郭 銳，王志童

（國(guó)網(wǎng)蘭州供電公司，甘肅蘭州 730050）

0 引言

近幾年內(nèi)隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，35 kV 及以下設(shè)備均已采用結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少、防爆等級(jí)高、操作安全、防誤閉鎖功能較完善的移動(dòng)式戶內(nèi)金屬開(kāi)關(guān)柜。移動(dòng)式戶內(nèi)金屬開(kāi)關(guān)柜在電力系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，進(jìn)行開(kāi)合、控制和保護(hù)用電設(shè)備。由于是戶內(nèi)設(shè)備，在滿足運(yùn)行可靠穩(wěn)定、操作安全簡(jiǎn)捷的前提下，金屬開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)盡量做到簡(jiǎn)單緊湊，因此金屬開(kāi)關(guān)柜母線橋多采用銅排，封裝在開(kāi)關(guān)柜的上部，柜內(nèi)母線由引下線連接到斷路器室靜觸頭，并設(shè)置活門(mén)擋板與開(kāi)關(guān)室隔離。但目前在運(yùn)的各廠家金屬開(kāi)關(guān)柜活門(mén)擋板只能通過(guò)活門(mén)機(jī)構(gòu)與手車開(kāi)關(guān)拉出（推入）實(shí)現(xiàn)活門(mén)擋板的關(guān)閉（打開(kāi)），無(wú)任何閉鎖裝置，存在誤碰機(jī)構(gòu)打開(kāi)活門(mén)擋板的安全隱患。手車開(kāi)關(guān)拉至檢修位置后，活門(mén)擋板靠自重關(guān)閉，但任何人員均可隨意打開(kāi)，使帶電觸頭裸露。由于開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)緊湊、斷路器室狹小，誤開(kāi)啟活門(mén)擋板，會(huì)將帶電的靜觸頭裸露在外，與檢修工作人員無(wú)法滿足安全工作距離，導(dǎo)致人員觸電事故。

小組成員通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，均未發(fā)現(xiàn)針對(duì)這一隱患的可靠解決措施。為保障工作人員安全，解決工作人員誤碰活門(mén)機(jī)構(gòu)發(fā)生觸電的安全隱患，本科研小組開(kāi)始了活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止隔離裝置的設(shè)計(jì)研究。

1 發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題

科研小組通過(guò)對(duì)國(guó)網(wǎng)蘭州供電公司所轄各變電站35 kV 及以下金屬開(kāi)關(guān)柜的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在運(yùn)的各廠家金屬開(kāi)關(guān)柜均無(wú)活門(mén)擋板閉鎖裝置，均存在誤碰活門(mén)機(jī)構(gòu)發(fā)生人員觸電的安全隱患。此安全隱患給運(yùn)行維護(hù)工作帶來(lái)了諸多影響，主要總結(jié)為以下3 點(diǎn)：

（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)處于檢修狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)室的上下隔離靜觸頭總有一組帶電或兩組帶電，檢修人員在進(jìn)行開(kāi)關(guān)室二次回路消缺、機(jī)構(gòu)調(diào)整等工作時(shí)，由于靜觸頭活門(mén)機(jī)構(gòu)無(wú)任何鎖止裝置，存在檢修人員失誤打開(kāi)活門(mén)或誤碰活門(mén)機(jī)構(gòu)開(kāi)啟擋板，失去與帶電部位間的隔離措施，造成人身觸電傷亡事故的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）在開(kāi)關(guān)室進(jìn)行工作，為了保證工作人員安全，必須將該間隔所在的整段母線停電，擴(kuò)大了停電范圍，增加了倒閘操作的風(fēng)險(xiǎn)。由于整段母線停電，會(huì)造成大面積用戶停電，減少售電量。

（3）部分公司采用由運(yùn)維人員在活門(mén)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)上直接加鎖的方式鎖止活門(mén)機(jī)構(gòu)，但運(yùn)維人員需進(jìn)入開(kāi)關(guān)室進(jìn)行掛鎖操作，操作過(guò)程中存在誤碰活門(mén)機(jī)構(gòu)、開(kāi)啟擋板的風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)維人員安全無(wú)法保障。

2 解決措施

2.1 問(wèn)題分析

首先對(duì)傳統(tǒng)斷路器室活門(mén)擋板的工作原理進(jìn)行分析。當(dāng)開(kāi)關(guān)柜開(kāi)關(guān)手車由運(yùn)行位置拉出至試驗(yàn)位置過(guò)程中，由活門(mén)擋板的自重帶動(dòng)活門(mén)擋板定位滾輪隨手車開(kāi)關(guān)向前做圓弧運(yùn)動(dòng)，活門(mén)擋板靠自重關(guān)閉。當(dāng)開(kāi)關(guān)柜斷路器室開(kāi)關(guān)手車由試驗(yàn)位置推入運(yùn)行位置時(shí)，開(kāi)關(guān)手車推動(dòng)活門(mén)擋板定位滾輪，通過(guò)機(jī)械拐臂打開(kāi)活門(mén)擋板，使手車開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭插合入開(kāi)關(guān)柜靜觸頭。在斷路器室檢修工作中，活門(mén)擋板機(jī)構(gòu)無(wú)閉鎖裝置，活門(mén)擋板可以隨意打開(kāi)，極不安全。

針對(duì)這一安全隱患，小組成員通過(guò)對(duì)金屬開(kāi)關(guān)柜活門(mén)機(jī)構(gòu)的研究，咨詢各金屬開(kāi)關(guān)柜制造廠家，結(jié)合活門(mén)擋板的工作原理，在原有金屬開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作要求出發(fā)，設(shè)計(jì)出一種普適性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠的活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止隔離裝置，解決由于開(kāi)關(guān)柜活門(mén)機(jī)構(gòu)無(wú)閉鎖裝置帶了的諸多問(wèn)題。

2.2 裝置結(jié)構(gòu)

該活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止隔離裝置主要由固定件、限位件、閉鎖件組成，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 一次設(shè)計(jì)

2.3 工作原理

金屬開(kāi)關(guān)柜安裝一體化活門(mén)擋板鎖止隔離裝置后，其活門(mén)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)閉鎖。當(dāng)手車開(kāi)關(guān)處于檢修位置時(shí)，通過(guò)限位件鎖住撥叉上的滾輪，將活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖死，活門(mén)擋板處于封閉狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自鎖功能。當(dāng)手車開(kāi)關(guān)由實(shí)驗(yàn)位置推至工作位置時(shí)，手車開(kāi)關(guān)推板先壓住鎖止裝置定位輪，使其往中間旋轉(zhuǎn)，活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止裝置解鎖，開(kāi)關(guān)手車再推動(dòng)活門(mén)擋板定位滾輪，通過(guò)機(jī)械拐臂打開(kāi)活門(mén)擋板，活門(mén)擋板正常開(kāi)啟。當(dāng)開(kāi)關(guān)手車由工作位置拉出至試驗(yàn)位置時(shí)，活門(mén)擋板的自重帶動(dòng)活門(mén)擋板定位滾輪隨手車開(kāi)關(guān)向前做圓弧運(yùn)動(dòng)，活門(mén)擋板靠自重關(guān)閉，活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止裝置限位件在定位件彈簧的作用下，隨手車開(kāi)關(guān)自動(dòng)復(fù)位，鎖止裝置自鎖，實(shí)現(xiàn)鎖止功能。在母線、線路任一側(cè)帶電或兩側(cè)均帶電，當(dāng)開(kāi)關(guān)室有二次回路消缺、機(jī)構(gòu)調(diào)整等工作時(shí)，活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止隔離裝置閉鎖活門(mén)擋板，2 級(jí)以下人員無(wú)法違規(guī)開(kāi)啟，且不存在誤碰活門(mén)機(jī)構(gòu)打開(kāi)活門(mén)擋板的安全風(fēng)險(xiǎn)，保障了檢修人員安全，杜絕了工作人員違章操作的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 裝置功能

通過(guò)對(duì)裝置的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和試運(yùn)行，該活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止隔離裝置主要有以下3 個(gè)突出功能，能夠很好契合目前由于金屬開(kāi)關(guān)柜活門(mén)機(jī)構(gòu)無(wú)閉鎖裝置帶來(lái)的安全問(wèn)題，并可靠解決：

（1）活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止功能：當(dāng)手車開(kāi)關(guān)處于檢修位置時(shí)，通過(guò)限位件鎖住撥叉上的滾輪，將活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖死，活門(mén)擋板處于封閉狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自鎖功能。當(dāng)手車開(kāi)關(guān)由檢修位置推至工作位置時(shí)，手車開(kāi)關(guān)推板先壓住鎖止裝置定位輪，使其往中間旋轉(zhuǎn)，活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止裝置解鎖，活門(mén)擋板正常開(kāi)啟。當(dāng)開(kāi)關(guān)手車由工作位置拉出至試驗(yàn)位置時(shí)，活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止裝置限位件在定位件彈簧的作用下，自動(dòng)復(fù)位，鎖止裝置自鎖，實(shí)現(xiàn)鎖止功能。

（2）活門(mén)擋板隔離鎖止功能：在母線、線路任一側(cè)帶電或兩側(cè)均帶電，當(dāng)開(kāi)關(guān)室有二次回路消缺、機(jī)構(gòu)調(diào)整等工作時(shí)，為了保障檢修人員安全，工作開(kāi)始前將隔離鎖止裝置推入該開(kāi)關(guān)室并用五防鎖鎖死在工作位置，將活門(mén)擋板鎖止的同時(shí)，將檢修人員和帶電部位之間進(jìn)行二次隔離，實(shí)現(xiàn)隔離鎖止功能。

（3）手動(dòng)解除活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止功能：在母線、線路兩側(cè)均停電，為了正常在開(kāi)關(guān)室內(nèi)進(jìn)行檢修工作，采用特殊解鎖工具，手動(dòng)解除活門(mén)機(jī)構(gòu)的鎖止，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)解除鎖止功能。

3 推廣應(yīng)用

“一種活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止隔離裝置”全面實(shí)現(xiàn)了活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止、開(kāi)關(guān)室靜觸頭隔離、杜絕違章操作等功能，解決了由于裝置性違章、習(xí)慣性違章、管理性違章等造成的開(kāi)關(guān)室工作誤開(kāi)啟活門(mén)機(jī)構(gòu)造成人身傷亡的隱患，所研發(fā)產(chǎn)品完全符合產(chǎn)品技術(shù)條件和相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。該裝置從10 kV 開(kāi)閉站到1000 kV 變電站，從用戶配電室到發(fā)電廠，均可廣泛應(yīng)用。目前已在5 座110 kV 變電站試運(yùn)行半年的，現(xiàn)場(chǎng)反映良好。使用該活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止隔離裝置后，不僅減少了單間隔停電檢修的操作時(shí)間，縮小了停電范圍，增加了經(jīng)濟(jì)效益，使得操作、檢修更方便、更安全。還避免了單一出線間隔開(kāi)關(guān)室工作導(dǎo)致其所在母線停電的問(wèn)題，保證了對(duì)用戶的連續(xù)供電，真正體現(xiàn)了“人民電業(yè)為人民”的宗旨，特別是對(duì)于國(guó)家信息中心、金融中心、證券交易中心和地震、氣象、防汛等監(jiān)測(cè)指揮中心、國(guó)家級(jí)重要會(huì)議、政府首腦機(jī)關(guān)、軍隊(duì)指揮機(jī)關(guān)、醫(yī)院、煤礦、航空、交通運(yùn)輸、危險(xiǎn)化學(xué)品和電解生產(chǎn)企業(yè)等重要敏感用戶具有非常明顯的社會(huì)效益和特殊的意義。此外，使用該裝置，由于縮小了停電范圍增加了售電量，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，按每站平均負(fù)荷5 萬(wàn)千瓦，累計(jì)增售電量12 億度，增加銷售收入6000 萬(wàn)元。

通過(guò)試運(yùn)行，該活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止隔離裝置可以實(shí)現(xiàn)活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止、開(kāi)關(guān)室靜觸頭隔離、杜絕違章操作等功能，裝置簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，投資小，效益高，有效保證了工作人員的安全，具備投入運(yùn)行的條件。

4 結(jié)論

該活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止隔離裝置的研制，從變電站運(yùn)行維護(hù)實(shí)際工作存在的問(wèn)題出發(fā)，結(jié)合活門(mén)機(jī)構(gòu)的工作原理，采用簡(jiǎn)捷可靠的隔離鎖止機(jī)構(gòu)，解決了開(kāi)關(guān)室工作活門(mén)機(jī)構(gòu)無(wú)閉鎖裝置、可隨意開(kāi)啟、易發(fā)生人身觸電事故的安全隱患，實(shí)現(xiàn)活門(mén)機(jī)構(gòu)鎖止、開(kāi)關(guān)室靜觸頭隔離、杜絕違章操作等功能。使運(yùn)檢系統(tǒng)更加安全、可靠，也以更全面、有效的解決方案服務(wù)于市場(chǎng)需求，可以滿足最苛刻的安全性、可靠性、能效及環(huán)境要求。為開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐，也為廣大生產(chǎn)企業(yè)提高科研設(shè)計(jì)、產(chǎn)品技術(shù)、工藝改進(jìn)提供全面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)開(kāi)關(guān)柜生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展、構(gòu)建開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)調(diào)整、推動(dòng)開(kāi)關(guān)柜母線檢修作業(yè)方式的大變革、提高本質(zhì)安全水平，具有重要意義。