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一种中置式开关柜静触头隔离挡板闭锁装置研究

2015-01-12郭湛林

中国高新技术企业 2015年1期
关键词:中置滚轮开关柜

摘要:中置式开关柜体积小,性能优越,在电力系统应用广泛。但目前在运行的大部分中置式开关柜有一个缺点,其静触头隔离挡板无闭锁功能。文章基于风险评估的结果,研究出了一种中置式开关柜静触头隔离挡板闭锁装置,实现在开关处于检修方式,隔离挡板自动闭锁,作业人员无法随意打开隔离挡板的功能,达到降低作业风险的目的。

关键词:中置式开关柜;静触头;隔离挡板;闭锁装置;自动闭锁;电力系统 文献标识码:A

中图分类号:TM592 文章编号:1009-2374(2015)01-0021-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0011

1 概述

中置式开关柜体积小,性能优越,在电力系统应用广泛。但目前在运行的大部分中置式开关柜有一个缺点,其静触头隔离挡板无闭锁功能。在开关柜母线侧不停电情况下,工作人员对小车室维护时,很容易误打开开关柜静触头隔离挡板进行作业,导致高压触电,作业风险很大,因此,亟需研究一种闭锁装置,在检修时能实现隔离挡板自动闭锁。

2 设备现状

2.1 设备分析

我局现有在用开关柜共663面,其中中置式开关柜538面,占比81%。经过调查,绝大部分中置柜静触头隔离挡板无闭锁装置。我局中置式开关柜各主要厂家型号占比如下表1所示:

综上所述,我们选取占比最大的广东正超开关柜作为研究样本。

下面介绍一下该品牌开关柜静触头隔离挡板动作原理。如图1所示,当开关手车由检修位置缓慢摇进开关柜时,手车两侧的机关分别接触并碰撞滚轮3、4和5、6,随着手车往里摇进,滚轮3、4和5、6受力。其中滚轮3、5受往下的力,通过连杆,带动线路侧挡板2往下移动,打开此挡板。滚轮4、6受往上的力,通过连杆,带动母线侧挡板1往上移动,打开此挡板。当手车摇出开关柜时,滚轮3、4和5、6不再受力,母线侧挡板1受自然重力往下移动关闭触头,线路侧挡板2则受连杆机构弹簧7、8作用往上移动关闭触头。

图1

2.2 存在问题

一般情况下,检修人员进行开关柜维护作业时,由于电网风险及用户等原因,开关柜母线均带电运行,即开关柜母线侧静触头也为带电状态。当检修人员在对开关柜手车室维护时,不管是在有意还是无意情况下,一个人员即可轻易打开母线侧挡板1和线路侧挡板2,此时很容易就会发生人身伤亡事故,作业风险很大。此类事故在南方电网系统内已有通报。例如2011年2月,云南某供电局检修人员在对某10kV开关柜进行维护时,误打开母线侧挡板对静触头清扫,导致人身触电,死亡1人。

3 对策分析

血的教训需要我们时刻铭记,因此基于安全生产风险管理体系可控、预控的理念,为更好落实设备运维策略,对防误打开隔离挡板闭锁装置进行研究,实现在开关处于检修方式,隔离挡板自动闭锁,作业人员无法随意打开隔离挡板,达到人与带电部位有效隔离,确保操作人员和作业人员的作业安全,意义重大。通过项目组人员的讨论分析,确定了如下三个方案:

方案1:手动加装绝缘挡板,也是目前常用的措施。即在每次检修工作前增加安全措施,在静触头隔离挡板前由值班员另外加装一块绝缘挡板,以达到防误碰,隔离带电部位的效果。特点如下:(1)一次投资小,操作程序简单;(2)各变电站需根据不同尺寸的开关柜配备相应数量的绝缘挡板,增加工作量;

(3)值班员做安全措施时除应背负一定重量的安全措施物品外,还需另外背负相当重量的绝缘挡板,增加了体力劳动量;(4)操作效率低,且无有效固定措施,易碰倾倒,具有一定的操作安全风险和对机构的机械损伤风险。

方案2:利用继电器装置实现电气闭锁。即在静触头隔离挡板操动机构处加装继电器装置,当开关拉至检修状态时继电器装置得电,闭锁隔离挡板操动机构,作业人员无法打开隔离挡板,达到了人与带电部位有效隔离。特点如下:(1)安装继电器装置较为复杂;(2)需空间另接电源,布线、安装。由于小车室空间小,相互间要紧凑配合,否则影响开关小车进出;(3)继电器装置可靠性较差,容易发生烧损,从而导致隔离挡板操动机构卡滞失效。

方案3:利用机械装置实现机械闭锁。即在静触头隔离挡板操动机构处加装机械装置,当开关拉至检修状态时机械装置自动闭锁隔离挡板操动机构,作业人员无法打开隔离挡板,达到了人与带电部位有效隔离。特点如下:(1)安装机械装置较为简易;(2)需空间安装。由于小车室空间小,相互间要紧凑配合,否则影响开关小车进出;(3)机械装置可靠性较高,不容易发生卡滞,耐用。

基于上述分析,从可靠性和经济性的角度来看,我们采用方案3。

4 方案实施及效果

为便于安装推广,本次研究我们坚持在两个原则下进行:一是不破坏原设备结构;二是改造经济可行,便于实施。通过项目组的集体讨论,我们设计了一种简易可行的闭锁装置,以正超柜体左侧闭锁装置为例,如图2所示。该闭锁机构由6个主要部分组成:闭锁点1、2,半月板3,连接片4,回复弹簧5,底座6。其原理为当开关手车在检修位置时,检修人员有意或无意扳动静触头挡板,上挡板的连杆8会向上移动,下挡板的连杆7会向下移动,此时闭锁轴销1会阻碍连杆7向下移动,闭锁轴销2会阻碍连杆8向上移动,使静触头挡板不能打开,达到闭锁作用。当开关手车缓慢摇进开关柜时,手车左侧的机关首先碰撞半月板3,半月板3受力带动连接片4往柜壁移动,闭锁点1、2分别解锁连杆7、8,在机关接触到连杆7、8的滚轮前完成解锁。解锁图如图3。右侧闭锁装置同理。

图2

图3

该挡板闭锁装置具有以下特点:(1)提高了安全性。安装该装置后,不管是有意还是无意而为,一个人员是打开不了任一静触头挡板的,最少需要两个人员才能打开某一静触头挡板,大大降低了作业风险;(2)经济性高,简单可行。制作该装置的材料市面上随处可见,且价格便宜,制作工艺简单易懂,两个人员不用一天可完成;(3)人机工效好,能自动闭锁。

5 结语

事故重在预防,事故的预防大体上可分为“人防”和“技防”。“人防”主要从管理上控制安全事件,“技防”则是从技术上提高设备安全性、可靠性,消除安全隐患。本文从“技防”的角度提出了一种消除安全隐患的做法,可供参考。安全无小事,电力系统的安全史都是用血和泪写成的,但愿每个人都能高高兴兴上班去,平平安安回家来。

作者简介:郭湛林(1982—),男,广西梧州人,供职于广西电网公司梧州供电局,研究方向:变电设备检修维护。

(责任编辑:周 琼)

摘要:中置式开关柜体积小,性能优越,在电力系统应用广泛。但目前在运行的大部分中置式开关柜有一个缺点,其静触头隔离挡板无闭锁功能。文章基于风险评估的结果,研究出了一种中置式开关柜静触头隔离挡板闭锁装置,实现在开关处于检修方式,隔离挡板自动闭锁,作业人员无法随意打开隔离挡板的功能,达到降低作业风险的目的。

关键词:中置式开关柜;静触头;隔离挡板;闭锁装置;自动闭锁;电力系统 文献标识码:A

中图分类号:TM592 文章编号:1009-2374(2015)01-0021-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0011

1 概述

中置式开关柜体积小,性能优越,在电力系统应用广泛。但目前在运行的大部分中置式开关柜有一个缺点,其静触头隔离挡板无闭锁功能。在开关柜母线侧不停电情况下,工作人员对小车室维护时,很容易误打开开关柜静触头隔离挡板进行作业,导致高压触电,作业风险很大,因此,亟需研究一种闭锁装置,在检修时能实现隔离挡板自动闭锁。

2 设备现状

2.1 设备分析

我局现有在用开关柜共663面,其中中置式开关柜538面,占比81%。经过调查,绝大部分中置柜静触头隔离挡板无闭锁装置。我局中置式开关柜各主要厂家型号占比如下表1所示:

综上所述,我们选取占比最大的广东正超开关柜作为研究样本。

下面介绍一下该品牌开关柜静触头隔离挡板动作原理。如图1所示,当开关手车由检修位置缓慢摇进开关柜时,手车两侧的机关分别接触并碰撞滚轮3、4和5、6,随着手车往里摇进,滚轮3、4和5、6受力。其中滚轮3、5受往下的力,通过连杆,带动线路侧挡板2往下移动,打开此挡板。滚轮4、6受往上的力,通过连杆,带动母线侧挡板1往上移动,打开此挡板。当手车摇出开关柜时,滚轮3、4和5、6不再受力,母线侧挡板1受自然重力往下移动关闭触头,线路侧挡板2则受连杆机构弹簧7、8作用往上移动关闭触头。

图1

2.2 存在问题

一般情况下,检修人员进行开关柜维护作业时,由于电网风险及用户等原因,开关柜母线均带电运行,即开关柜母线侧静触头也为带电状态。当检修人员在对开关柜手车室维护时,不管是在有意还是无意情况下,一个人员即可轻易打开母线侧挡板1和线路侧挡板2,此时很容易就会发生人身伤亡事故,作业风险很大。此类事故在南方电网系统内已有通报。例如2011年2月,云南某供电局检修人员在对某10kV开关柜进行维护时,误打开母线侧挡板对静触头清扫,导致人身触电,死亡1人。

3 对策分析

血的教训需要我们时刻铭记,因此基于安全生产风险管理体系可控、预控的理念,为更好落实设备运维策略,对防误打开隔离挡板闭锁装置进行研究,实现在开关处于检修方式,隔离挡板自动闭锁,作业人员无法随意打开隔离挡板,达到人与带电部位有效隔离,确保操作人员和作业人员的作业安全,意义重大。通过项目组人员的讨论分析,确定了如下三个方案:

方案1:手动加装绝缘挡板,也是目前常用的措施。即在每次检修工作前增加安全措施,在静触头隔离挡板前由值班员另外加装一块绝缘挡板,以达到防误碰,隔离带电部位的效果。特点如下:(1)一次投资小,操作程序简单;(2)各变电站需根据不同尺寸的开关柜配备相应数量的绝缘挡板,增加工作量;

(3)值班员做安全措施时除应背负一定重量的安全措施物品外,还需另外背负相当重量的绝缘挡板,增加了体力劳动量;(4)操作效率低,且无有效固定措施,易碰倾倒,具有一定的操作安全风险和对机构的机械损伤风险。

方案2:利用继电器装置实现电气闭锁。即在静触头隔离挡板操动机构处加装继电器装置,当开关拉至检修状态时继电器装置得电,闭锁隔离挡板操动机构,作业人员无法打开隔离挡板,达到了人与带电部位有效隔离。特点如下:(1)安装继电器装置较为复杂;(2)需空间另接电源,布线、安装。由于小车室空间小,相互间要紧凑配合,否则影响开关小车进出;(3)继电器装置可靠性较差,容易发生烧损,从而导致隔离挡板操动机构卡滞失效。

方案3:利用机械装置实现机械闭锁。即在静触头隔离挡板操动机构处加装机械装置,当开关拉至检修状态时机械装置自动闭锁隔离挡板操动机构,作业人员无法打开隔离挡板,达到了人与带电部位有效隔离。特点如下:(1)安装机械装置较为简易;(2)需空间安装。由于小车室空间小,相互间要紧凑配合,否则影响开关小车进出;(3)机械装置可靠性较高,不容易发生卡滞,耐用。

基于上述分析,从可靠性和经济性的角度来看,我们采用方案3。

4 方案实施及效果

为便于安装推广,本次研究我们坚持在两个原则下进行:一是不破坏原设备结构;二是改造经济可行,便于实施。通过项目组的集体讨论,我们设计了一种简易可行的闭锁装置,以正超柜体左侧闭锁装置为例,如图2所示。该闭锁机构由6个主要部分组成:闭锁点1、2,半月板3,连接片4,回复弹簧5,底座6。其原理为当开关手车在检修位置时,检修人员有意或无意扳动静触头挡板,上挡板的连杆8会向上移动,下挡板的连杆7会向下移动,此时闭锁轴销1会阻碍连杆7向下移动,闭锁轴销2会阻碍连杆8向上移动,使静触头挡板不能打开,达到闭锁作用。当开关手车缓慢摇进开关柜时,手车左侧的机关首先碰撞半月板3,半月板3受力带动连接片4往柜壁移动,闭锁点1、2分别解锁连杆7、8,在机关接触到连杆7、8的滚轮前完成解锁。解锁图如图3。右侧闭锁装置同理。

图2

图3

该挡板闭锁装置具有以下特点:(1)提高了安全性。安装该装置后,不管是有意还是无意而为,一个人员是打开不了任一静触头挡板的,最少需要两个人员才能打开某一静触头挡板,大大降低了作业风险;(2)经济性高,简单可行。制作该装置的材料市面上随处可见,且价格便宜,制作工艺简单易懂,两个人员不用一天可完成;(3)人机工效好,能自动闭锁。

5 结语

事故重在预防,事故的预防大体上可分为“人防”和“技防”。“人防”主要从管理上控制安全事件,“技防”则是从技术上提高设备安全性、可靠性,消除安全隐患。本文从“技防”的角度提出了一种消除安全隐患的做法,可供参考。安全无小事,电力系统的安全史都是用血和泪写成的,但愿每个人都能高高兴兴上班去,平平安安回家来。

作者简介:郭湛林(1982—),男,广西梧州人,供职于广西电网公司梧州供电局,研究方向:变电设备检修维护。

(责任编辑:周 琼)

摘要:中置式开关柜体积小,性能优越,在电力系统应用广泛。但目前在运行的大部分中置式开关柜有一个缺点,其静触头隔离挡板无闭锁功能。文章基于风险评估的结果,研究出了一种中置式开关柜静触头隔离挡板闭锁装置,实现在开关处于检修方式,隔离挡板自动闭锁,作业人员无法随意打开隔离挡板的功能,达到降低作业风险的目的。

关键词:中置式开关柜;静触头;隔离挡板;闭锁装置;自动闭锁;电力系统 文献标识码:A

中图分类号:TM592 文章编号:1009-2374(2015)01-0021-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0011

1 概述

中置式开关柜体积小,性能优越,在电力系统应用广泛。但目前在运行的大部分中置式开关柜有一个缺点,其静触头隔离挡板无闭锁功能。在开关柜母线侧不停电情况下,工作人员对小车室维护时,很容易误打开开关柜静触头隔离挡板进行作业,导致高压触电,作业风险很大,因此,亟需研究一种闭锁装置,在检修时能实现隔离挡板自动闭锁。

2 设备现状

2.1 设备分析

我局现有在用开关柜共663面,其中中置式开关柜538面,占比81%。经过调查,绝大部分中置柜静触头隔离挡板无闭锁装置。我局中置式开关柜各主要厂家型号占比如下表1所示:

综上所述,我们选取占比最大的广东正超开关柜作为研究样本。

下面介绍一下该品牌开关柜静触头隔离挡板动作原理。如图1所示,当开关手车由检修位置缓慢摇进开关柜时,手车两侧的机关分别接触并碰撞滚轮3、4和5、6,随着手车往里摇进,滚轮3、4和5、6受力。其中滚轮3、5受往下的力,通过连杆,带动线路侧挡板2往下移动,打开此挡板。滚轮4、6受往上的力,通过连杆,带动母线侧挡板1往上移动,打开此挡板。当手车摇出开关柜时,滚轮3、4和5、6不再受力,母线侧挡板1受自然重力往下移动关闭触头,线路侧挡板2则受连杆机构弹簧7、8作用往上移动关闭触头。

图1

2.2 存在问题

一般情况下,检修人员进行开关柜维护作业时,由于电网风险及用户等原因,开关柜母线均带电运行,即开关柜母线侧静触头也为带电状态。当检修人员在对开关柜手车室维护时,不管是在有意还是无意情况下,一个人员即可轻易打开母线侧挡板1和线路侧挡板2,此时很容易就会发生人身伤亡事故,作业风险很大。此类事故在南方电网系统内已有通报。例如2011年2月,云南某供电局检修人员在对某10kV开关柜进行维护时,误打开母线侧挡板对静触头清扫,导致人身触电,死亡1人。

3 对策分析

血的教训需要我们时刻铭记,因此基于安全生产风险管理体系可控、预控的理念,为更好落实设备运维策略,对防误打开隔离挡板闭锁装置进行研究,实现在开关处于检修方式,隔离挡板自动闭锁,作业人员无法随意打开隔离挡板,达到人与带电部位有效隔离,确保操作人员和作业人员的作业安全,意义重大。通过项目组人员的讨论分析,确定了如下三个方案:

方案1:手动加装绝缘挡板,也是目前常用的措施。即在每次检修工作前增加安全措施,在静触头隔离挡板前由值班员另外加装一块绝缘挡板,以达到防误碰,隔离带电部位的效果。特点如下:(1)一次投资小,操作程序简单;(2)各变电站需根据不同尺寸的开关柜配备相应数量的绝缘挡板,增加工作量;

(3)值班员做安全措施时除应背负一定重量的安全措施物品外,还需另外背负相当重量的绝缘挡板,增加了体力劳动量;(4)操作效率低,且无有效固定措施,易碰倾倒,具有一定的操作安全风险和对机构的机械损伤风险。

方案2:利用继电器装置实现电气闭锁。即在静触头隔离挡板操动机构处加装继电器装置,当开关拉至检修状态时继电器装置得电,闭锁隔离挡板操动机构,作业人员无法打开隔离挡板,达到了人与带电部位有效隔离。特点如下:(1)安装继电器装置较为复杂;(2)需空间另接电源,布线、安装。由于小车室空间小,相互间要紧凑配合,否则影响开关小车进出;(3)继电器装置可靠性较差,容易发生烧损,从而导致隔离挡板操动机构卡滞失效。

方案3:利用机械装置实现机械闭锁。即在静触头隔离挡板操动机构处加装机械装置,当开关拉至检修状态时机械装置自动闭锁隔离挡板操动机构,作业人员无法打开隔离挡板,达到了人与带电部位有效隔离。特点如下:(1)安装机械装置较为简易;(2)需空间安装。由于小车室空间小,相互间要紧凑配合,否则影响开关小车进出;(3)机械装置可靠性较高,不容易发生卡滞,耐用。

基于上述分析,从可靠性和经济性的角度来看,我们采用方案3。

4 方案实施及效果

为便于安装推广,本次研究我们坚持在两个原则下进行:一是不破坏原设备结构;二是改造经济可行,便于实施。通过项目组的集体讨论,我们设计了一种简易可行的闭锁装置,以正超柜体左侧闭锁装置为例,如图2所示。该闭锁机构由6个主要部分组成:闭锁点1、2,半月板3,连接片4,回复弹簧5,底座6。其原理为当开关手车在检修位置时,检修人员有意或无意扳动静触头挡板,上挡板的连杆8会向上移动,下挡板的连杆7会向下移动,此时闭锁轴销1会阻碍连杆7向下移动,闭锁轴销2会阻碍连杆8向上移动,使静触头挡板不能打开,达到闭锁作用。当开关手车缓慢摇进开关柜时,手车左侧的机关首先碰撞半月板3,半月板3受力带动连接片4往柜壁移动,闭锁点1、2分别解锁连杆7、8,在机关接触到连杆7、8的滚轮前完成解锁。解锁图如图3。右侧闭锁装置同理。

图2

图3

该挡板闭锁装置具有以下特点:(1)提高了安全性。安装该装置后,不管是有意还是无意而为,一个人员是打开不了任一静触头挡板的,最少需要两个人员才能打开某一静触头挡板,大大降低了作业风险;(2)经济性高,简单可行。制作该装置的材料市面上随处可见,且价格便宜,制作工艺简单易懂,两个人员不用一天可完成;(3)人机工效好,能自动闭锁。

5 结语

事故重在预防,事故的预防大体上可分为“人防”和“技防”。“人防”主要从管理上控制安全事件,“技防”则是从技术上提高设备安全性、可靠性,消除安全隐患。本文从“技防”的角度提出了一种消除安全隐患的做法,可供参考。安全无小事,电力系统的安全史都是用血和泪写成的,但愿每个人都能高高兴兴上班去,平平安安回家来。

作者简介:郭湛林(1982—),男,广西梧州人,供职于广西电网公司梧州供电局,研究方向:变电设备检修维护。

(责任编辑:周 琼)

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