姜俊和 楊冠華 吳建文 李澤方 郭佳慶

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局，廣東 中山 528400）

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GIS 設(shè)備隔離開(kāi)關(guān)（地刀）分、合閘位置精確指示裝置的研究與應(yīng)用

姜俊和 楊冠華 吳建文 李澤方 郭佳慶

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)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(kāi)關(guān)）設(shè)備因其金屬封閉的特點(diǎn)，判斷其內(nèi)部的刀閘是否分、合閘到位需通過(guò)操動(dòng)機(jī)構(gòu)上的指示牌指示。通過(guò)分析當(dāng)前刀閘分、合閘位置指示方式的缺點(diǎn)，針對(duì)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(cè)量刀閘操動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)角度的精確指示裝置，可以通過(guò)其旋轉(zhuǎn)角度與刀閘行程的對(duì)應(yīng)關(guān)系判斷刀閘分、合閘是否到位，達(dá)到提高設(shè)備運(yùn)行可靠性、減少設(shè)備運(yùn)行人員誤操作的作用。

關(guān)鍵詞：GIS；隔離開(kāi)關(guān)；刀閘位置；精確指示裝置

GIS設(shè)備因其占用空間少，維護(hù)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)在電力系統(tǒng)內(nèi)廣泛采用，但其金屬封閉氣體絕緣的設(shè)計(jì)使得隔離開(kāi)關(guān)（地刀）分、合閘位置只能通過(guò)分、合閘時(shí)操動(dòng)機(jī)構(gòu)相應(yīng)動(dòng)作間接體現(xiàn)。當(dāng)前主流的指示方式是操動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的分合閘指示牌指示刀閘分合閘位置，有些型號(hào)通過(guò)套在主軸上的傳動(dòng)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(diǎn)，需要設(shè)計(jì)一種新的刀閘位置指示裝置。該裝置要能測(cè)量操動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，對(duì)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(tái)監(jiān)控機(jī)上的指示。

1　GIS設(shè)備隔離開(kāi)關(guān)（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(shè)備隔離開(kāi)關(guān)（地刀）分、合閘指示方式一般有兩種，安裝在刀閘機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的分合閘指示牌的分、合閘指示和刀閘操動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連桿的變位指示。幾乎所有型號(hào)的刀閘都會(huì)采用分合閘指示牌，少部分分相式機(jī)構(gòu)的刀閘還會(huì)采用傳動(dòng)連桿指示。

操動(dòng)機(jī)構(gòu)接到操作命令后，帶動(dòng)主軸及套在主軸上的拐臂板旋轉(zhuǎn)特定角度，拐臂板推動(dòng)導(dǎo)向套、絕緣拉桿及動(dòng)觸頭沿隔離開(kāi)關(guān)的中心線作直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)分、合閘操作。同時(shí)操動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)分合閘指示牌轉(zhuǎn)動(dòng)，指示與刀閘位置相對(duì)應(yīng)的分合閘位置，有傳動(dòng)連桿時(shí)，其一端會(huì)變位靠近規(guī)定的代表刀閘分、合閘到位的點(diǎn)[1]。

1.2 當(dāng)前常用的分合閘指示存在的缺點(diǎn)

現(xiàn)有指示裝置能充分利用機(jī)構(gòu)箱內(nèi)空間和分合閘時(shí)連桿位置的變化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但指示牌裝設(shè)在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部，對(duì)于安裝位置較高的，不容易觀察其位置，且指示牌無(wú)刻度，指示不精確。而且在實(shí)際使用中，持續(xù)運(yùn)行多年的GIS設(shè)備隔離開(kāi)關(guān)（地刀）操動(dòng)機(jī)構(gòu)由于老化、銹蝕等會(huì)存在機(jī)構(gòu)卡滯、連桿變位等情況，這時(shí)現(xiàn)有指示裝置的缺點(diǎn)會(huì)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(guī)定，超行程過(guò)小，接觸電阻必然增大，運(yùn)行過(guò)程中可能因?yàn)榘l(fā)熱嚴(yán)重而發(fā)生安全事故；若分閘指示牌有傾斜，刀閘分閘時(shí)行程是否足夠就不能準(zhǔn)確判斷，若刀閘分閘時(shí)行程不足或者干脆沒(méi)有分開(kāi)，會(huì)給運(yùn)行及檢修工作帶來(lái)極大的危險(xiǎn)，若此時(shí)合上相應(yīng)地刀將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)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(shí)際使用中比較常見(jiàn)，需要檢查刀閘分、合閘到位的前提下調(diào)整指示牌。

2　GIS設(shè)備隔離開(kāi)關(guān)（地刀）分、合閘精確指示裝置的研究

2.1 精確指示裝置的結(jié)構(gòu)

針對(duì)指示牌無(wú)刻度，安裝位置遠(yuǎn)離刀閘的缺點(diǎn)而改進(jìn)的精確指示裝置應(yīng)由兩部分組成——有刻度的讀數(shù)盤(pán)和指示拐臂轉(zhuǎn)動(dòng)角度的指示針。讀數(shù)盤(pán)上每條刻度線均指向轉(zhuǎn)軸圓心，刻度線蝕刻而成，避免指示針在其上方轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受阻，定位刻度指示線可根據(jù)具體刀閘調(diào)整，定位后牢固可靠。讀數(shù)盤(pán)、指示計(jì)采用的材料均為厚1.5mm的304不銹鋼，使其堅(jiān)固、不變形、不生銹。讀數(shù)盤(pán)、指示計(jì)的尺寸及著色可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況定做。簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)圖如圖1、圖2所示。

圖1 精確指示裝置讀數(shù)盤(pán)設(shè)計(jì)圖

圖2 精確指示裝置指示針設(shè)計(jì)圖

2.2 精確指示裝置的工作原理

根據(jù)隔離外側(cè)的拐臂直徑及轉(zhuǎn)動(dòng)方向現(xiàn)場(chǎng)定制出設(shè)備的適用精確指示裝置后，將指示針固定在隔離外側(cè)的拐臂上，讀數(shù)盤(pán)固定同一位置的外殼上，拐臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)指示針隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，指示讀數(shù)盤(pán)上的某一個(gè)刻度，即指示針指示的角度隔離外側(cè)拐臂的轉(zhuǎn)動(dòng)角度確定。將刀閘合閘到位時(shí)，指示針指示的讀數(shù)盤(pán)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(shí)亦然，這樣就能確保刀閘的實(shí)際位置與指示針指示的位置相對(duì)應(yīng)。

安裝前先檢查刀閘的行程、超行程及操動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)角度符合廠家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，安裝在隔離開(kāi)關(guān)上時(shí)，將合閘定位刻度指示線（紅色）固定在廠家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的一半位置，在隔離開(kāi)關(guān)合閘到位時(shí)，畫(huà)出拐臂與外殼的參照線，然后安裝指示針及讀數(shù)盤(pán)，指針指向讀數(shù)盤(pán)上的合閘定位刻度指示線，在將隔離開(kāi)關(guān)分閘到位時(shí)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(kāi)關(guān)合閘到位時(shí)，指示針就指示讀數(shù)盤(pán)上的合閘位置，分閘到位時(shí)，指示針就指示讀數(shù)盤(pán)上的分閘位置。安裝接地開(kāi)關(guān)時(shí)，應(yīng)先在接地開(kāi)關(guān)分閘到位時(shí)確定讀數(shù)盤(pán)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(kāi)關(guān)合閘到位而接地開(kāi)關(guān)分閘到位。若刀閘是三相分箱的，則三相的讀數(shù)盤(pán)安裝角度應(yīng)一致，滿足整齊美觀的要求。該裝置安裝在GIS后的實(shí)物圖如圖3、圖4所示（在該實(shí)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(cè)的拐臂上，保證了指示位置與刀閘實(shí)際位置的一致性，若由于操動(dòng)機(jī)構(gòu)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(lái)。

3 結(jié)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(cè)的拐臂處，通過(guò)裝置上面的轉(zhuǎn)角刻度盤(pán)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(diǎn)。我公司已經(jīng)對(duì)部分型號(hào)的GIS設(shè)備刀閘加裝了該精確指示裝置，從實(shí)際運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)看，該裝置能夠較好地解決已投運(yùn)GIS設(shè)備刀閘操作時(shí)位置不能精確判斷的問(wèn)題。但由于國(guó)內(nèi)外廠家生產(chǎn)的GIS設(shè)備型號(hào)繁多，有些型號(hào)的刀閘操動(dòng)機(jī)構(gòu)不能加裝此設(shè)備，希望有同事能想出對(duì)策。鑒于南方電網(wǎng)公司在2014版110～500kV組合電器（GIS和HGIS）技術(shù)規(guī)范中對(duì)GIS設(shè)備中隔離開(kāi)關(guān)和接地刀閘的位置指示有了明確要求：隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)應(yīng)有可靠的分、合閘位置和便于巡視的指示裝置。對(duì)分相式機(jī)構(gòu)(H)GIS，隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)為三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)且有外部連桿的，應(yīng)每相裝設(shè)一個(gè)位置指示器[2]，在此希望GIS設(shè)備生產(chǎn)廠家能積極響應(yīng)客戶需求，認(rèn)真對(duì)待刀閘位置指示問(wèn)題，為減少電力安全事故，提高供電可靠性努力。

參考文獻(xiàn)

[1] ZF11-252(L)型氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)[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(shù)規(guī)范[Z].中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 2014.

姜俊和（1989-），男，江西上饒人，助理工程師，大學(xué)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

作者簡(jiǎn)介