變電站隔離開關限動裝置的研制

梁穎輝

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門529300）

0 引言

隨著電網規模的不斷發展，變電站的設備改造、設備更新換代進程越來越快，變電站的工程量也越來越大，而往往影響電網安全穩定運行的事故事件多數發生在變電站施工過程中，尤以帶地刀/地線合刀閘或帶電合地刀居多。在施工過程中，運行人員無法把控作為與檢修設備有效斷開點的隔離開關，給施工安全和電網安全留下了極大的隱患。為了解決這一困境，本文將闡述變電站隔離開關限動裝置的設計、主要結構、特點及應用前景。

1 變電站隔離開關限動裝置的設計

隔離開關的傳動主要由操動機構、垂直連桿、驅動桿等部件實現，部件之間相互配合，完成隔離開關的一次次完整的傳動。而傳動的動力由操動機構提供，操動機構由控制系統和電機系統組成，控制系統主要結構包括：控制電源、分合閘按鈕、急停按鈕、分合閘線圈、分合閘線圈接點、熱繼電器（電機保護用繼電器）、手動操作聯鎖接點、限位接點等；電機系統主要結構包括：三相電源、三相電機、分合閘接點等。傳動的發起點就是控制回路導通，相應的合閘或分閘回路導通，使電機通電轉動，帶動與驅動桿相連的垂直連桿轉動，當到達終點，由限位開關斷開回路，切斷電機電源，完成傳動[1]。

限動裝置的設計根據上述隔離開關的傳動原理，找到合適的接入點，在不改動操動機構、垂直連桿、驅動桿等部件的前提下，在原設備的基礎上，通過控制垂直連桿的轉動，并與熱繼電器（電機保護用繼電器）配合，達到限制隔離開關傳動的目的。

當限制隔離開關手動操作傳動時，由限動裝置對垂直連桿進行制動，滿足制動力矩大于手搖操作的傳動力矩，即可達到限制隔離開關手動操作傳動的效果。

當限制隔離開關電動操作傳動時，因為隔離開關是由電機傳動的，所以只要達到一定條件將控制回路或者電機回路斷開即可，電機通電后，帶動垂直連桿轉動，但限動裝置控制了隔離開關垂直連桿，產生一個逆向力矩，連桿無法轉動，電機回路電動機轉速下降、繞組中的電流將增大，此時，回路中的熱繼電器（電機保護用繼電器）動作，利用電流的熱效應原理，在出現電機不能承受的過載時切斷控制回路，從而切斷電機回路，為電機提供過載保護，達到限制隔離開關電動操作傳動的效果[2]。

本裝置的設計以不改動隔離開關一、二次設備為前提，滿足即裝即用，拆卸方便的原則，設計初衷是成為工程管控中保障施工安全的實用性工具。圖1所示為變電站隔離開關限動裝置設計圖。

圖1 變電站隔離開關限動裝置設計圖

2 變電站隔離開關限動裝置的主要結構

隔離開關限動裝置主要由兩部分組成：（1）夾緊部件，是控制垂直連桿的組件，用于夾緊垂直連桿，阻止其轉動；（2）固定部件，是固定整個限動裝置的組件，用于固定在槽鋼板上，配合限動裝置阻止垂直連桿轉動。

夾緊部件的結構以夾緊連桿為主，基于大部分35 kV及以上戶外敞開式隔離開關的垂直連桿均是圓柱形，而直徑各不相同，夾緊部件在進行夾緊固定時可調節，形狀如一個大夾子，內部有多級齒條，如手銬一樣拷住垂直連桿，可適應不同連桿直徑的隔離開關垂直連桿，在夾緊時只能單向活動，如需拆卸，則需要專用解鎖鑰匙開鎖，才能松開夾緊部件。在與連桿夾緊固定的接觸面，還會覆蓋有防止打滑和增強摩擦力的硅膠層，確保夾緊部件與垂直連桿緊固貼合。

固定部件與夾緊部件相連，主要結構是一塊可活動的鋼板，由于目前90%的35 kV及以上戶外敞開式隔離開關的機構箱是固定在槽鋼板上，固定部件的鋼板就是依靠貼合在這塊槽鋼板上保持相對固定的狀態。因為鋼板是可活動的，所以當移動鋼板到與槽鋼緊密貼合的位置后，就可以進行固定，從而使限動裝置與隔離開關操動機構相對固定，當垂直連桿轉動帶動限動裝置轉動時，固定部件則與機構箱槽鋼板緊密貼合，無法轉動，從而提供逆向阻力，阻止垂直連桿轉動[3]。圖2所示為效果圖。

圖2 效果圖

3 變電站隔離開關限動裝置的特點

限動裝置有以下特點：

3.1 高度的通用性

本裝置不需改動一、二次設備，只要簡單安裝在需要禁止傳動的隔離開關上，即可有效把控現場設備。針對目前變電站里各種類型的戶外隔離開關的特點，已設計成靈活通用型，適用于90%的35 kV及以上戶外敞開式隔離開關，可以為各種工程的開展提供有效保障。

3.2 強大的實用性

安裝了限動裝置的隔離開關，無論現場施工人員采取電動傳動還是手動傳動，均無法傳動隔離開關，而且安裝在禁止傳動的隔離開關上，非常突出醒目，容易被施工人員發現，由于施工人員的誤操作往往是一時盲目，只要讓他的誤操作出現延誤，則可暫停其誤操作行為，所以限動裝置在電動操作時通過切斷控制回路的方法阻止施工人員傳動刀閘，在手動操作時通過機械阻力阻止施工人員傳動刀閘，從而使施工人員知道自己在誤操作一把禁止傳動的隔離開關，而停止誤操作行為，防止誤操作行為進一步發展。

3.3 良好的耐用性

限動裝置由高強度的不銹鋼組成骨架，保證其機械強度，在表面覆蓋不導電的硅膠層，防止在使用中產生靜電，而且可重復使用，使用期間也不需要維護，耐用性良好。

3.4 簡單的可操作性

限動裝置的安裝十分簡單便利，只需兩步操作即可完成：首先使用限動裝置夾緊隔離開關垂直連桿，然后固定在機構箱槽鋼板上，即可完成安裝。拆裝也同樣方便快捷，只需使用專用解鎖鑰匙松開限動裝置夾緊部件，即可拆下裝置，而且對隔離開關本體沒有絲毫影響。整個安裝和拆卸過程耗時短，操作簡單，而且配置專用拆卸鑰匙，不會被施工人員隨意拆下，既安全又方便[4]。

4 變電站隔離開關限動裝置的應用前景

限動裝置的特點說明了它能夠應用在大部分的35 kV及以上戶外敞開式隔離開關上，其性能能夠有效控制隔離開關的傳動，具有較高的實用價值。目前，電網中大部分變電站仍是以戶外敞開式設計為主，而且部分設備運行年限較長，是變電站更新改造的主體，工程相對集中在此類型的變電站。所以，限動裝置能夠給這些工程的檢修工作提供有效的安全技術措施，幫助運行人員把控現場設備的狀態，杜絕發生帶地刀/地線合刀閘或帶電合地刀等惡性誤操作。本裝置先在500 kV五邑變電站試用，然后在江門供電局試用，技術成熟之后可以推廣到各地供電局甚至整個廣東電網乃至國家電網使用。在未來還可以增加聲音告警、APP定位等實用功能，完善裝置的配置，對工程管控起到更好的效果[5]。

5 結語

綜上所述，本文闡述了變電站隔離開關限動裝置研制工作的各個方面，對限動裝置的設計、主要結構、特點及應用前景做了詳細的介紹和說明。限動裝置的高度通用性、實用性、耐用性和可操作性，能夠為施工安全提供有效保障，阻止施工人員的誤操作行為，將惡性誤操作扼殺在萌芽狀態，為電網的安全穩定運行提供有效保障。