变电站隔离开关限动装置的研制

梁颖辉

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门529300）

0 引言

随着电网规模的不断发展，变电站的设备改造、设备更新换代进程越来越快，变电站的工程量也越来越大，而往往影响电网安全稳定运行的事故事件多数发生在变电站施工过程中，尤以带地刀/地线合刀闸或带电合地刀居多。在施工过程中，运行人员无法把控作为与检修设备有效断开点的隔离开关，给施工安全和电网安全留下了极大的隐患。为了解决这一困境，本文将阐述变电站隔离开关限动装置的设计、主要结构、特点及应用前景。

1 变电站隔离开关限动装置的设计

隔离开关的传动主要由操动机构、垂直连杆、驱动杆等部件实现，部件之间相互配合，完成隔离开关的一次次完整的传动。而传动的动力由操动机构提供，操动机构由控制系统和电机系统组成，控制系统主要结构包括：控制电源、分合闸按钮、急停按钮、分合闸线圈、分合闸线圈接点、热继电器（电机保护用继电器）、手动操作联锁接点、限位接点等；电机系统主要结构包括：三相电源、三相电机、分合闸接点等。传动的发起点就是控制回路导通，相应的合闸或分闸回路导通，使电机通电转动，带动与驱动杆相连的垂直连杆转动，当到达终点，由限位开关断开回路，切断电机电源，完成传动[1]。

限动装置的设计根据上述隔离开关的传动原理，找到合适的接入点，在不改动操动机构、垂直连杆、驱动杆等部件的前提下，在原设备的基础上，通过控制垂直连杆的转动，并与热继电器（电机保护用继电器）配合，达到限制隔离开关传动的目的。

当限制隔离开关手动操作传动时，由限动装置对垂直连杆进行制动，满足制动力矩大于手摇操作的传动力矩，即可达到限制隔离开关手动操作传动的效果。

当限制隔离开关电动操作传动时，因为隔离开关是由电机传动的，所以只要达到一定条件将控制回路或者电机回路断开即可，电机通电后，带动垂直连杆转动，但限动装置控制了隔离开关垂直连杆，产生一个逆向力矩，连杆无法转动，电机回路电动机转速下降、绕组中的电流将增大，此时，回路中的热继电器（电机保护用继电器）动作，利用电流的热效应原理，在出现电机不能承受的过载时切断控制回路，从而切断电机回路，为电机提供过载保护，达到限制隔离开关电动操作传动的效果[2]。

本装置的设计以不改动隔离开关一、二次设备为前提，满足即装即用，拆卸方便的原则，设计初衷是成为工程管控中保障施工安全的实用性工具。图1所示为变电站隔离开关限动装置设计图。

图1 变电站隔离开关限动装置设计图

2 变电站隔离开关限动装置的主要结构

隔离开关限动装置主要由两部分组成：（1）夹紧部件，是控制垂直连杆的组件，用于夹紧垂直连杆，阻止其转动；（2）固定部件，是固定整个限动装置的组件，用于固定在槽钢板上，配合限动装置阻止垂直连杆转动。

夹紧部件的结构以夹紧连杆为主，基于大部分35 kV及以上户外敞开式隔离开关的垂直连杆均是圆柱形，而直径各不相同，夹紧部件在进行夹紧固定时可调节，形状如一个大夹子，内部有多级齿条，如手铐一样拷住垂直连杆，可适应不同连杆直径的隔离开关垂直连杆，在夹紧时只能单向活动，如需拆卸，则需要专用解锁钥匙开锁，才能松开夹紧部件。在与连杆夹紧固定的接触面，还会覆盖有防止打滑和增强摩擦力的硅胶层，确保夹紧部件与垂直连杆紧固贴合。

固定部件与夹紧部件相连，主要结构是一块可活动的钢板，由于目前90%的35 kV及以上户外敞开式隔离开关的机构箱是固定在槽钢板上，固定部件的钢板就是依靠贴合在这块槽钢板上保持相对固定的状态。因为钢板是可活动的，所以当移动钢板到与槽钢紧密贴合的位置后，就可以进行固定，从而使限动装置与隔离开关操动机构相对固定，当垂直连杆转动带动限动装置转动时，固定部件则与机构箱槽钢板紧密贴合，无法转动，从而提供逆向阻力，阻止垂直连杆转动[3]。图2所示为效果图。

图2 效果图

3 变电站隔离开关限动装置的特点

限动装置有以下特点：

3.1 高度的通用性

本装置不需改动一、二次设备，只要简单安装在需要禁止传动的隔离开关上，即可有效把控现场设备。针对目前变电站里各种类型的户外隔离开关的特点，已设计成灵活通用型，适用于90%的35 kV及以上户外敞开式隔离开关，可以为各种工程的开展提供有效保障。

3.2 强大的实用性

安装了限动装置的隔离开关，无论现场施工人员采取电动传动还是手动传动，均无法传动隔离开关，而且安装在禁止传动的隔离开关上，非常突出醒目，容易被施工人员发现，由于施工人员的误操作往往是一时盲目，只要让他的误操作出现延误，则可暂停其误操作行为，所以限动装置在电动操作时通过切断控制回路的方法阻止施工人员传动刀闸，在手动操作时通过机械阻力阻止施工人员传动刀闸，从而使施工人员知道自己在误操作一把禁止传动的隔离开关，而停止误操作行为，防止误操作行为进一步发展。

3.3 良好的耐用性

限动装置由高强度的不锈钢组成骨架，保证其机械强度，在表面覆盖不导电的硅胶层，防止在使用中产生静电，而且可重复使用，使用期间也不需要维护，耐用性良好。

3.4 简单的可操作性

限动装置的安装十分简单便利，只需两步操作即可完成：首先使用限动装置夹紧隔离开关垂直连杆，然后固定在机构箱槽钢板上，即可完成安装。拆装也同样方便快捷，只需使用专用解锁钥匙松开限动装置夹紧部件，即可拆下装置，而且对隔离开关本体没有丝毫影响。整个安装和拆卸过程耗时短，操作简单，而且配置专用拆卸钥匙，不会被施工人员随意拆下，既安全又方便[4]。

4 变电站隔离开关限动装置的应用前景

限动装置的特点说明了它能够应用在大部分的35 kV及以上户外敞开式隔离开关上，其性能能够有效控制隔离开关的传动，具有较高的实用价值。目前，电网中大部分变电站仍是以户外敞开式设计为主，而且部分设备运行年限较长，是变电站更新改造的主体，工程相对集中在此类型的变电站。所以，限动装置能够给这些工程的检修工作提供有效的安全技术措施，帮助运行人员把控现场设备的状态，杜绝发生带地刀/地线合刀闸或带电合地刀等恶性误操作。本装置先在500 kV五邑变电站试用，然后在江门供电局试用，技术成熟之后可以推广到各地供电局甚至整个广东电网乃至国家电网使用。在未来还可以增加声音告警、APP定位等实用功能，完善装置的配置，对工程管控起到更好的效果[5]。

5 结语

综上所述，本文阐述了变电站隔离开关限动装置研制工作的各个方面，对限动装置的设计、主要结构、特点及应用前景做了详细的介绍和说明。限动装置的高度通用性、实用性、耐用性和可操作性，能够为施工安全提供有效保障，阻止施工人员的误操作行为，将恶性误操作扼杀在萌芽状态，为电网的安全稳定运行提供有效保障。