中置柜標準化方案的配套件改進探討

／溫州興機電器有限公司 章如海 王瑞元 ／

中置柜標準化方案的配套件改進探討

／溫州興機電器有限公司 章如海 王瑞元 ／

國家電網正在開展標準化設計建設，通過選取可靠性和成熟度都較高的中置式手車開關柜KYN28型柜體為基礎，進行12kV手車式開關柜的統一設計。主要是對系統內的接口進行標準化，同時也對內部配套件提出了一些功能性的要求。借由這些新的功能需求的提出和新產品開發對中置柜的優化，配套件也可以順勢做一些相關的改進，對各項功能進行整合。這種優化升級包含結構改進、性價比改善、模塊化調整及功能整合，以更好滿足各種防護要求，保護人身安全以及提升操作合理性等。

中置柜；底盤車；電動模塊；五防聯鎖；精益型二代配件；動熱穩定

0 引言

國家電網標準化建設下一階段重點是進行設備標準化，以便提高設備的通用互換、擴建等，對12kV手車式開關柜統一設計。國家電網對KYN28型柜體提出新的要求，這些要求對很多功能化提出擴大方案，也是對很多優秀的方案進行統一的梳理整合。

根據整合的條件，國內28柜生產廠家也可以同步對柜體進行升級改造。雖然老柜型結構已經足夠成熟穩定，但是還有很多方面可以再優化。

從典型的柜體入手，如果按照改進功能點分，大致可以分為柜架（含母線）、元器件、功能配套件、儀表二次等。升級也是包括以上幾點，本文著重介紹配套件方面的優化設計，便于大家對柜體整體升級的同時，進行中置柜的配套件方面的升級工作。

中置柜配套件的升級都是基于五防聯鎖的改善改進，以及產品自身性能提升的優化設計，它包括以下幾大內容。

為了同步中置柜的標準化推廣，配套件的升級也可以同步升級。優化方案可以從以下幾點進行。

（1）人性化優化設計增加

如圖1所示，主要從減少人力操作的困難方面入手。包含電動底盤車、電動接地開關、液壓轉運車及多功能轉運車等方面。

（2）老產品的新結構改進設計

老產品新結構包含底盤車聯鎖結構調整、接地回路銅排的結構和性能調整，門鎖、門鉸鏈以及門結構改進等。

（3）增加聯鎖的統一梳理

圖1 KYN28中置柜配套件

除五防聯鎖衍生的老聯鎖外增加的一些防護人身安全方面的聯鎖，包括底盤車的關門鎖門的聯鎖、二進一（先進先出）的程序鎖聯鎖、底盤車門掛鎖、中門掛鎖、接地開關掛鎖、活門自鎖、后門上下門聯鎖、接地開關上下程序鎖聯鎖等。

（4）老型聯鎖的優化

老型聯鎖優化主要是結構精簡性能提升方面，包括底盤車相關聯鎖、活門聯鎖、接地聯鎖、導軌聯鎖、前下門聯鎖。

以上是對整個配套件升級的簡單分類。

1 配套件改良的分類討論

1.1 常規底盤車的更新點

底盤車在抽出式開關柜中用于承載故障率較高的電器元器件，如斷路器、負荷開關，互感器、接地開關等。按照底盤車的功能整理相關點。

升級點：模塊化中門聯鎖，附帶升級相關中門聯鎖附件，如圖2所示。

圖2 模塊化中門聯鎖

1）中門聯鎖——增加柜內手車在關上門的情況下才能操作，或者增加手車離開試驗位置后鎖定柜門的底盤車。

配合凹凸門，中門掛鎖配件也可以做同步更改。包括凹凸門關門聯鎖推板、帶掛鎖推板等，如圖3～圖6所示。

圖3 凹凸門推板

圖4 中門掛鎖

圖5 凹凸門套

圖6 中門掛鎖

2）程序鎖聯鎖——增加擁有鑰匙鎖定或解鎖的程序鎖，實現鎖定推、進退出功能。

注：程序鎖底盤車包含兩臺底盤車兩鎖一鑰匙，實現二臺操作一臺的功能（三鎖兩鑰匙的三進二功能等）；或者兩臺程序鎖進行底盤車互鎖的先進先出等功能（見圖7）。

圖7 斷路器隔離車先進先出+關門聯鎖

3）手動優先——電動底盤車內部增加微動開關，當搖把插入底盤車后，微動開關切換，斷開電動回路，起到手動保護的作用，如圖8所示。

圖8 新款電動底盤車+關門聯鎖+手動優先

圖9 銅導軌接地：更新款接地夾+更新銅導軌

4）銅導軌接地: 圖9底盤車銅質接地導體，當額定短路持續時間為3s時，其電流密度不應超過125A / mm2。當額定短路持續時間為4s時，其電流密度不應超過100A / mm2。接地回路的短視耐受電流按照主回路的額定短時耐受電流的87%計算，主回路按照GB 3906—2006中附錄D公式：S=I/a√（t△θ）短時持續電流的熱效應計算裸導體橫截面積的方法計算（底盤車作為配套件，接地回路的短時耐受電流不作單獨的底盤車試驗，底盤車推薦相關接地排截面積。）。

5）南網新要求：接地開關合閘，底盤車接地聯鎖提前。常規底盤車搖動1.75圈（17.5mm），可以方便更改為0.75圈或0.25圈以下。①更改接地聯鎖板，提前聯鎖（0.75圈），方便現場更改，見圖10。②更改絲桿，增加聯鎖擋塊（0.25圈以下），現場不方便更換，見圖11。

圖10 接地聯鎖0.75圈

圖11 接地聯鎖0.25圈

1.2 老型聯鎖優化及部分新結構增加

老型聯鎖包括活門聯鎖、接地聯鎖、導軌聯鎖、前下門聯鎖。

1）老式活門機構裝置的活門板上下運動是導桿式結構，容易出現卡滯、運動不靈活等現象。另外包括需要新增內容等，要求活門旋轉金屬材料加接地加絕緣板或硫化等要求。

導桿式活門現在成熟更新一般選取卡槽軌道式活門、滑軌式（抽屜滑軌）活門、滾輪式活門、套筒式活門等，如圖12和圖13所示。活門板就可以直接采用絕緣加金屬或者金屬硫化即可。

圖12 滑軌式活門

圖13 卡槽式活門

2）老式接地開關操作機構聯鎖裝置方向聯鎖（不關后門不可以操作接地開關）裝配困難，操作易破壞。

可以附帶精簡版的前下門聯鎖。接地連鎖主要是方向聯鎖的更新，以及絕緣結構的整理，包括后軸環氧玻璃布絕緣套管、后整根絕緣棒結構、后分體式接地開關操作結構等，如圖14所示。

圖14 接地連鎖及下門聯鎖

3）老式導軌聯鎖采用傾斜撥片，新的導軌聯鎖采用垂直貼面，更方便底盤車接地聯鎖的調試。這些結構有些已經更改多年，只是很多沒有全面普及而已。

導軌聯鎖新款更新點：在垂直型結構基礎上，爬坡的斜面角度更改，爬坡距離拉長，防止手車推入后的撞擊及手車搖入時聯鎖板的干涉。讓手車進入及聯鎖更加靈活可靠，如圖15所示。

圖15 導軌及導軌聯鎖

現在市場通用的導軌大概有三種結構：鐵導軌、銅導軌、鋁合金導軌。其中銅導軌和鋁合金導軌可以考慮導軌接地，銅導軌和鋁導軌的動熱穩定計算，可以參考上文的銅導軌接地額定短時耐受電流計算。另外還要參考基礎接面結構、搭接位置、接觸壓力、接觸效果及點數等方面，具體的效果需要進行動熱穩定試驗。

4）另外斷路器緊急分閘、活門自鎖、后門上下門聯鎖和前地刀操作孔聯鎖等。

緊急分閘在部分成套廠一直有使用，市場上有通用幾個版本，包括帶掛鎖結構、拉桿結構、滑板結構等，現在比較綜合的版本如圖所示：可以調節、按鈕不能突出操作面、增加緩沖墊片、增加結構強度等，如圖16所示。

圖16 緊急分閘及操作說

新款活門自鎖（見圖17），可以在活門聯鎖機構里面直接選配，目的是手車拉出后，活門板手工無法打開，防護人身安全。新款的結構更加簡單，采用扣接式，只有一個安裝螺釘，方便安裝，自帶掛鎖結構（見圖18）。

圖17 活門自鎖

圖18 接地掛鎖

后上下門聯鎖是屬于選配件（見圖19），后門下門必須在上門關上后才可以關下門，當下門關上后，上門無法打開，可以自帶緊急解鎖。這款結構小巧，方便安裝，只需要兩個安裝螺釘即可實現，讓柜體結構更加美觀漂亮，操作更加方便。

新增的接地開關聯鎖（見圖20）是聯鎖比較重要的地方，主要是地刀操作的防護。關于地刀操作聯鎖比較多，簡單統計以下幾個聯鎖：斷路器搖入后，不能操作地刀。后門不關，不能操作地刀。地刀分閘時，前下門不關，不能操作地刀。地刀合閘時，前下門不關，不能操作地刀（需要拔下高壓手柄）。地刀合閘后，斷路器搖入。地刀合閘后，前下門才能打開（附帶緊急解鎖）。地刀合閘后，后門才可以打開（附帶緊急解鎖）。

圖19 后上下門聯鎖

圖20 接地開關聯鎖

關于地刀的部分聯鎖，其他還有很多防護方面的連鎖：包括程序鎖聯鎖機械互鎖、閉鎖電磁鐵的電器互鎖、地刀的掛鎖等等。

帶位置限位的高壓手柄（見圖21），可以在規定情況下才可以拔下高壓手柄。第一種是帶銷頭，第二種是四方頭手柄，只要相應更改操作孔和標牌即可（帶銷高壓手柄，可以在分閘合閘的45°角開上讓位缺口，四方頭手柄，可以開四方缺口進行限位）。

圖21 高壓手柄

5）出了這種聯鎖的擴大化外，還可以做相關裝配件的升級，包括門鎖鉸鏈等，可以提高操作的舒適度及柜子整體的美觀度。

快拉門鎖（見圖22），目前市場的快拉有好幾種成熟的結構包括插銷式、掛鉤式等。

圖22 快拉門鎖

門鎖門鉸鏈系列（見圖3），包括增加掛鎖孔，更改新結構方案，增加強度等。其他還有材料方面的更改，解決防爆防銹等要求，包括不銹鋼門鎖、不銹鋼鉸鏈等。

圖23 鉸鏈、門鎖

以上只是羅列了部分配套件的更改內容，另外還有很多更改方案，以及更改點沒有一一列出，本文只是拋磚引玉，希望大家共同探討，擴大產品的升級換代，讓我們的產品更加優秀。

2 結束語

無論國家電網12kV手車式開關柜標準建設能否可靠推行，無論南網技術變更可能提出什么新要求。中置柜的改革都必須持續可靠進行，這樣，產品才有可持續發展。

更加智能、更加安全、更加方便、更加經濟是電網致力的目標，也是目前柜體及配套件改進的方向。

[1]中國電力科學研究院.GB 3906-2006 3.6～40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備[S]. 北京：中國電力出版社,2006.

[2]西安高壓電器研究所. 高壓電器產品樣本[M]. 北京：機械工業出版社，2003.