基于C－GIS的三工位隔离开关与断路器联锁简介

侯立伟

（广州白云电器设备股份有限公司，广东 广州510000）

0 引言

气体绝缘金属封闭开关设备是一种以气体为绝缘介质的开关设备，中压等级产品一般为柜式结构，简称C－GIS充气柜，内充SF6气体作为绝缘介质，绝缘性能良好，柜体密封，性能免受外界干扰。其主要元件是三工位隔离开关和断路器。为有效防止运行电气设备误操作引发的重大安全事故，早在1990年就提出了电气设备五防要求，其中隔离开关与断路器的联锁是五防联锁的重要内容，包括机械联锁和电气联锁。

1 C－GIS简介

1.1 主体简介

出线柜的主要元器件是三工位隔离开关、断路器及电流互感器。其中隔离刀和断路器的开断部分分别安装在两个气室内。由于断路器装有灭弧装置，所以可以实现电柜的带负荷开断。断开后断路器下部不带电，但上部仍带电，这时可以断开三工位隔离开关并接地，使断路器上部也处于不带电状态，方便断路器的检修。

1.2 三工位隔离开关简介

三工位隔离开关主要由3个部分组成，即操作机构、隔离刀、连接杆。操作机构可以用操作手柄进行操作，共有3个操作位（隔离、合闸和接地），通过连接杆控制隔离刀旋转，使隔离刀可以在隔离、合闸、接地3个位置转换，进而实现对一次线路的控制。电机是操作机构的动力源，通过减速器达到降低转速和提高转矩的目的，最后通过棘轮机构传递到转轴。

1.3 断路器简介

断路器是用来开断和接通电路的，由于其具有真空泡等灭弧装置，因此可以带负荷分段电路，断路器的另一大特点是具有短路开断能力，在一定范围内的短路电流下，断路器可以实现自动开断，保护整个电路不被烧坏。其适合于频繁操作的场合，安全可靠。

断路器主要由操作机构和开断部分组成，操作机构按照一定的轨迹运动（储能、分闸、合闸）带动开断部分实现开断和闭合。

2 联锁简介

联锁的方式：五防装置一般可分为机械、电气、微机综合3类。

2.1 机械联锁

机械联锁，顾名思义，就是通过机械结构相互牵制的方式来保证按五防操作程序的要求来实现操作。

2.2 电气联锁

传统的电气联锁是建立在二次操作回路上的一种防误功能，一般通过刀闸和开关的辅助接点联锁来实现。

3 C－GIS隔离开关与断路器联锁

中压充气柜三工位隔离开关与断路器的机械联锁主要有以下内容：断路器处于合闸位置时，隔离开关不能操作，主要是因为隔离开关没有灭弧装置，不能带负荷分合；手动操作隔离开关时，断路器不能合闸（此时断路器处在分闸状态）。

3.1 隔离刀与断路器的机械联锁

机械联锁的方式如图1所示。

图1 机械联锁

3.1.1 隔离刀对断路器的机械联锁

众所周知，柜体对外送电的操作顺序是先合隔离刀，然后再合断路器。在合隔离刀的过程中，断路器是不允许突然合闸的，否则会造成用电事故甚至危及操作员的生命安全。所以操作隔离刀时必须严格将断路器锁住。具体如图1所示：操作隔离刀必须先将手柄操作挡板打开一定的角度（以插入操作手柄），平行连杆1上下摆动带动平行连杆2上下摆动，使得下部两个活动接触的部分上下摆动一定的角度，连接在支座上的连杆迫使可调节连杆带动挡板1向上移动一定的距离，此时，脱扣半轴上的挡板2就会被挡板1挡住，脱扣半轴将不能旋转，断路器将不能完成合闸动作，安全可靠。

3.1.2 断路器对隔离刀的机械联锁

柜体断电时，必须先分断路器再分隔离刀，因为断路器有灭弧能力而隔离刀没有此功能。这就要求断路器在合闸状态下，隔离刀将不允许操作，断路器合闸后，主轴连杆将带动活动板绕着中心轴旋转一定的角度，大概在水平位置，活动板将牢牢限制住圆挡板，平行连杆1、2都将被锁死，手柄操作杆将不能左右摆动，操作手柄将不能插入，无法完成对隔离刀的操作。

3.2 隔离刀与断路器的电气联锁

隔离刀与断路器的电气联锁是通过合理控制对方电气主回路上的微动开关来实现的。摆动隔离刀的手柄操作挡板，串联在断路器合闸回路的微动开关将关闭，断路器合闸后，串联在隔离刀回路的机械开关断开，隔离刀电路不工作，此时即使按了操作按钮，隔离刀依然不会工作。具体原理如图2所示。

图2 电气联锁

4 总结与体会

五防联锁是保证设备正常运行的必要措施，可以在很大程度上减少故障的发生，保证人身安全，具有重要的意义，电柜设备必须按照标准的规定合理有效地使用联锁（机械联锁和电气联锁）。

［1］吕怀军.高压开关柜五防联锁的合理化改进设计探讨［J］.广东科技，2009（12）：196－197.

［2］颜军.五防闭锁装置在设计、安装过程中存在的问题［J］.宁夏电力，2010（1）：20－21.