摘要：GIS作为一种密封型的组合电器，刀闸集成在内部，从外部不能直接观察到刀闸的分、合闸状态，在操作GIS设备上存在着被动，因GIS刀闸分、合闸不到位而导致的电力安全事故、事件时有发生。对此，本文列举了常见GIS刀闸分、合闸指示的种类和特点，介绍了可作为辅助判断其分、合闸情况的方法以及应用实例。
关键词：刀闸；分闸；合闸；判断方法
一、前言
GIS设备在电力系统中使用广泛，其刀闸集成在内部，从外部不能直接观察到刀闸的分、合闸状态，只能借助外部指示牌进行判断，所以在操作上存在被动局面。GIS刀闸一旦出现异常而未能及时发现，轻者不能正常操作，影响停送电，重者可能会影响电网及人身安全。
某供电局发生过220kV GIS刀闸由于机构元件锈蚀卡涩，传动系统操作阻力增大，致使触头合闸不到位，主导电回路未接通，而后台机显示该刀闸已在合闸状态，但运行操作人员未能及时判断缺陷，进行下一步操作时导致220kV母线接地故障的事件。针对此问题，本文列举了常见GIS刀闸分、合闸情况指示的种类和特点，提出了作为辅助判断GIS刀闸分、合闸情况的方法，并结合实例介绍了辅助判断方法的具体运用。
二、GIS刀闸分、合闸情况指示的种类和特点
GIS设备生产厂家众多，设备结构特点也不同。运行人员在对GIS刀闸操作完成后，一般通过观察后台机位置显示和GIS刀闸标示牌相结合的方法来判断刀闸的实际位置[1]。根据对我单位所管辖的GIS设备现场调查，可将GIS刀闸分、合闸情况指示分为三类。
1、机构箱有指示，传动拐臂不外露（如图1）。该类型GIS刀闸分、合闸情况指示的特点是刀闸的分、合闸指示牌在刀闸机构箱内部，可通过机构箱的观察窗来观察，但机构的传动拐臂、传动连杆等运动部件密封于机构箱或GIS内部。刀闸机构在进行分、合闸过程中仅能观察到分、合指示牌的变换过程及最终工况。
图1
图2 图3
2、机构箱有指示，传动拐臂外露但无指示器（如图2）。该类型GIS刀闸分、合闸情况指示的特点是刀闸的分、合闸指示牌在刀闸机构箱内部，可通过机构箱的观察窗来观察；刀闸机构部分传动拐臂、传动连杆等运动部件在机构箱或GIS外部。刀闸机构在进行分、合闸过程中能观察到其分、合指示牌的变换过程和刀闸传动拐臂的运动过程，以及其最终工况。
3、机构箱有指示，传动拐臂外露且有指示器（如图3）。该类型GIS在传动连杆或传动拐臂处安装有指针和位置指示器，刀闸机构在进行分、合闸过程中能观察到其分、合指示牌的变换过程和刀闸传动拐臂的运动过程，并提供了机构箱指示和拐臂位置指示[2]。
在对GIS刀闸操作过程中，针对GIS刀闸分、合闸情况指示的三个种类特点，其仅反映GIS刀闸完成操作后刀闸的大致工况。当发生刀闸未完全分、合到位，而二次系统却显示刀闸已分、合到位的情况时，将导致运行操作人员错误判断该刀闸的位置情况，若继续进行相关操作，轻者不能正常操作影响停送电，重者将会导致电力安全事故/事件的发生。
三、GIS刀闸分、合闸情况判断的辅助方法
GIS刀闸由动静、触头组成，工作时由刀闸操动机构经电机、齿轮、传动拐臂、传动连杆、密封传动轴等部件，带动刀闸本体的动触头的运动，完成与静触头的插入接触、分离的操作。因此，装设在机构传动部件上的分、合闸指示牌和靠近刀闸本体的传动拐臂，其运动位移可间接反映刀闸动触头的运动行程。
针对运行中GIS刀闸分、合闸指示情况存在的问题，根据不同结构的GIS的特点，提出了对刀闸分、合闸位置进行位置标定的方法，为刀闸操作及其准确位置提供可靠的辅助判断方法。
1、针对机构箱有指示，传动拐臂不外露的辅助方法：在观察窗玻璃上和机构箱的分、合闸指示牌上，采用画十字或画圆圈的方式标定其分、合闸位置。十字或圆圈应与指示牌外圈吻合并重叠。对于圆形的指示牌，在观察窗玻璃上划出与指示牌等径圆圈（如图4所示）。运行人员操作完成后，正视观察窗的十字和圆圈标记，若与分、合闸指示牌的外圈和十字吻合，则表示刀闸分、合闸到位。
图4 图5
图6
2、针对机构箱有指示，传动拐臂外露但无指示器的辅助方法：可在拐臂最近处选取恰当的参照物，采用划线的方法对拐臂分、合闸最终位置进行标定。在三相刀闸操作轴与外壳上划对准线，红色表示合闸，蓝色表示分闸（如图5）。此外，有些生产厂家对拐臂至某参照物（如制动止钉）的位置有标准的范围，可对此范围内的区域进行划线标定。当刀闸操作完毕后，除了通过利用上述（1）的辅助方法判断外，再通过观察拐臂的最终位置是否与标定的划线或划线范围重合，来判断刀闸分、合闸是否到位。
3、针对机构箱有指示，传动拐臂外露且有指示器的辅助方法：可采用划线方式标定传动连杆或传动拐臂上的指针对应的状态位置，其它两相在刀闸操作轴与外壳上划对准线。在指针终止位置画上分、合闸对准线，红色表示合闸，蓝色表示分闸（如图6）。当运行操作人员操作完毕后，除了通过利用上述（1）、（2）的辅助方法判断外，再通过观察指针是否与分、合闸对准线重合，来判断刀闸分、合闸是否到位。
四、GIS刀闸分、合闸情况判断的辅助方法应用实例
以220kV某站220kV GIS为试点，根据其结构特点，采取如下方法，确保GIS刀闸分、合闸到位情况的辅助判断手段。
1、在刀闸传动拐臂处安装分、合闸刀闸指示牌
该变电站220kV GIS为“机构箱有指示，拐臂外露但无指示器”类型。刀闸本体的动触头的运动由密封传动轴带动，密封传动轴所在GIS外面部分为六方型，其与传动拐臂紧密相连，刀闸在进行分、合闸时，拐臂相应地转动，间接地反应刀闸动触头的运动情况，根据检修维护手册，可通过测量拐臂与制动螺钉之间的间隙（如图7），来判断分、合闸是否可靠到位。
图7 图8
图9
根据此特点，可在拐臂最近处选取恰当的参照物，采用划线的方法对拐臂分、合闸最终位置进行标定。结合该型号GIS的特点，在既定辅助方法的基础上，对其进行完善，在拐臂处加装扇形指示牌（如图8）来准确指示分、合闸到位情况。
根据拐臂与制动螺钉之间的间隙距离标准，制作扇形指示牌，在标示牌准确标定刀闸分、合闸到位的界限，方法如下：当指针指到绿色安全行程范围内，则表示刀闸已分闸到位；当指针指到红色安全行程范围内，则表示刀闸已合闸到位；当指针黄色区域，表明分合闸不到位。
2、在指示牌观察窗上采用画十字和圆圈的对位标记
使用记号笔对 GIS的刀闸机构分、合闸指示牌上划出十字标记，分、合闸分别采用不同颜色。在指示牌观察窗上，对应于分、合闸指示牌所作的十字标记，用相应颜色的记号笔水平正面添加上与其吻合并重叠的十字标记，作为对位标记。刀闸在分、合闸操作后，通过直视指示牌观察窗，根据观察窗上和指示牌上的十字是否重合，来辅助判断刀闸是否分、合闸到位。
五、小结
针对不能直接观察到GIS刀闸本体的分、合闸状态，可根据GIS的结构特点，采用各类型位置标定的方法，为运行操作人员提供判断刀闸分、合闸是否到位的辅助方法，提高了GIS刀闸运行状态的可视化程度，降低因GIS刀闸分、合闸不到位而导致的电力安全事件风险，保障电力设备安全运行和人身安全。
参考文献：
[1]黄博. GIS刀闸操作规范及故障预防措施探讨[J].机电技术，2015，05：84-85
[2]陈志明. GIS（接地）刀闸分合闸不到位风险分析及控制措施探讨[J]. 电子制作，2014（24）：195-198
论文作者:陈浩良
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/28
标签：指示牌论文; 机构论文; 操作论文; 指示论文; 方法论文; 情况论文; 位置论文; 《电力设备》2018年第35期论文;