1 引言
12~40.5kV空气绝缘金属封闭式开关柜机械联锁机构的可靠性,关系着能否有效防止电气误操作要求的实现。
确保金属封闭式开关设备的安全运行与检修,既是国家、行业、企业一致的生产技术管理要求,也是大家共同追求的安全生产目标。上世纪80年代,当时的国家机械工业部和水利电力工业部,为了加强安全生产管理,不断提高金属封闭开关设备的设计制造水平和供配电系统安全运行的水平,有效防止各种开关设备操作时发生的①误带负荷拉合隔离开关②误关合断'路器③误带接地线合闸④误带电挂接地线⑤误入带电间隔等误操作事故,联合下发了红头文件,要求成套开关设备的生产和使用部门、企业,必须在金属封闭式开关设备上安装防止电气误操作的装置。各省市有关部门和高压成套开关设备制造企业、运行单位,认真贯彻执行这一指令,积极研制、生产了多种形式的高压金属封闭式开关设备配套使用的防止电气误操作的"五防"闭锁装置。有机械程序锁,有电磁锁,有整装联锁机构,也有分装联锁机构。安装使用后,为防止和减少电气误操作情况的发生,提高城乡电网和企事业单位的电气安全操作水平,起到了极为重要的作用,有效提高了电气系统的安全运行水平。
2 "五防"闭锁装置上的技术进步
近二十多年来,我国的高压开关设备制造企业,积极学习和借鉴国际知去技术和经验,使金属封闭式开关设备设计制造水平发展提高很快,已达到了较高的水平。设备上配套安装的"五防"闭锁装置几经换代,其适用可靠性男虽,操作更加便捷。到本世纪初,城乡电网上一些重要的发电厂、供配电站和大型企事业单位的供配电设备上,开始更新安装"微机型防止电气误操作装置飞其询,十更为先进,使用网络技术,实现了智能化监控和提示性操作,可靠性更高,使电气误操作事故的发生率大为减少,进一步提高了系统的安全生产的水平。
近些年,各种高压金属封闭式开关柜上配装的用于控制柜开关设备逻辑操作顺序的"五防"机构,结构设计更为合理,且大都带有显示开关操作工作和电气显示功能。隔离刀(触头)的分合位置,断路器的合分状态,接地刀的分合位置,柜内回路中哪一部分带电等情况,都可以在柜前的仪表面板上或监控室内的微机屏幕上,都能看到各种操作工位的显示情况,使其防止各种电气误操作的可靠性空前提高。尽管如此,在城乡电网和大型企事业的供配电设备上,电气误操作的情况还是时有发生。分析电气误操作事故发生的原因,其"五防"装置的使用失效则是重要原因之一,值得重视。
3 "五防"装置的制造可靠性问题
3.1 高压金属封闭式开关柜"五防"功能的实现,有的是通过多个程序锁限制隔离刀、断路器及接地刀等的动作逻辑顺序,如GG1A(F)型等固定式开关柜多是如此。有的则通过一个程序操作锁具限制隔离刀、断路器、接地刀等的动作逻辑顺序,如XGN2型等箱式开关柜大多是这样。有的是通过联锁转轴副限制隔离刀(触头)、断路器及接地刀等的动作逻辑顺序,如KYNl型等落地手车柜和KYN28型等中置式开关柜大多就是如此。"五防"闭锁装置,多是一些专业配套件厂生产和供应,产品制造质量参差不齐。
从对电气误操作事故原因调查得到的情况看,GGlA(F)型等固定式高压开关柜上的电气误操作事故,主要是现场值班人员嫌"五防"程序锁,每柜专设一把钥匙,操作程序繁杂,难于操作,紧急情况时,常改通用钥匙操作,使操作顺序颠倒,引发了电气误操作事故。更有甚者,干脆将程序锁虚设,引发电气误操作事故则更是难免的。XGN2型等高压柜上的电气误操作事故,主要是有些锁具制造质量差,操动过程中连接件松脱,柜面上又元开关动作到位情况的自动显示,引发了电气误操作事故。JYN2型等落地式手车开关柜和KYN28型等中置式手车柜上的电气误操作事故,主要是"五防"闭锁装置意外损坏,使开关操动到位情况与电气显示不一致,操作人员判断失误,操作后引发的电气误操作事故。
3.2 下面仅以KYN28型中置式开关柜为例,谈一下"五防"闭锁的使用可靠性问题。KYN28型中置式开关柜,是目前国内12kV电压等级配电站中选用的主流开关柜之一。其"五防"联锁装置,结构设计先进,生产标准化程度高,有许多专业厂生产,并向各成套设备厂提供"五防"闭锁转轴副、断路器底盘车及导轨。柜上的"五防"闭锁装置,主要由安装于框架右侧板中下部的转轴副和装于断路器底盘车内的多接点位.置开关及装于继电器室面板上的显示器等组成。主要功能是:①防止断路器处合闸状态时由试验位置推进到工作位置;②防止断路器处合闸状态时带电拉出;③防止接地刀处于合闸位置时将断路器推进到工作位置;④防止断路器处于工作位置时误合接地刀;⑤防止断路器处于工作位置时开启前下门和后封板。该型开关柜"五防"装置失效的常见问题有如下:1、接地刀处于合闸位置时,断路器手车将闭锁闪挡撞弯,被推进到工作位置。这样可引发"带接地线合闸"电气误操作的事故;2、断路器处于工作位置时,由于闭锁闪的弯曲失效,可使接地刀误合而引发带电合接地刀的电气误操作事故;3、往往因联锁转轴的扭转过力,将联锁轴机构上的铝支架等件损坏,使整套"五防"联锁装置失效。
4 提高KYN28型开关柜"五防"装置可靠性的措施
4.1 有些开关柜配套件厂生产的"五防"转轴副,用于限制手车进退的闭锁闪制造强度低、易弯。应通过热处理的方法有效提高闪体的抗弯强度,以满足KYN28型开关柜使用可靠性的要求。
4.2 有的断路器底盘车右侧导轨上的锁闪伸出孔过宽,致使锁闪摆动角度过大,也是形成闭锁闪会被不太大的手车推进力撞弯的一个原因。应适当缩小闭锁闪伸出孔的宽度,使其摆动角度减少,可有助于提高闭锁闪的抗撞弯能力。
4.3 联锁转轴没有设计安装限制其转动角度的挡块,仅靠联锁传动件自身的强度限制其转动的角度。操作转动过力时,使铝支架等件损坏和失效是不可避免的。应在联锁转轴易于安装和安全的位置处,设计安装限制转角极限的挡块,强行限制其转动的角度。可有效提高其使用的安全性,实现使用可靠性的要求。
4.4 "五防"联锁装置上零部件锄接和栓接的部位多,工件强度大都是以上等体力值班人员的正常操作力为依据设计的,在长年的使用中难免出现连接松动和零部件损坏的情况。又由于其设置位置隐蔽,直观性差,出现问题不易觉察。这就要求应利用每次设备停电检修的时间,安排对之进行认真仔细的检查和修复,以保持其完好状态。
5 对安装使用人员培训考核,是防止"五防"装置失效的重要措施
从对一些电气误操作事故现场原因检查分析的情况看,许多电气误操作事故的发生,多是由于违规操作使"五防"装置损坏失效后形成的,且以新建单位和值班人员变动原因的情况居多。而金属封闭式开关柜上"五防"联锁装置的损坏,多是由于未经操作培训合格的安装和值班操作人员野蛮操作形成的。因而,切实作好设备安装和使用人员的设备操作使用技能培训,是防止"五防"装置意外损坏引发各种电气误操作事故的重要措施,对此,设备制造商和使用单位都应予以高度重视,才能防患于未然。
成套开关设备制造厂应关注设备安装人员的素质情况,必要时应派员进行设备安装调试要领培训,可减少和防止设备安装阶段柜上"五防"装置的意外损坏。在设备安装调试完成后或技运之前,应注意对设备上的"五防"装置完好性的检验,以确保其功能正常有效。设备使用单位,应注重对现场值班人员进行设备"五防"闭锁装置的操作技能培训考核,使其全面掌握操作要求和熟练的进行各种情况下的操作要领,培训人员变动,应通过上新岗前的培训考核,防止设备"五防"装置在多年的运行期间的非正常损坏,这些都是行之有效的经验。这样,可有效提高金属封闭开关柜内"五防"装置的安全可靠性。辅之以操作规程的严格执行,就能从根本上消除电气误操作的事故。
6 结束语
其它型号的空气绝缘金属封闭式开关柜上的"五防"闭锁装置,其结构会各不相同,有单转轴程序操作的,有双转轴程序操作的,有的靠遮挡操作孔实现其规定程序的操作,有的靠凸凹轮转动和销配合实现其规定程序的操作等等,在此不作赘述。但无论哪一种"五防"闭锁装置,都要求"五防"装置功能的有柜内各开关工作到位与否的情况得到准确显示和操作警示,都应具有操作正、反顺序的唯一性和操作到位的强制性,保证其"五防"功能的高可靠性,并在长期使用过程中经受住实践的检验。
