摘要：在配网的运行过程中，用户配电开关设备的使用频率比较高，容易导致机械闭锁装置发生故障，进而出现错误操作如误合、误分断路器等，引发安全事故。用户配电开关柜“五防”装置的使用，正是为了改善这一问题。本文对用户配电开关柜“五防”装置的管理与改进问题进行了简单分析，以帮助用户配电开关柜“五防”装置更好地实现改造应用，降低用户配电室闭锁装置在实际的运行过程中发生故障的几率，更有效地保障用户的供电可靠性、稳定性。
关键词：用户配电；开关柜；五防闭锁装置
引言
用户高压配电柜按断路器安装的方式一般分为固定式和手车式。随着社会经济发展和电力技术的进步，新型手车式开关柜（以KYN型为代表）由于其柜体的体积小、占地面积小、手车互换性好、有利于检修维护等优点越来越多地被用户接受和使用。但由于固定式开关柜的造价低廉、检修空间大等优点，故其（以XGN型为代表）不仅没有淘汰，而且在用户配电室中占据了相当大的比例，又由于企业的经营性质，配电室的投资又往往不会被列入特别重要的资产投资，所以早期的产品在用户配电室中也占据一定比例。但是由于早期产品受限于当时加工工艺或设计技术原因，开关柜在“五防”装置上存在一定技术缺陷，根据对区域用户配电室的不完全调查，某公司早期固定式开关柜“五防”一次闭锁成功率在93%左右，这就需要探讨用户老旧开关柜的“五防”闭锁装置改造和进一步完善问题，以解决操作中的安全隐患，保证人身安全。
1老旧XGN开关柜闭锁装置现状分析
调查显示，投运时间较长的用户配电室所使用的，仍然是XGN开关柜闭锁装置，转换手柄和转换盘之间的连接方式为钢丝绳连接，出现了严重的老化情况，甚至完全变形、松动以至于脱落。这种无法操作的老旧XGN用户配电室开关柜闭锁装置，已经直接影响到了电力系统的稳定运行，甚至会引发配电的安全问题，必须引起重视。分析表明，老旧的XGN开关柜“五防”装置存在严重的安全隐患和不合理性，尤其是钢丝绳连接必须更换为硬性连杆，以增强可操作性。采用硬性连接的运行时间较长的用户开关柜“五防”闭锁装置，很大一部分存在操作把手不到位甚至完全无法操作的情况，约10%的老旧XGN配电开关柜存在操作手柄不动作的问题。不少故障案例也表明，因用户配电开关柜“五防”装置失效导致的安全问题是非常严重的，甚至可能导致周围人员的人身伤亡，并造成巨大的经济损失。因此，用户老旧的开关柜“五防”闭锁装置客观存在的问题急需科学应对，最好的办法就是通过探索一套新型的、更加可靠的、经济便捷的“五防”闭锁装置，以有效解决用户开关柜操作安全方面的问题，增加用户配电的安全可靠性，促进区域电网的健康发展。
2“五防”闭锁装置一次闭锁失败原因分析
针对钢丝绳连接的“五防”装置钢丝松脱、硬性连杆连接的“五防”操作手柄不到位或不动作这些不良现象，结合生产产品的内部质量问题，归纳为以下几点。钢丝绳连接的“五防”设计不尽合理，随着使用年限增长，长期运行和操作下，外力对钢丝绳拉力不当或者环境的锈蚀，导致松脱；缺乏合理性、定期性的维护，将进一步加大钢丝绳松脱的可能性，最终导致事故的发生。老旧用户配电柜硬性“五防”连杆存在机械卡涩、操作中因力量传送过硬而引起手柄不到位或不动作现象。
3老旧用户配电柜“五防”闭锁装置改进完善探讨
对老旧用户配电柜存在的“五防”闭锁装置缺陷，如何改善这种现象，如何提高现有老旧用户配电柜“五防”的准确动作率和闭锁成功率，需要结合老旧开关柜的实际情况设计一种易于安装的硬性闭锁连杆。经理论研讨、反复实际验证，决定“采用杠杆原理使用两个三角片，通过连杆传动”来解决老旧用户配电柜存在的五防操作把手不到位或不动作的现象、替换老旧开关柜“五防”手柄与转换盘之间的钢丝连接线，以降低用户配电室闭锁装置故障率。在实际改造工作中，首先想到的是利用“L”型柱管、柱销以及定位板组成硬性连杆代替“钢丝绳”连接。但这种连杆改造完成后，当操作隔离刀闸时，前端连杆受到垂直向下力，无法将受到的力完全传动给末端连杆，而前端连杆由于受力过大导致弯曲，使末端行程减小，在实际操作中需要的操作力量较大，频繁操作会使连杆严重变形，最终导致“五防”闭锁手柄操作不到位或不动作（与现有老旧开关柜硬性连杆类似），从而无法准确实现“五防”功能。
随后，又进一步改进了局部设计，在上述基础上增加了两个三角片，通过三角片实现力的转换，从而促进连杆闭锁装置正常运转，实现老旧开关柜“五防”装置的更新完善，进一步促进了高压用户安全用电，减少因用户原因导致的电网故障，改进设计原理图如图1所示。
图1改进型“五防”闭锁装置原理图
改进的“五防”闭锁装置包括以下设备：（1）连杆、（2）#2三角板、（3）支撑、（4）连接杆、（5）定位板、（6）#1三角板、（7）顶杆、（8）固定角钢。利用报废老旧用户配电柜制作了局部“样机”，并完成实验，操作人员将上述设备按照改进设计制作的“五防”闭锁装置设计图纸组装制作完毕，接下来将制作好的“五防”闭锁装置固定到老旧型号的XGN开关柜上。待固定完成后进行试验：操作人员将操作手柄由工作位置旋至操作位置时，手柄带动连杆动作，连杆向下运动转动#1三角板，#1三角板动作将受到的垂直向下力转换为向右的横向力，并将横向力通过连接杆传动于#2三角板，#2三角板受力带动顶杆动作，顶杆向上将断路器合闸回路闭锁。经过反复实际操作，改进设计的“五防”闭锁装置操作简单、定位准确，安全可靠，改进设计成功，具体操作过程如图2所示。
图2改进型“五防”闭锁装置样机图
改进设计后的用户配电柜“五防”闭锁装置的实际安装位置如图3所示。
图3改进型“五防”闭锁装置应用于用户配电柜实拍图
改造用户老旧开关柜“五防”闭锁装置的工作原理为通过两个三角板的转动角度来控制刀闸与断路器之间的行程差别。在闭锁机构中，由一根连杆与刀闸连接，通过刀闸动作，转动#1三角板，#1三角板通过连接杆传动于#2三角板，#2三角板传动于顶杆，顶杆将断路器合闸回路闭锁。它相对于钢丝绳连接的“五防”装置简单实用，相对于老型号的硬性连杆装置可靠、操作力量较小。
结束语
经过追踪调查，改造后的老旧用户配电开关“五防”装置性能良好、操作简单、反应可靠、维护便捷，设备整体运行效果非常可观，基本没有在短期内出现动作的情况，有效增强了高压用户配电的安全性、可靠性、稳定性，证明这一改进策略是非常成功的，可以在更大的范围内进行良好推广。
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论文作者:于蓉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/14
标签：开关柜论文; 装置论文; 用户论文; 连杆论文; 操作论文; 老旧论文; 钢丝绳论文; 《电力设备》2018年第3期论文;