故障接地機構(gòu)機械程序鎖的設(shè)計與應(yīng)用

閆 嬙 牛信強 黃 婷 趙 聰 周藝璇

（西安西電高壓開關(guān)操動機構(gòu)有限責任公司）

0 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電網(wǎng)電壓等級提升、電網(wǎng)規(guī)模擴大等，對電網(wǎng)運行安全性提出了更高的要求。電網(wǎng)公司也依據(jù)《國家電網(wǎng)公司防止電氣誤操作安全管理規(guī)定》、《國家電網(wǎng)公司電力安全運行工作規(guī)程》等相關(guān)要求，為提升電網(wǎng)的安全運行等級制定了相對應(yīng)的安全措施。根據(jù)對電力系統(tǒng)運行安全事故的梳理，誤操作是相對較典型且較頻繁的電力事故，會造成人員和財產(chǎn)的損失。對于誤操作問題，現(xiàn)在普遍采用的是電氣聯(lián)鎖、電磁閉鎖等防誤操作方式，在某地區(qū)電網(wǎng)對其匹配的故障接地開關(guān)操作機構(gòu)，要求在滿足電氣聯(lián)鎖、電磁閉鎖、機械閉鎖的基礎(chǔ)上，增加機械程序鎖模塊，進一步提高電網(wǎng)的運行安全［1］。

1 機械程序鎖及其操作簡介

機械程序鎖的規(guī)格及相應(yīng)的聯(lián)鎖方式可以根據(jù)用戶要求進行選購，主要包括純機械程序鎖和機械電氣組合程序鎖。機械程序鎖一般采用不銹鋼材質(zhì)或者表面經(jīng)過特殊處理，防腐性能好，可在戶外長期運行。程序鎖鑰匙上有編號，與程序鎖具有唯一對應(yīng)性［2］。另外，機械程序鎖操作具有如下優(yōu)缺點：

優(yōu)點： （1）操作程序邏輯性強，容易被運維人員接受及推廣使用；

（2）消除了運維人員因責任心不強、業(yè)務(wù)不熟悉、不遵守操作規(guī)范等造成的誤操作隱患；

（3）增加了多重保險，保證在電氣聯(lián)鎖、電磁聯(lián)鎖失效的情況下還能起到防誤操作的作用。

缺點： （1）對于故障接地操作機構(gòu)原組成模塊而言，增加了結(jié)構(gòu)的復雜程度；

（2）在電站倒閘、停電運維過程中，操作程序復雜化。

2 故障接地機構(gòu)機械程序鎖模塊結(jié)構(gòu)及原理

2.1 機械程序鎖原理概述

某地區(qū)要求增加的機械程序鎖由用戶選定提供，其采用安裝孔安裝。當變電站正常運行時，鎖桿伸出鎖孔，其作用是限制故障接地機構(gòu)動作，此時，鑰匙可拔下放入用戶要求的指定位置。當變電站維修或倒閘時，按外部聯(lián)鎖程序要求，插入鑰匙向相反方向轉(zhuǎn)動，鎖桿縮入鎖孔，此時鑰匙無法拔下。機械程序鎖結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 故障接地開關(guān)機構(gòu)箱操作門的設(shè)計概述

一種故障接地開關(guān)機構(gòu)箱側(cè)面位置設(shè)置了便于打開的操作門，操作門的位置及大小依據(jù)機械程序鎖安裝的位置及操作人體學進行設(shè)置［3］。操作門采用鉸鏈結(jié)構(gòu)安裝，實現(xiàn)了操作門的活動式結(jié)構(gòu)；操作門的碟型螺母結(jié)構(gòu)增加了操作門打開與關(guān)閉的便利性。根據(jù)機械程序鎖的外形尺寸及操作空間，對機構(gòu)箱上的操作門高度進行了核算，保證不會出現(xiàn)因干涉等問題造成的無法關(guān)閉操作門的情況。操作門內(nèi)部采用氣囊式密封圈架構(gòu)，可有效起到防護的效果。故障接地開關(guān)機構(gòu)箱如圖2所示。

圖2 故障接地開關(guān)機構(gòu)箱

2.3 故障接地開關(guān)的機械防誤操作實現(xiàn)原理

從人體學方面考慮，為使操作人員插拔鑰匙方便，根據(jù)機構(gòu)的安裝位置及方向，機械鎖豎直安裝且鎖孔向上為最優(yōu)位置。彎板安裝固定機械程序鎖。拐臂通過扁型結(jié)構(gòu)固定在主軸上，動作方向與故障接地機構(gòu)輸出軸保持一致。拐臂為直角型異形結(jié)構(gòu)，其中一直角邊端部開設(shè)U型槽，其作用是提供機械鎖鎖桿工作位置。故障接地機構(gòu)起始位置為分閘位置，當機械鎖滿足外部要求的聯(lián)鎖邏輯后，鎖桿伸出機械鎖鎖孔并插入異形板U型槽時，此時異形拐臂在鎖桿的阻擋下，無法轉(zhuǎn)動，從而故障接地機構(gòu)無法進行合閘操作［4］。當因外部聯(lián)鎖要求，故障接地機構(gòu)在合閘位置時，異形板的另一直角邊為完整結(jié)構(gòu)，對機械鎖鎖桿上下運動起到阻擋限位作用，使其無法伸出鎖孔，從而防止操作人員異常操作造成對故障接地機構(gòu)在合閘位置的異常鎖定。故障接地開關(guān)的機械防誤操作實現(xiàn)原理如圖3所示。

圖3 故障接地開關(guān)的機械防誤操作實現(xiàn)原理

3 結(jié)束語

按照某地區(qū)用戶的要求，對故障接地開關(guān)增加了機械程序鎖模塊，該方案得到了用戶的認可，并在變電站項目中進行了應(yīng)用。通過該方案的執(zhí)行，實現(xiàn)了預期的防誤操作聯(lián)鎖功能，在操作上還具有如下優(yōu)點：

（1）鉸鏈式的活頁門增加了操作的便利性，且特殊的密封結(jié)構(gòu)保證了其防護等級；

（2）特殊的異形拐臂結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)雙位置的防誤操作保護，即：故障接地機構(gòu)禁止操作位置的防誤操作和可操作位置的防誤操作功能。