淺談箱式高壓開關柜隔離開關（接地開關）操作裝置的改進和現(xiàn)場應用

淺談箱式高壓開關柜隔離開關（接地開關）操作裝置的改進和現(xiàn)場應用

[摘要]金屬封閉箱式開關柜在變電站廣泛應用，該開關柜的隔離開關和接地開關配置非電動操作機構，采用一軸0-2700旋轉和盤式900旋轉兩種操作方式，帶動斷路器兩側隔離開關及接地開關動作，實現(xiàn)分、合閘操作，在分、合閘操作過程中，操作人員站立在開關柜的正面進行操作，如斷路器故障易引起帶負荷拉合隔離開關的I類誤操作事件而引發(fā)設備爆炸造成人生傷害的安全事故。為解決這一難題，研制一套操作工具用于現(xiàn)場，操作人員站立在相鄰開關柜操作，預防因設備故障的人身傷害的安全問題，降低現(xiàn)場作業(yè)安全風險。[Keys]隔離開關操作裝置改進現(xiàn)場應用0引言2020年5月，某局110kV某站發(fā)生I類誤操作事件，在復電操作中因設備故障，在合上母線側隔離刀閘時引發(fā)三相短路和接地故障，導致設備爆炸、開關柜門變形、觀察窗破損的設備損壞和人生傷害的安全事故?，F(xiàn)場檢查該開關柜為XGN系列10kV固定式開關柜，配ZN系列真空斷路器及GN30旋轉式隔離開關。高壓開關柜是電網(wǎng)中負荷分配的主要電器設備，集斷路器、互感器、避雷器、隔離開關、保護裝置、儀器儀表和母線，絕緣子等于一體。10kV高壓開關柜按柜體結構可分為金屬封閉間隔式開關柜、金屬封閉鎧裝式開關柜、金屬封閉箱式開關柜和敞開式開關柜四大類，半封閉式型開關柜（GG1A）和箱式開關柜（如XGN及GGXZ）屬于固定式，而間隔式（JYN）和鎧裝式開關柜（KYN）都屬于移開式，金屬封閉鎧裝式開關柜、金屬封閉箱式開關柜在電網(wǎng)系統(tǒng)普遍應用。固定式、移開式開關柜結構特點：分類方式基本類型結構特點優(yōu)缺點斷路器安裝方式固定式（見圖一）1、斷路器固定安裝2、柜內裝有隔離開關1、柜內空間較寬敞，檢修容易；2、易于制造，成本較低，安全性差。移開式（見圖二）斷路器可隨部件（手車）移出柜外1、斷路器移出柜外、更換、維護方便；2、省卻隔離開關；3、結構緊湊；4、加工精度較高，價格較貴。圖一固定式開關柜圖二移開式開關柜1隔離開關（接地開關）操作裝置研發(fā)背景35kV、10kV金屬封閉箱式固定式開關柜多采XGN及GGXZ系列開關柜型，XGN型開關柜的開關兩側隔離開關和接地開關布置在開關柜的背面的中上部和下部，配置盤式900旋轉操作方式帶動斷路器兩側隔離開關及接地開關動作，實現(xiàn)分、合閘的非電動操作機構，GGXZ型開關柜的開關兩側隔離開關和接地開關布置在開關柜的背面的中上部和下部，配置一軸0-2700旋轉操作方式帶動斷路器兩側隔離開關及接地開關動作，實現(xiàn)分、合閘的非電動操作機構。在停送電操作過程中，操作人員需站在停送電開關柜的正面進行操作，如柜內的斷路器真空度降低、絕緣件降低或其他故障時易造成帶負荷拉合隔離開關和帶接地送電的的事件發(fā)生，操作人員站立在開關柜正面進行操作，易發(fā)生人身傷害的安全事件。圖三XGN系列柜--盤式旋轉操作圖四GGX系列柜型--一軸旋轉操作2隔離開關（接地開關）操作裝置研發(fā)鑒于上面問題，有必要研制一種具有便攜性、應用廣泛性和安全性的操作裝置替代傳統(tǒng)操作工具，該裝置在停送電操作時操作人員站在開關柜側面部位進行操作，避免開關柜爆炸引起的人身損害，本著這一目標采用模塊化分類設計，結構簡單，操作方便，安全省力。2.1性能要求結合XGN及GGXZ系列開關柜型的基本結構、質量及安裝位置總結了常規(guī)操作工具在操作中存在的弊端，提出了操作裝置具有便攜性、應用廣泛性和安全性等的優(yōu)點。裝置利用棘輪原理正反雙向轉動，實現(xiàn)隔離開關（接地開關）的分合閘操作。2.2技術路線根據(jù)上述性能要求，我們采取了以下的技術路線：收集各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的不同參數(shù)的XGN系列和GGXZ系列開關柜在操作中存在的各類問題；收集各開關柜的操作工具的規(guī)格、尺寸及操作方式；根據(jù)、中的數(shù)據(jù)分析，設計的操作裝置滿足各型開關柜的操作需求。2.3設計與研發(fā)根據(jù)“技術路線”思路確定了數(shù)據(jù)采集內容，為操作裝置的設計提供了參考數(shù)據(jù)，如下圖：根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，分別對適用于XGN系列和GGXZ系列開關柜操作裝置進行了設計。2.3.1操作裝置原理通過設計,如下圖：適用于XGN系列開關柜的盤式900操作機構的操作裝置用不銹鋼（碳鋼）制成，前端為橢圓長方體，后端為操作手柄，外套絕緣套；適用于GGXZ系列開關柜的一軸0-2700旋轉操作機構的操作裝置用不銹鋼（碳鋼）+內六角+棘輪裝置制成而成，前端為內六角，后端為操作手柄，外套絕緣套。2.3.2材料與加工該吊裝操作裝置用不銹鋼（碳鋼）、無縫鋼管、內六角、棘輪裝置、絕緣材料及其他耗材等加工而成，保證了在操作過程中操作裝置不易變形、折斷、該裝置具有棘輪的原理，可以正反雙向進行分合閘操作、操作簡單和安全可靠。3技術關鍵點及創(chuàng)新點適用于盤式900旋轉操作機構的操作裝置插入、拔出便捷，操作省力；適用于一軸0-2700旋轉操作機構的操作裝置利用棘輪原理正反向轉動，3600旋轉無死角插入、拔出便捷，操作省力。創(chuàng)新點有：便捷性：體積小、質量輕、便于存放；拆裝方便、快捷、操作簡單。廣泛性：適用于變電站的XGN系列35kV、10kV固定式開關柜的隔離（接地）開關的分、合閘操作。安全性：帶絕緣材質的操作手柄、改變操作占位位置，降低操作人員的人身傷害風險。4應用前景本裝置適用于電網(wǎng)系統(tǒng)的XGN系列和GGXZ系列35kV、10kV固定式開關柜的隔離（接地）開關的分、合閘操作，改變了操作人員的操作占位，解決了操作人員在開關柜設備停送電操作過程中意外受傷害的問題，降低了作業(yè)現(xiàn)場的人身傷害風險。本裝置采用金屬型材制作而成，市場上采購方便且價格低，易于加工，具有便攜性、經(jīng)濟性，廣泛性、安全性，操作簡單，便于存放。XGN系列35kV、10kV固定式開關柜應用廣泛，具有很好的推廣、應用前景。5結束語在技術探索方面，基于常規(guī)開關柜的隔離開關（接地開關）操作風險分析，本裝置與現(xiàn)有起吊操作工具相結合，適用于XGN系列和GGXZ系列35kV、10kV固定式開關柜的隔離（接地）開關的分、合閘操作，替代了常規(guī)操作工具，避免了操作過程中因設備故障而引發(fā)的人身傷害事件的發(fā)生，降低了現(xiàn)場作業(yè)風險，應用前景廣泛。參考資料：[1]Q/CSG510001-2015中國南