摘要：目前变电站内的10 kV及20kV开关柜控制回路断线故障屡有发生，当开关柜出现控制回路断线故障后，需要变电站运行人员到现场进行紧急分闸。在操作过程中，开关柜可能会因故障电流过大而发生爆炸，从而危害操作人员的人身安全。为消除安全风险，我们设计一种开关柜遥控紧急机械分闸，可以在安全距离范围进行遥控的开关柜外置式分闸装置。
关键词：开关柜；人身风险；紧急分闸；遥控
1 摘要
目前变电站内的10 kV及20kV开关柜控制回路断线故障屡有发生，查阅近五年内（2013年01月—2018年09月）所有变电站内的10 kV及20kV开关柜控制回路断线故障缺陷数据，可获得如下结论：
（1）低压开关柜控制回路断线故障达到449单；
（2）平均每4.6天就会发生一次开关柜控制回路断线故障。
当开关柜出现控制回路断线故障后，无法远方控制使开关分闸，就需要变电站运行人员到现场进行紧急分闸。而开关柜的紧急分闸装置需人员在开关柜前就地操作，在操作过程中，开关柜可能会因故障电流过大而发生爆炸，从而危害操作人员的人身安全。为消除安全风险，我们设计一种开关柜遥控紧急机械分闸，可以在安全距离范围进行遥控的开关柜外置式分闸装置。
2 开关柜遥控紧急分闸装置技术方案
2.1方案选择
本课题需要解决的问题是如何安全、迅速、可靠地实现开关在遥控回路失效的情况下分闸。对此，我们围绕10kV开关柜就地分闸开展头脑风暴，提出了三种方案：
表1 三种方案
通过对比分析，方案一不能够完全解决安全性问题，方案二工具笨重，且安全性也不高，而方案三尽管经济成本较高，但处于合理范围内，能可靠地解决了问题并保障人身安全，因此决定采用方案三：研制一种遥控分闸装置，使得操作人员可远距离的完成就地机械分闸过程。
图1 开关柜遥控紧急分闸装置总体图
2.2方案设计
一种开关柜遥控紧急分闸装置，它包括：吸附式支撑板、控制模块、电源、撞击器、和遥控模块，如附图1所示。吸附式支撑板为一块长方形塑料板，四角布有四个圆形强磁铁。通过强磁铁吸附在铁质的开关柜面，实现整个装置的吸附和支撑。
遥控模块包括带按钮的遥控器和降压稳压芯片，其工作方式为点动模式，即按住遥控器的按钮不松手时，遥控芯片输出DC+5V电平，一旦松开按钮，遥控芯片停止输出。
控制模块包括一个放大回路和电磁阀专用电磁铁。放大回路将遥控芯片输出的DC+5V电平放大，使电磁阀专用电磁铁带电，致使撞击器脱扣动作，从而达到控制装置动作的目的。
图2 撞击器结构图
撞击器为带脱扣开关的吸锡器，包括管筒、金属弹簧、脱扣开关和撞击杆，结构及脱扣释放的方式附图2所示。
2.3方案实施
具体实施方式为：将开关柜外置式遥控紧急分闸装置吸附在需紧急分闸的开关柜上，使撞击器位于紧急分闸按钮的正上方。在距离开关柜足够安全距离外，按住遥控器上的按钮，遥控芯片将输出DC+5V。随后控制模块将DC+5V电平放大，使电磁阀专用电磁铁带电，电磁铁带电后吸住撞击器的脱扣开关，致使撞击器脱扣开关动作。脱扣开关动作后将撞击器内的金属弹簧储能释放，金属弹簧驱动撞击杠弹出，撞击杠撞击分闸按钮，从而实现开关紧急分闸。
3 总结
本文针对开关柜就地分闸操作中存在的人身安全风险进行问题分析，为消除安全风险，我们设计一种开关柜遥控紧急机械分闸，可以在安全距离范围进行遥控分闸，从而消除了人身安全风险。
参考文献：
[1]李双伟.一起开关柜操作隐患分析及改进措施[J].电力与能源，2016，37（04）：525-528.
[2]李海.高压断路器柜外紧急分闸装置故障及处理措施[J].电工技术，2014（10）：36+49.
论文作者:巫伟南,余明礼,何陵
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/13
标签：开关柜论文; 紧急论文; 回路论文; 装置论文; 故障论文; 断线论文; 方案论文; 《电力设备》2018年第28期论文;