林志鵬 張小虎 馮錦文

摘要：高壓開關(guān)柜是變電站內(nèi)最常見的電氣設(shè)備，具有通斷、控制與保護等作用，由于操作頻繁易導(dǎo)致分合閘操作失敗等缺陷?，F(xiàn)研制了一種智能機械操作裝置，可以遠距離對開關(guān)類設(shè)備進行分合閘操作，較好地解決了開關(guān)類設(shè)備就地操作的危險性問題，保證了人身安全;通過遠方遙控操作裝置的移動控制裝置箱、支架及操作臂協(xié)調(diào)動作，可實現(xiàn)對處于任何位置的設(shè)備進行分閘操作，位置適應(yīng)性強。

關(guān)鍵詞：機械操作;控制回路斷線;分閘操作

0? ? 引言

10 kV高壓開關(guān)柜廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，由于運行年限長久、設(shè)備老化等原因，會出現(xiàn)分閘線圈長時間通電燒毀線圈、輔助開關(guān)節(jié)點接觸不良或者轉(zhuǎn)動卡澀等原因造成的控制回路斷線，從而導(dǎo)致無法正常遠方分閘的緊急缺陷。2017—2018年，某供電局發(fā)生了多起10 kV高壓開關(guān)柜無法正常遠控分合閘的緊急缺陷，在開關(guān)無法分合期間，若開關(guān)內(nèi)部或外部線路再次出現(xiàn)故障，則可能導(dǎo)致開關(guān)爆炸，越級跳10 kV母聯(lián)和主變開關(guān)，引起10 kV母線失壓的電網(wǎng)事故，因此必須采取可靠的措施對開關(guān)柜進行緊急分閘操作。

1? ? 提出問題

10 kV高壓開關(guān)柜在經(jīng)過長時間的運行之后，不可避免地會出現(xiàn)控制失靈等問題，具體表現(xiàn)為分合閘線圈燒毀、輔助開關(guān)觸點接觸不到位、轉(zhuǎn)動部分有卡澀和零部件受震動脫落等等，這些都有可能導(dǎo)致控制回路斷線，從而造成開關(guān)遠控分閘失敗。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生故障存在短路電流，而恰好相應(yīng)的高壓開關(guān)柜遠控分閘失靈時，為了不擴大事故范圍，只能采取近控分閘的方式?，F(xiàn)行的電氣操作導(dǎo)則不允許開關(guān)就地操作，因為開關(guān)就地操作具有潛在的危險性，若此時開關(guān)由于故障分不開或短路，將引起開關(guān)真空泡爆炸，造成巨大的人身傷亡和電網(wǎng)事故。基于此，本文提出研制一種智能機械操作裝置，通過操作該裝置來代替人進入到操作現(xiàn)場，實現(xiàn)開關(guān)的就地分閘操作。

2? ? 技術(shù)關(guān)鍵點及創(chuàng)新點

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，研制一種智能機械操作裝置，如圖1所示，通過該操作裝置實現(xiàn)10 kV高壓開關(guān)柜的緊急分閘。

為達到上述目的，采用如下技術(shù)方案：該智能機械操作裝置包括與收發(fā)裝置通信連接的控制器，用于帶動智能操作裝置運動的移動組件，用于檢測被測設(shè)備的檢測器，用于分合閘操作的分合閘電磁鐵，用于調(diào)節(jié)分合閘電磁鐵位置的調(diào)節(jié)裝置，所述移動組件、檢測器、分合閘電磁鐵、調(diào)節(jié)裝置均與控制器電連接。通過預(yù)先設(shè)置，外界收發(fā)裝置發(fā)射信號至控制器，控制器接收信號進行信號分析，然后通過控制移動組件的移動，將智能操作裝置移動至需要操作的開關(guān)類設(shè)備的前方。該智能機械操作裝置通過檢測器進行檢測并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器，控制器進行數(shù)據(jù)處理，然后控制調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)使得分合閘電磁鐵能夠?qū)仕璨僮鞯脑O(shè)備，通過控制器控制分合閘電磁鐵對所需操作的設(shè)備進行分合閘操作，提高了安全性和效率。

其中，移動組件2、檢測器3、分合閘電磁鐵4、調(diào)節(jié)裝置5均與控制器1電連接。

控制器1為包裹有箱體結(jié)構(gòu)的控制裝置箱，內(nèi)部配置高性能單片機。移動組件2包括兩個履帶，兩個履帶對稱安裝于控制裝置箱兩側(cè)。這樣設(shè)置是為了帶動智能操作裝置移動，適應(yīng)不同的地方，避免在不平的地方陷下去。

檢測器3為可提供圖像信息的攝像頭。這樣設(shè)置是為了利用攝像頭的近距離視野找到所需操作的設(shè)備位置。調(diào)節(jié)裝置5包括支架51和操作臂52，支架51垂直且可轉(zhuǎn)動安裝于控制裝置箱上，操作臂52與支架51連接。這樣設(shè)置是為了提供簡單方便的調(diào)節(jié)裝置，通過支架的可轉(zhuǎn)動適應(yīng)360°的轉(zhuǎn)動角度，從而實現(xiàn)不同位置的分合閘線圈的分合閘操作。

支架51和操作臂52均為套筒式的可伸縮結(jié)構(gòu)。這樣設(shè)置是為了實現(xiàn)不同位置的分合閘線圈的分合閘操作，使得遠近距離都可調(diào)，提高智能操作裝置的靈活性。

另外，檢測器3和分合閘電磁鐵4依次安裝于操作臂52遠離支架51的端部。這樣設(shè)置是為了便于通過調(diào)節(jié)支架和操作臂調(diào)節(jié)檢測器和分合閘電磁鐵的位置，從而便于更接近所需操作的設(shè)備。

該智能操作裝置的使用方法及創(chuàng)新點如下：

在使用時，通過遠距離操控控制裝置箱，先將攝像頭打開，再控制履帶移動到需要操作的開關(guān)類設(shè)備的前方，利用攝像頭的近距離視野找到所需操作的設(shè)備位置，然后調(diào)整好支架51的高度及角度和操作臂52的距離，使分合閘電磁鐵4能夠?qū)仕璨僮鞯脑O(shè)備，最后由控制分合閘電磁鐵4來對所需操作的設(shè)備進行分合閘操作。

創(chuàng)新點1：利用遙控移動操作裝置的方式，避免操作人員進入現(xiàn)場，防止操作帶來的人身傷亡事故。

創(chuàng)新點2：采用抓地能力和越障能力極強的履帶，杜絕了現(xiàn)場地面凹凸不平帶來的裝置倒塌誤碰運行設(shè)備的隱患。

創(chuàng)新點3：采用可調(diào)節(jié)的支架和操作臂，可自由升降和水平調(diào)節(jié)，對準開關(guān)的分閘按鈕，進行精準的遠控撞擊實現(xiàn)分閘操作。

3? ? 使用成效

該智能操作裝置已經(jīng)多次成功處理了10 kV開關(guān)拒分的緊急缺陷。有多臺高壓柜分別因線圈鐵芯卡阻、微動開關(guān)故障、輔助開關(guān)接觸不良和線圈絕緣降低電阻偏大等原因，出現(xiàn)開關(guān)機構(gòu)控制回路斷線或分閘線圈燒毀、開關(guān)拒分的緊急缺陷?，F(xiàn)場采用該智能機械操作裝置，實現(xiàn)了對開關(guān)的緊急遠控分閘操作處理，避免越級跳閘停電。利用可升降調(diào)節(jié)、可無線遙控進場和可視操作功能的智能機械操作裝置，可以立即對缺陷進行處理，防止擴大停電范圍，降低停電帶來的經(jīng)濟損失。

4? ? 結(jié)語

本文研制的智能機械操作裝置，能夠快速可靠地應(yīng)對各種情況下的高壓開關(guān)遠控拒分的情況，保障了人身及設(shè)備的安全，且能夠及時切斷故障電流，大大降低了系統(tǒng)運行的風(fēng)險，獲得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益，有效地保證了供電可靠性和電網(wǎng)安全。受該裝置的啟發(fā)，可將類似的裝置加以改裝并應(yīng)用到更多的緊急場合，改善設(shè)備操作的方式，提升操作的安全性，將操作風(fēng)險降到最低。

[參考文獻]

[1] 彭玉琢.淺析變電檢修的技術(shù)注意事項及建議[J].廣東科技，2012（3）：63-64.

[2] 盧燁.電力系統(tǒng)變電檢修技術(shù)探討[J].商品與質(zhì)量·學(xué)術(shù)觀察，2013（6）：206.

[3] 袁大陸，杜彥明.電力系統(tǒng)的防誤操作情況及防誤操作裝置的應(yīng)用[J].高壓電器，2002，38（5）：8-11.

[4] 電力設(shè)備檢修試驗規(guī)程：Q/CSG 1206007—2017[S].

收稿日期：2019-11-06

作者簡介：林志鵬（1996—），男，廣東江門人，變電檢修中級工，主要從事110 kV及以上變電站一次電氣設(shè)備檢修、維護工作。