KYN28—12型高压开关柜手车联锁回路设计

徐良凯　付见春

[摘要]KYN28-12型铠装中置式金属封闭开关设备（简称中置柜）在供配电领域的应用过程中，为了防止电气误操作，按照相关国家标准的规定，开关柜中设计了各种机械、电气联锁装置。本文针对GB3906-2006对联锁装置的规定，针对中置柜中母分开关柜与母联隔离柜之间的联锁回路进行展开说明，通过分析闭锁回路原理，设计了母分开关柜与母联隔离柜之间的联锁回路，提高了设备运行的可靠性。

[关键词]开关柜 电气联锁 闭锁 电磁铁 五防

[中图分类号]S972.7+6 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0388-02

引言

随着KYN28型铠装中置式金属封闭开关设备（简称中置柜）设计、制造水平的显著提高，中置柜已经在供配电领域得到广泛使用。

为了保证电力网安全运行、确保设备和人身安全、防止误操作，开关柜必须具备完善可靠的联锁装置。以保证操作程序本身的正确性和操作者的人身安全。GB3906-2006《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》对开关柜的联锁装置作了明确规定。这些防止电气误操作的内容，按照行业习惯，简称“五防”，即：

1）防止误分、误合断路器；

2）防止带负荷分、合隔离开关；

3）防止带电挂（合）接地线（接地开关）；

4）防止带接地线（开关）合闸；

5）防止误入带电间隔。

其目的就是防止误操作和误并列，防误联锁装置实现闭锁的方式应该是强制性的，装设联锁后，就可以保证必须按规定的操作顺序进行操作，否则就无法进行，从而有效地防止了误操作。“五防”装置一般可分为机械、电气和综合三类。如何才能实现母分开柜与母联隔离柜之间的联锁呢？众所周知，母联隔离柜中的隔离手车无专门的灭弧装置，一般不能用来接通或切断负荷电流。当隔离手车在试验位置与工作位置之间移动时，必须保证母分断路器处于分闸状态，不得合闸，即应具有所谓的“合闸闭锁”。反之，如果母分断路器处在合闸位置，隔离手车处于工作位置，此时禁止隔离手车移动，防止带负荷分隔离手车。为了实现以上联锁，合闸电气闭锁一般通过将反映手车位置的行程开关接点串入断路器的合闸回路中来实现，机械联锁也通过相应的结构设计得到实现。

1 手车联锁回路设计

某变电所10kV配电装置在电气设计中，2台主变分列运行，互为暗备用，如（图1）所示。当任一变压器故障，母分开关柜经常要和母联隔离柜联络运行，为了保证“五防”要求，母分断路器和母联隔离手车之间必须考虑相应的联锁关系。

基于“五防”要求，母联隔离柜与母分开关柜联络运行时，相互之间的联锁有两种实现方式，一种是电气互锁，利用母分断路器的辅助信号接点构成一定的逻辑关系置于另一台断路器合闸控制回路中，当逻辑关系不满足时，无法合闸；另一种是机械互锁，利用机械装置实现断路器之间的互锁。

1.1 母分断路器合闸闭锁回路

目前常用的母分断路器手车与母联隔离手车经常使用闭锁电磁铁进行互锁：通过其动铁心与断路器合闸脱扣板进行配合，实现机械合闸闭锁控制；通过其行程开关的切换，实现电气合闸闭锁控制。控制原理可参照（图2）。

原理图中，母分断路器闭锁回路中只有在运行位置和试验位置这两个位置底盘车上的位置开关（S8，S9）才能接通，才可以合闸，另一方面是机械连锁，只有在这两个位置，与底盘车相连的连锁板才能复位，保证可以合闸，至于合闸闭锁，是保证在二次电源得电的情况下，同时串人母联隔离手车运行位置辅助接点S9，闭锁电磁铁是基于隔离手车处于运行位置时，母分开关可以在试验位置和运行位置控制断路器合闸动作。防止母分断路器在合闸状态，后推入母联隔离手车时，等于另一段隔离开关带负荷合闸，将产生三相弧光短路事故，还可能由于误操作所产生的严重弧光而危及操作人员的人身安全，严重时甚至引起隔离开关爆炸，对人身造成更大的危害。因此通过闭锁电磁铁来闭锁母分断路器达到“五防”的目的。倘若电磁铁损坏，则断路器无法合闸，但手车可以在柜内行进，拉出检修，或直接更换为备用断路器。不影响整个配电系统的安全、及时运行。

1.2 母分隔离手车闭锁回路

断路器手车和母线隔离手车联络运行时，对于母联隔离手车，考虑其操作的特殊性，其与母分断路器手车间一般直接采用行进联锁，对手车在开关柜内行进实现控制，以达到“五防”的目的。目前有许多生产单位利用闭锁电磁铁进行手车行进控制，控制原理可参照（图3）。

回路中串人母分断路器试验位置（S8），只有当母分断路器处于试验位置，闭锁电磁铁才能得电解锁，手车可以摇动推进和退出，否则母分闭锁电磁铁失电，铁芯不能吸合，卡住手车底盘上的蜗杆，此时手车蜗杆不能摇动推进和退出。如果要将手车强行退出，一方面是损坏设备，另一方面由于操作者可能会进入带电间隔，在出现内部故障电弧时，会造成人身伤害。

那如何监视母联隔离手车闭锁电磁铁是否已经解锁，通过研究分析，我们对闭锁电磁铁回路进行了重新设计，在回路中串联了4只二级管，通过二级管具有限流的特性，施加在二级管上的工作电流大概为2mA到25mA，每只二极管两端施加电压02～0.3V，在4只二极管两端并联一只发光二级管LED，发光二级管只有10mA电流通过，可以长期带电，达到监视作用，又不影响闭锁电磁铁工作。控制原理可参照（图4）。

当闭锁电磁铁得电解锁，发光二级管发亮，表示母分隔离手车已经解锁，可以摇动推进和退出，防止工作人员强行操作。

2 结论

手车式开关柜在供配电领域已经得到广泛使用，为了防止电气误操作，满足“五防”要求，开关柜中设计了各种机械、电气联锁装置。为了实现母分开关柜与母联隔离柜之间的联锁回路，合闸电气闭锁一般通过将反映手车位置的行程开关接点串入断路器的合闸回路中来实现，机械联锁也通过相应的结构设计得到实现。通过互相联锁达到安全运行的目的，即使高压开关柜在使用过程中，遇到由于操作者的疏忽或非正常操作力而造成“非正规操作”的情况。在这种情况下，高可靠的联锁应做到对操作者可能出现的“非正规操作”有充分的预防或阻止能力。

参考文献

[1]张红光KYN44-12中置柜联锁装置的改进设计，2012年03期

[2]吕怀军高压开关柜五防联锁合理化建议改进设计探索，2009年12期