西門子刀閘機構箱加裝觀察窗的技術改進

摘要：由于刀閘機構箱都加裝有五防鎖，運行人員開展機構箱等的日常檢查時需履行開鎖流程，并逐個機構箱打開五防鎖，而且西門子系列刀閘機構箱是通過異形螺帽扭緊箱門的，箱門開啟費時費力，頻繁的開啟也容易進水汽進小動物，這種檢查模式耗時長且效率低下而不徹底，已不再適應電網大力發展的要求，另外，在操作過程，一旦刀閘發生拒動導致拉弧現象，無法快速打開機構箱門進行事故處理。通過技術分析發現：通過在西門子刀閘機構箱加裝觀察窗的技術改進，可以達到快速查看箱內情況、緊急事故處理的目的。本文詳細闡述了西門子刀閘機構箱加裝觀察窗的多用途、改進后的安全經濟效益，及可推廣效果。

關鍵詞：觀察窗;西門子;五防鎖

1.引言

刀閘電機電源投退作為傳統變電操作的輔助操作，主要是為了防止現場人員在操作過程中誤拉誤合設備刀閘。近年來，隨著調控一體化的不斷深入推進，電網設備操作已經逐步由傳統變電運行現場操作轉變為調度遠程操作。設備操作前后由現場運行人員輔助進行刀閘電機電源投退，不僅增加了調控遠程操作的等待時間，也增加了變電運行人員的工作負擔，已不適應調控遠程操作設備的需要，變電站在落實風險防控措施后保持刀閘電機電源常態化投入。為此，出于安全考慮，刀閘機構箱都加裝有五防鎖。

2.現場調查

某500kV變電站刀閘都是采用西門子廠家，刀閘機構箱加裝五防鎖后，運行人員按照運維策略開展機構箱等的日常檢查，檢查箱體密封、防潮、防小動物措施是否完好，需要履行開鎖流程，并逐個機構箱打開五防鎖，而且西門子系列刀閘機構箱是通過異形螺帽扭緊箱門的，箱門開啟費時費力，頻繁的開啟也容易進水汽進小動物，這種檢查模式耗時長且效率低下而不徹底，已不再適應電網大力發展的要求。

另外，在操作過程，由于機構箱門被上鎖，無法通過觀察機構箱內電機的行程開關判斷刀閘是否到位。而且一旦刀閘在分合過程發生拒動導致拉弧現象，需要履行五防鎖具解鎖開鎖流程后方可打開機構箱門進行事故處理，延誤了事故處理效率。

3.技術改進方案

為解決上述問題，通過在西門子刀閘機構箱門上適當的位置加裝觀察窗進行一系列技術改進，可以實現運行人員免開箱門就可以及時觀察到機構箱內情況，可大大降低運行人員的工作量。改進方案包括以下內容：

1、采用通光性好，耐磨，抗老化的鋼化玻璃制作觀察窗。

2、在西門子刀閘機構箱門上適當的位置開孔，通過H型密封橡膠條固定鋼化玻璃觀察窗

3、觀察窗外面制作與其大小對應的可翻轉式矩形防曬擋板，通過鉸鏈固定在箱門上，在連接處加裝擋雨橫條，從而防雨遮光，延長使用壽命。

4、防曬擋板上可嵌入設備對應的雙編標識牌，充分利用空間。

5、在觀察窗上設計一個緊急開啟拉板，一旦刀閘在分合過程發生拒動導致拉弧現象，可以通過拉板拉開玻璃窗按觸接觸器進行事故處理。

4.材料方案選用

根據上述分析，需對機構箱門觀察窗的透視材料和制作工藝進行改進。

4.1觀察窗材料的選取

觀察窗材料應該滿足隔熱、防爆、抗老化、透視度高的應用要求，經過查閱眾多資料，這里采用鋼化玻璃是不二選擇。鋼化玻璃其實是一種預應力玻璃，為提高玻璃的強度，通常使用化學或物理的方法，在玻璃表面形成壓應力，玻璃承受外力時首先抵消表層應力，從而提高了承載能力，增強玻璃自身抗風壓性，寒暑性，沖擊性等。鋼化玻璃的主要優點有：

1、鋼化玻璃具有安全性，這主要是從保護人體方便說的，鋼化玻璃如果受到特別大的外力遭到破壞后，碎片是蜂窩狀的鈍角小顆粒，因此在特殊情況下對巡視和維護人員沒有太大傷害。

2、鋼化玻璃具有高強度性，強度較之普通玻璃提高數倍，抗彎強度是普通玻璃的3～5倍，抗沖擊強度是普通玻璃5～10倍，提高強度的同時亦提高了安全性。

3、鋼化玻璃還具有熱穩定性，鋼化玻璃可以承受巨大的溫差而不會破損，抗拒變溫差能力是同等厚度普通浮法玻璃的3倍。可承受150℃的溫差變化，對防止熱炸裂有明顯的效果。

4.2觀察窗附件的選取

4.2.1橡膠墊的選取

由于在戶外使用，要考慮滿足到防水密封性能要求。另外考慮到材料要使用廣泛，加工快捷，更換方便，便選擇了俗稱“橡膠王”的氟橡膠。

氟橡膠橡膠分子中含有氟原子，氟原子與碳原子組成的化學鍵性能很高，且隨其氟化程度的提高而增強，氟原子的包裹還可以保證碳-碳鍵的化學隋性。這種特殊的分子結構，使氟橡膠具有突出的耐高低溫性能，在-20°～+200°的溫度范圍內保持良好的使用彈性，耐臭氧、耐天候老化，宜作熱機械中的密封襯墊。無毒可制作絕熱、絕緣制品及醫用橡膠制品。同時具有防水、阻燃、耐高溫、導電、耐磨、耐油等優良性能，廣泛用于機械、電子、水暖等多種行業。

氟橡膠具有以下優點：1、化學穩定性氟橡膠具有高度的化學穩定性，是目前所有彈性體中耐介質性能最好的一種。2、耐高溫性能優異，氟橡膠的耐高溫性能和硅橡膠一樣，可以說是目前彈性體中最好的。3、耐老化性能好，具有極好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。4、機械性能優良，有優良的物理機械性能，吸濕性比其他彈體低，可作為較好的電絕緣材料。

4.2.2固定方式的選取

在選擇好觀察窗材料及密封材料后，需要設計出一種良好的固定方式，才能很好的固定好材料。為了方便切割，在機構箱門上采用方形孔切割，用切割工具切割方形孔，開孔尺寸應滿足能夠觀察到機構箱內行程開關、電機電源空開、分合繼電器等元件的狀態。高強度鋼化玻璃通過密封膠條嵌入方形孔，與機構箱門固定一體。為了避免鋼化玻璃觀察窗的長期受光照加速老化，在觀察窗表面設計配有與其大小對應的可翻轉式矩形蓋板，蓋板上可嵌入設備對應的雙編標識牌。

4.2.3緊急開啟拉板設計

在觀察窗上方暗藏Г型拉板，一旦刀閘在分合過程發生拒動導致拉弧現象，運行人員可以通過拉板打開觀察窗，按觸分合閘接觸器，合上或者拉開刀閘，消除拉弧現象。

5.改造帶來的影響

5.1社會經濟效益

在西門子系列刀閘機構箱加裝帶有密封膠圈的鋼化玻璃觀察窗，達到通過觀察窗就能清晰地察看到箱內的情況，無需進行開鎖-開箱門-關箱門-上鎖等一系列復雜操作，能使運行人員免開箱門就可以快速查看箱內情況，一目了然，大大提高了工作效率，同時極大降低了因開箱門而導致的小動物和水氣侵入的風險。

5.2安全效益

運行人員通過刀閘機構箱觀察窗上的緊急開啟拉板可以直接按觸接觸器，無需履行五防鎖具解鎖開鎖流程，有助于快速處理刀閘拒動導致的拉弧現象，提高事故處理效率，確保了設備的安全穩定。

6.結語

經過以上分析和材料選擇驗證，在西門子系列刀閘機構箱加裝帶有密封膠圈的鋼化玻璃觀察窗，具有足夠的硬度和密封性，能夠很好的適應戶外環境;觀察窗上緊急開啟拉板的設計有助于快速處理刀閘拒動導致的拉弧現象，可以證實此次西門子系列刀閘機構箱加裝觀察窗改進是完全可行的。通過此次改進，可以提高運行人員工作效率，減少設備故障概率，提高事故處理效率，確保了設備安全穩定運行，達到了改造目的。而且該改造項目投入資金少，工作量小施工簡單，便于推廣實施。

參考文獻

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【作者簡介】顏廣興，男，廣東惠州，大學本科，廣東電網有限責任公司惠州供電局，高級工程師，從事變電運行工作。