一种手操隔离开关防误闭锁器的研究应用

李鹏翔，刘 恋，陈 豪

（贵州电网公司兴义供电局，贵州 兴义 562400）

1 相关概念

1.1 隔离开关（刀闸）

隔离开关俗称刀闸。在拉开位置时，动静触头之间满足规定要求的绝缘距离和确实的拉开状态；在合上位置时，能承载回路中正常条件下的电流及在规定时间内异常电流的开关设备。

1.2 闭锁

（1）防误装置。为了落实五防措施要求，在自动化控制系统及其电气设备上安装的对电气设备操作位置进行闭锁和提示、操作流程进行管理的装置，包括微机防误闭锁装置、在线式五防系统、自动化五防子系统、集控式五防、电磁闭锁、电气闭锁、机械联闭锁及程序锁等。

（2）五防[1]。①防止误合闸、误分闸开关（断路器）。②防止带负荷合上、拉开刀闸（隔离开关）。③防止带电装设接地线（合上地刀）接地刀闸。④防止带接地线（接地刀闸）合上隔离开关（断路器）。⑤防止错误走入带电间隔。

2 现有技术背景

隔离开关是一种无灭弧功能的开关设备，只能在无负荷电流的情况下拉开、合上电路。适用于“倒闸操作、电源隔离、拉开和合上小电流回路”。在拉开位置时，动静触头之间的绝缘距离符合规定要求和有明显的断开标志；在合上位置时，能承载规定条件下的正常电流及在规定时间内的异常电流（短路等）的开关设备。因此，对安全运行和位置闭锁要求高。

在电力系统变电站中，隔离开关就地操作方式有两种，一种是电动/手动操作方式，一种是纯手动操作方式。有一款手动操作隔离开关在操作手柄的根部下方设置有一个防误闭锁操作行程限位闭锁销及限位孔，在操作手柄的根部还有一个加挂五防锁的闭锁锁孔，用于锁定隔离开关操作后位置（合上、拉开），以及隔离开关操作时对操作行程进行限位。该型式手动操作隔离开关，其闭锁销子设置在操作手柄根部下方，通过钢丝弹簧固定在隔离开关转动柱上，靠闭锁销子钢丝弹簧实现闭锁和限位。由于闭锁销子较长且裸露在外，钢丝弹簧在长期的运行中容易锈蚀卡死或失效，闭锁销子容易发生断裂或锈蚀卡死，闭锁失效的问题严重。

操作时，用手向侧面按下闭锁销子的尾部，销子的头部限位卡头抬起，闭锁及限位功能打开，此时即可操作（拉开或合上）隔离开关，操作到位后闭锁销子的头部在钢丝弹簧的作用下，回到闭锁及限位卡孔中，实现闭锁、限位作用。在隔离开关的根部有五防锁的锁孔，将闭锁销子上五防锁对闭锁销子固定锁住，达到锁闭隔离开关的目的。

在隔离开关已经加挂五防锁的情况下，出现以下3 种情况：①闭锁销子从五防锁中脱出（图1）。闭锁销子会从五防锁内脱出，五防锁锁不住闭锁销子，因此闭锁失效。②五防锁锁不死闭锁销子（图2）。闭锁销子锁在五防锁内，但是闭锁销子的移动空间仍然较大，仍然可通过按下闭锁销子操作隔离开关，因此闭锁失效。③五防锁未锁住闭锁销子（图3）。闭锁销子没有锁住，直接不在五防锁内，可直接向侧面按下闭锁销子操作，因此闭锁失效。以上3 种无效闭锁形式，隔离开关均是上了五防锁的状态，但是未能锁住隔离开关，归属五防闭锁失效的状态，在电力系统违章归类中是“A 类违章”，是被禁止的。长期的运行经验证明，该型式手动操作隔离开关的闭锁销子不满足安全运行需要，达不到防误闭锁功效，经常出现无效闭锁现象，因此，必须对该型式手动操作隔离开关的防误闭锁装置进行改良[2]。

图1 闭锁销子从五防锁中脱出

图2 五防锁锁不死闭锁销子

图3 五防锁未锁住闭锁销子

临时处置措施如下：在隔离开关的根部采取临时措施加装简易锁销，将隔离开关闭锁销子卡死，然后再上五防锁来满足闭锁功能，各地供电系统的做法不尽相同，样式繁多。虽然可以起到闭锁功能，但是容易锈蚀卡死且很不规范[3]。

3 变电站隔离开关闭锁及处置

3.1 隔离开关防误操作闭锁模式

电网公司制定了电气操作票管理规定，操作导则，电力安全工作规程等规章制度和要求，规范运维人员的操作规矩，在设备停电、送电操作中，严格执行“五防”规定。设备生产厂家对设备本身就有防误操作措施，在发生误操作时设备能拒动。隔离开关的防止误操作措施有电气闭锁、机械闭锁、五防闭锁等模式。

3.2 机械闭锁

机械闭锁是在隔离开关、接地刀闸机构一体，通过一次设备之间机械互相制约达到“我动你不动”的闭锁要求，隔离开关在合上位置，由隔离开关的限位机械卡板限制接地刀闸机械传动杆，实现隔离开关闭锁接地刀闸操作，或当接地刀闸在合上位置，由接地刀闸的限位机械卡板限制隔离开关机械传动杆，实现接地刀闸在合上位置时不允许隔离开关操作规定，以相互制衡完成防误操作的目的。

3.3 电气闭锁

电气闭锁在安装时就完成了的。利用隔离开关在合上或拉开情况下，取其二次辅助装置对应的触点、配合接地刀闸、开关及其他相关辅助限位器的辅助触点，把体现相应位置的二次辅助触点串联起来形式一个闭锁条件，再串接到隔离开关的电气控制回路中，当串接的辅助触点反应的位置满足闭合（或断开）条件时电气二次回路接通，隔离开关的控制回路就通电，反之，当串接的辅助触点反应的位置有一个不满足条件，隔离开关的操作控制回路不通电，实现隔离开关电气操作回路闭锁。

3.4 五防闭锁

在后台监控机和五防机进行通信，由后台监控机将采集到的隔离开关、接地刀闸、开关位置信息发送至五防机系统，在五防机实现电气间隔的电气设备操作流程，运行人员在五防机上进行电气设备模拟预演操作流程正确，将模拟预演正确的操作流程传递到五防钥匙，拿上解锁钥匙现场打开五防锁具，实现在电气和机械闭锁的基础上的操作闭锁。

3.5 隔离开关误操作成因

目前，隔离开关的电气闭锁、机械闭锁、微机防误闭锁等功能已近于完善，各种规章制度健全，电气设备操作时均有章可循。然而仍有误操作发生，成因关键在于人在刚性执行相关规程制度标准上不够坚决，设备仍然存在装置性缺陷未能彻底解决。

3.6 误拉、误合隔离开关的处置

当误合隔离开关时，在任何情况下，均不允许重新拉开，只能用断路器断开该设备，方可将误合的隔离开关拉开；当误拉隔离开关时，对采用绝缘拉杆（杠杆式）传动装置的隔离开关误拉时，应迅速拉开，不允许再合上；电动操作的隔离开关，当弧光已切断后，不许再合上，但当操作初期就发现时，应迅速按下合闸按钮，使其合上避免事故；对三相单独操作的隔离开关，一相误拉开后，其他两相应停止操作；用齿轮或涡轮传动的隔离开关，可在刚拉开2～3mm 就发现错误时，再迅速合上，若弧光已切断，则不许再合上。

4 一种手动操作隔离开关防误闭锁装置

目前，变电站敞开式布置的电气设备接线中，隔离开关操作机构有两种，一种是电动操作机构（可转为手动操作），设置在机构箱内，可实现远方或就地操作。一种是纯手动操作机构，操作机构无机构箱，只能就地手动操作。通常在隔离开关、接地刀闸的操作机构箱门上或纯手动操作机构上加挂机械五防编码锁（俗称五防挂锁）。近年来正在逐步改进将电动隔离开关、接地刀闸的操作机构箱门上五防挂锁转移到操作机构箱内，加装五防电编码锁。对于纯手动操作机构的隔离开关只能够在操作机构的操作把手的根部加挂五防机械编码锁。

有一种隔离开关其闭锁方式是采用钢丝弹簧控制闭锁销子进行闭锁及操作行程限位，在该型式的隔离开关操作把手的根部加挂五防锁具实现五防闭锁，这种型式的隔离开关经现场运行证明，不满足闭锁条件，现场闭锁无效的问题严重。

为了解决变电站纯手动操作隔离开关防误闭锁无效的问题，研究一种手动操作隔离开关防误闭锁装置（图4）替换老旧失效的闭锁方式，确保手动操作隔离开关防误闭锁实时有效，确保一次设备的安全可靠运行，提升设备安全管理。

图4 手动操作隔离开关防误闭锁装置

手动操作隔离开关防误闭锁装置包括闭锁卡槽、闭锁操作杆、操作手柄、防误操作盖子及锁孔等组件。卡槽固定于装置主要控件上，闭锁卡槽可旋转，可横向进行调节。闭锁操作杆与操作手柄连接，固定于装置上[4]。

拉合手操隔离开关时，通过操作操作手柄向隔离开关内侧拉动闭锁操作杆使闭锁销子尾部向隔离开关内侧移动，闭锁销子的头部限位及锁头从限位锁孔离开，轻微操作隔离开关使其移动远离锁孔，则闭锁销子的头部限位及锁头离开限位锁孔，操作操作把手放开卡槽，闭锁销子靠自身钢丝弹簧的作用下随隔离开关操作传动杆移动。当操作到位后闭锁销子的头部限位锁头在自身的弹簧作用下，回到限位锁孔中。通过操作把手操控闭锁操作杆对闭锁卡槽进行控制使闭锁卡槽旋转，并进行微动调节卡槽的松紧度，达到锁死闭锁销子的功效，盖上防误操作盖子，锁上五防锁，隔离开关的拉开或合上的操作结束，实现实时有效的闭锁功能[5]。

本防误闭锁装置的有益效果：将现有技术中那种通过五防锁和具备闭锁及限位功能的销子配合将操作手柄锁定的传统方式（容易产生无效闭锁）改为将能够控制操作手柄卡槽转动的主动组件隐藏在防误闭锁器内部，不打开防误操作盖子是不能对控制操作手柄本身进行操作，有效防止隔离开关误操作发生和闭锁失效的现象。只有通过打开五防锁将防误操作器盖子打开，才能对卡槽进行操作，才能操作闭锁销子。在五防锁具上锁的情况下闭锁销子始终处于锁定状态，并且闭锁操作杆始终隐藏在固定罩的内部，便于安全管理。

5 结语

研究一种手动操作隔离开关防误闭锁装置，通过安装在隔离开关操作手柄的根部，通过操作手柄控制操作组件对卡槽的位置进行调节其位置、方向，达到控制闭锁销子横向移动和对闭锁销子进行固定锁死的目的。最终达到彻底消除闭锁失效的功效，加强现场隔离开关防误闭锁的安全管理。