中置柜标准化方案的配套件改进探讨

2017-04-25 08:31温州兴机电器有限公司章如海王瑞元

电器工业 2017年3期

／温州兴机电器有限公司章如海王瑞元／

中置柜标准化方案的配套件改进探讨

／温州兴机电器有限公司章如海王瑞元／

国家电网正在开展标准化设计建设，通过选取可靠性和成熟度都较高的中置式手车开关柜KYN28型柜体为基础，进行12kV手车式开关柜的统一设计。主要是对系统内的接口进行标准化，同时也对内部配套件提出了一些功能性的要求。借由这些新的功能需求的提出和新产品开发对中置柜的优化，配套件也可以顺势做一些相关的改进，对各项功能进行整合。这种优化升级包含结构改进、性价比改善、模块化调整及功能整合，以更好满足各种防护要求，保护人身安全以及提升操作合理性等。

中置柜；底盘车；电动模块；五防联锁；精益型二代配件；动热稳定

0 引言

国家电网标准化建设下一阶段重点是进行设备标准化，以便提高设备的通用互换、扩建等，对12kV手车式开关柜统一设计。国家电网对KYN28型柜体提出新的要求，这些要求对很多功能化提出扩大方案，也是对很多优秀的方案进行统一的梳理整合。

根据整合的条件，国内28柜生产厂家也可以同步对柜体进行升级改造。虽然老柜型结构已经足够成熟稳定，但是还有很多方面可以再优化。

从典型的柜体入手，如果按照改进功能点分，大致可以分为柜架（含母线）、元器件、功能配套件、仪表二次等。升级也是包括以上几点，本文着重介绍配套件方面的优化设计，便于大家对柜体整体升级的同时，进行中置柜的配套件方面的升级工作。

中置柜配套件的升级都是基于五防联锁的改善改进，以及产品自身性能提升的优化设计，它包括以下几大内容。

为了同步中置柜的标准化推广，配套件的升级也可以同步升级。优化方案可以从以下几点进行。

（1）人性化优化设计增加

如图1所示，主要从减少人力操作的困难方面入手。包含电动底盘车、电动接地开关、液压转运车及多功能转运车等方面。

（2）老产品的新结构改进设计

老产品新结构包含底盘车联锁结构调整、接地回路铜排的结构和性能调整，门锁、门铰链以及门结构改进等。

（3）增加联锁的统一梳理

图1 KYN28中置柜配套件

除五防联锁衍生的老联锁外增加的一些防护人身安全方面的联锁，包括底盘车的关门锁门的联锁、二进一（先进先出）的程序锁联锁、底盘车门挂锁、中门挂锁、接地开关挂锁、活门自锁、后门上下门联锁、接地开关上下程序锁联锁等。

（4）老型联锁的优化

老型联锁优化主要是结构精简性能提升方面，包括底盘车相关联锁、活门联锁、接地联锁、导轨联锁、前下门联锁。

以上是对整个配套件升级的简单分类。

1 配套件改良的分类讨论

1.1 常规底盘车的更新点

底盘车在抽出式开关柜中用于承载故障率较高的电器元器件，如断路器、负荷开关，互感器、接地开关等。按照底盘车的功能整理相关点。

升级点：模块化中门联锁，附带升级相关中门联锁附件，如图2所示。

图2 模块化中门联锁

1）中门联锁——增加柜内手车在关上门的情况下才能操作，或者增加手车离开试验位置后锁定柜门的底盘车。

配合凹凸门，中门挂锁配件也可以做同步更改。包括凹凸门关门联锁推板、带挂锁推板等，如图3～图6所示。

图3 凹凸门推板

图4 中门挂锁

图5 凹凸门套

图6 中门挂锁

2）程序锁联锁——增加拥有钥匙锁定或解锁的程序锁，实现锁定推、进退出功能。

注：程序锁底盘车包含两台底盘车两锁一钥匙，实现二台操作一台的功能（三锁两钥匙的三进二功能等）；或者两台程序锁进行底盘车互锁的先进先出等功能（见图7）。

图7 断路器隔离车先进先出+关门联锁

3）手动优先——电动底盘车内部增加微动开关，当摇把插入底盘车后，微动开关切换，断开电动回路，起到手动保护的作用，如图8所示。

图8 新款电动底盘车+关门联锁+手动优先

图9 铜导轨接地：更新款接地夹+更新铜导轨

4）铜导轨接地: 图9底盘车铜质接地导体，当额定短路持续时间为3s时，其电流密度不应超过125A / mm2。当额定短路持续时间为4s时，其电流密度不应超过100A / mm2。接地回路的短视耐受电流按照主回路的额定短时耐受电流的87%计算，主回路按照GB 3906—2006中附录D公式：S=I/a√（t△θ）短时持续电流的热效应计算裸导体横截面积的方法计算（底盘车作为配套件，接地回路的短时耐受电流不作单独的底盘车试验，底盘车推荐相关接地排截面积。）。

5）南网新要求：接地开关合闸，底盘车接地联锁提前。常规底盘车摇动1.75圈（17.5mm），可以方便更改为0.75圈或0.25圈以下。①更改接地联锁板，提前联锁（0.75圈），方便现场更改，见图10。②更改丝杆，增加联锁挡块（0.25圈以下），现场不方便更换，见图11。

图10 接地联锁0.75圈

图11 接地联锁0.25圈

1.2 老型联锁优化及部分新结构增加

老型联锁包括活门联锁、接地联锁、导轨联锁、前下门联锁。

1）老式活门机构装置的活门板上下运动是导杆式结构，容易出现卡滞、运动不灵活等现象。另外包括需要新增内容等，要求活门旋转金属材料加接地加绝缘板或硫化等要求。

导杆式活门现在成熟更新一般选取卡槽轨道式活门、滑轨式（抽屉滑轨）活门、滚轮式活门、套筒式活门等，如图12和图13所示。活门板就可以直接采用绝缘加金属或者金属硫化即可。

图12 滑轨式活门

图13 卡槽式活门

2）老式接地开关操作机构联锁装置方向联锁（不关后门不可以操作接地开关）装配困难，操作易破坏。

可以附带精简版的前下门联锁。接地连锁主要是方向联锁的更新，以及绝缘结构的整理，包括后轴环氧玻璃布绝缘套管、后整根绝缘棒结构、后分体式接地开关操作结构等，如图14所示。

图14 接地连锁及下门联锁

3）老式导轨联锁采用倾斜拨片，新的导轨联锁采用垂直贴面，更方便底盘车接地联锁的调试。这些结构有些已经更改多年，只是很多没有全面普及而已。

导轨联锁新款更新点：在垂直型结构基础上，爬坡的斜面角度更改，爬坡距离拉长，防止手车推入后的撞击及手车摇入时联锁板的干涉。让手车进入及联锁更加灵活可靠，如图15所示。

图15 导轨及导轨联锁

现在市场通用的导轨大概有三种结构：铁导轨、铜导轨、铝合金导轨。其中铜导轨和铝合金导轨可以考虑导轨接地，铜导轨和铝导轨的动热稳定计算，可以参考上文的铜导轨接地额定短时耐受电流计算。另外还要参考基础接面结构、搭接位置、接触压力、接触效果及点数等方面，具体的效果需要进行动热稳定试验。

4）另外断路器紧急分闸、活门自锁、后门上下门联锁和前地刀操作孔联锁等。

紧急分闸在部分成套厂一直有使用，市场上有通用几个版本，包括带挂锁结构、拉杆结构、滑板结构等，现在比较综合的版本如图所示：可以调节、按钮不能突出操作面、增加缓冲垫片、增加结构强度等，如图16所示。

图16 紧急分闸及操作说

新款活门自锁（见图17），可以在活门联锁机构里面直接选配，目的是手车拉出后，活门板手工无法打开，防护人身安全。新款的结构更加简单，采用扣接式，只有一个安装螺钉，方便安装，自带挂锁结构（见图18）。

图17 活门自锁

图18 接地挂锁

后上下门联锁是属于选配件（见图19），后门下门必须在上门关上后才可以关下门，当下门关上后，上门无法打开，可以自带紧急解锁。这款结构小巧，方便安装，只需要两个安装螺钉即可实现，让柜体结构更加美观漂亮，操作更加方便。

新增的接地开关联锁（见图20）是联锁比较重要的地方，主要是地刀操作的防护。关于地刀操作联锁比较多，简单统计以下几个联锁：断路器摇入后，不能操作地刀。后门不关，不能操作地刀。地刀分闸时，前下门不关，不能操作地刀。地刀合闸时，前下门不关，不能操作地刀（需要拔下高压手柄）。地刀合闸后，断路器摇入。地刀合闸后，前下门才能打开（附带紧急解锁）。地刀合闸后，后门才可以打开（附带紧急解锁）。