準，安裝在隔離開關上時，將合閘定位刻度指示線（紅色）固定在廠家技術標準中機構轉動角度的一半位置，在隔離開關合閘到位時，畫出拐臂與外殼的參照線，然后安裝指示針及讀數盤，指針指向讀數盤上的合閘定位刻度指示線，在將隔離開關分閘到位時指示針指向的刻度線定為分閘位置，將分閘定位刻度指示線（綠色）固定在該位置，這樣隔離開關合閘到位時，指示針就指示讀數盤上的合閘位置，分閘到位時，指示針就指示讀數盤上的分閘位置。安裝接地開關時，應先在接地開關分閘到位時確定讀數盤上的分閘定位刻度指示線（綠色），在確定合閘定位刻度指示線（紅色），這是為了確保隔離開關合閘到位而接地開關分閘到位。若刀閘是三相分箱的，則三相的讀數盤安裝角度應一致，滿足整齊美觀的要求。該裝置安裝在GIS后的實物圖如圖3、圖4所示（在該實物圖

圖3 指示刀閘在合閘位置

圖4 指示刀閘在分閘位置

由于指示裝置直接安裝在隔離外側的拐臂上，保證了指示位置與刀閘實際位置的一致性，若由于操動機構卡滯等原因造成刀閘分、合不到位，該指示裝置能精確地指示出來。

3 結論

本文所研究的刀閘分、合閘位置精確指示裝置，直接安裝在隔離外側的拐臂處，通過裝置上面的轉角刻度盤可以指示刀閘分、合閘是否到位，有可視性、精確性、可靠性、永久性等特點。我公司已經對部分型號的GIS設備刀閘加裝了該精確指示裝置，從實際運維經驗看，該裝置能夠較好地解決已投運GIS設備刀閘操作時位置不能精確判斷的問題。但由于國內外廠家生產的GIS設備型號繁多，有些型號的刀閘操動機構不能加裝此設備，希望有同事能想出對策。鑒于南方電網公司在2014版110～500kV組合電器（GIS和HGIS）技術規范中對GIS設備中隔離開關和接地刀閘的位置指示有了明確要求：隔離開關和接地開關應有可靠的分、合閘位置和便于巡視的指示裝置。對分相式機構(H)GIS，隔離開關和接地開關為三相機械聯動且有外部連桿的，應每相裝設一個位置指示器[2]，在此希望GIS設備生產廠家能積極響應客戶需求，認真對待刀閘位置指示問題，為減少電力安全事故，提高供電可靠性努力。

參考文獻

[1] ZF11-252(L)型氣體絕緣金屬封閉開關設備使用說明書[Z]. 河南平高電氣股份有限公司, 2005.

[2] 110～500kV組合電器（GIS和HGIS）技術規范[Z].中國南方電網有限責任公司, 2014.

姜俊和（1989-），男，江西上饒人，助理工程師，大學本科，從事變電檢修工作。

Research and Application on the New Precise Indicator Used to Indicate the Closing or Opening Position of Isolators inside GIS Equipment

Jiang Junhe Yang Guanhua Wu Jianwen Li Zefang Guo Jiaqing
(Zhongshan Power Supply Bureau of Guangdong Grid Co., Ltd, Zhongshan, Guangdong 528400)

Abstract To judge whether the isolator inside GIS equipment is in closing or opening position, it needs reading the indicator fixed on the operating mechanisms of GIS equipment, because of the metal-enclosed feature of GIS equipment. By analyzing the shortcomings of the indicator used to indicate the open and close positions of isolators, a new indicator which is more precise than the old one can be developed. The new precise indicator is fixed on a crank arm which is connecting directly with the moving contact of isolator, and can measure the turning angle of the operating mechanisms. By using the relation between the turning angle and the isolator travel, it can be judged that whether the isolator is in closing or opening position. Thus, the operation reliability of isolators is improved, and the misoperation of operators is lessened.

Keywords：GIS; disconnector; position of isolator; precise indicator

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