双电源供电高压进线柜机械互锁的改进方案

一．问题的提出：
为了确保配电室的安全运行，提高医院供电可靠性，防止双电源进线并网事故的发生，在操作隔离开关上设置机械互锁，是防止误操作等事故发生的有效而可行的手段。

医院为一级用电户，为保证我院供电的可靠性，我院新建配电室（容量为630+630KVA）采用双电源供电，一路从110KV北郊变10KV城西线供电，另一路从110KV西郊变西环线供电。电源进线柜采用两面GG-1A(F2)-07ZT高压开关柜，为防止两路电源电网因误操作而并网事故的发生，两面高压开关柜的隔离开关（GG19-10C/400A）的操作机构CSS-1T机构采用机械程序锁闭锁及互锁，按原设计这种机械程序锁闭锁和互锁是合理的，但在新配电室投运使用的近半年时间里，却出现了多次因高压隔离开关倒闸操作故障而造成无法正常及时供电和损坏操作机构部件事故的发生，停电时间最长达1小时左右（2002年10月17日晚）。所幸未造成操作人员和病人伤亡，但给医院造成很坏的影响。为此配电室操作人员受到了处罚，班组及科室也受到不同程度的影响。

造成事故发生的原因就是由于这种机械程序锁开锁关锁非常不便力，和因使用这种机械程序锁锁而使倒闸操作程序复杂致使倒闸操作不能正常操作而造成的。由于种种原因，我院新建配电室时未采用微机自动控制和电气防误互锁，而采用了这种机械防误闭锁和互锁，现发生了这种问题，要将这种机械防误改为电气防误或微机控制，对医院这种特殊用电户来说是不可能的，因为医院不能长时间停电（几天十天）来改造高压配电柜操作结构，鉴于这种情况，我只能从原设计入手，看能不能设计出一套改进方案，既在较短的时间内改变操作结构（1~2小时），又能解决实际问题。

二．分析问题原因：
我们先来看看改进操作机构前使用这种机械程序锁的“高压倒电操程序”，从而了解一下这种机械程序锁的开锁和关锁程序，以便找到事故原因。


高压倒电操作程序
分闸部分
第一步：将“分闸指令牌（绿色21#）”插入“分合闸转换开关”，将“分合闸转换开关”转到“分”的位置，取下21#钥匙。

第二步：将21#钥匙放入母刀闸锁孔,转至分的位置，.微微回转拉动“插销”，拉下母刀闸。

第三步：取下母刀闸上21#钥匙插入线刀闸上21#锁孔，并扭转至“分”的位置，检查线刀闸上26#钥匙是否在“分”的位置，微微回转21#　、26#钥匙，再拉动“插销”，拉下线刀闸，取下21# 、26#钥匙。（一面高压开关柜分闸部分完成，下面再合另一面高压开关柜的隔离开关）

合闸部分
第四步：将21# 、26#钥匙插入另一面高压开关柜的线刀闸上21# 、26#锁孔，并扭转至“合”的位置，拉开插销，推合上线刀闸。

第五步：取下线刀闸上26#钥匙，放入母刀闸上26#锁孔，并扭转至“合”的位置，拉出“插销”并合上母刀闸。

第六步：取下母刀闸上26#钥匙，放入分合闸转换开关上，并转换至“合”位置立即松手，转换开关自动回弹至垂直位置。

如图所示为这种隔离开关的示意图，图中可以看出隔离开关的线刀闸和母刀闸各带一把锁,线刀闸上有两个锁孔22# 26#，母刀闸上有21#锁孔,分别用21# 26#钥匙，

去开这四把锁。分闸部分要先断开母刀闸，21#钥匙必须还在“分”的位置（否则将无法插入线刀闸的21#锁孔）,取下21#钥匙插入线刀闸的21#锁孔，线刀闸的锁必须用21#和26#钥匙相互配合才能拉开插销断开线刀闸，合闸部分先合线刀闸，再合母刀闸，同样需要21# 26#钥匙密切配合才能拉开插销合闭刀闸，从这可以看出这种机械程序锁必须密切配合，只要有一步被卡住，其他的步骤就无法进行下去，从而导致无法正常倒闸操作事故发生。

我们的操作人员被要求熟记这复杂的高压倒电操作程序，为此进行了几次培训和考试，我们还将操作程序打印后粘贴在高压开关柜的面板上，一眼就能看见，以便随时防误。按理说如此周密的安排不应该出问题，但还是未防止事故的发生，我作为电工班长看在眼里急在心头, 新建的配电室不可能再改为电气防误，只能从隔离开关的机械结构入手，看能不能既放弃使用这种机械程序锁，又能遵循高压倒电的几项原则：#p#分页标题#e#
1、两面高压开关柜的的隔离开关相互互锁。（例如：假定为A 、B两个高压隔离开关，A为合闸状态，B为分闸状态，现需要合B隔离开关，那么就必须先分断开A隔离开关，然后才能合B隔离开关，闭合B隔离开关的同时也将A隔离开关锁住，使其无法合闸）
2、分断隔离开关-----必须先分母刀闸，再分线刀闸。
3、闭合隔离开关-----必须先合线刀闸，再合母刀闸。

三．我解决问题的方案：
根据这几项原则，我经过仔细研究隔离开关的机械结构，反复思考设计出了一套改案，图示如下：

如图可以看出，首先我将原来的机械程序锁换为普通的弹簧弹力锁,又根据两个隔离开关的四个手柄上转轴处的四个穿孔设计出一个互锁插杆，互锁插杆中心有一个把手，在配电柜A、B两处安装两个套环作为互锁插杆的支撑点，在互锁插杆的两头（线刀闸和母刀闸之间的中心位置）钻两个锁孔，用手拉动互锁插杆可以在隔离开关的四个穿孔之间滑动。

这一改进方案的设计原理是依据高压倒电的几项原则而设计：
1、防误操作，将导致事故的机械程序锁换为普通弹力锁。
2、两面开关柜的隔离开关相互互锁，如图所示，我设计的互锁插杆既为保证这两个隔离开关互相互锁。（当城西线隔离开关处于闭合状态时，由于互锁插杆处于西环线隔离开关转轴穿孔处，此时西环线隔离开关无法合闸，只有先断开城西线隔离开关，拉动互锁插杆完全退出西环线隔离开关转轴的两个穿孔，退出的同时又插入城西线隔离开关转轴的穿孔，此时互锁插杆又将城西线隔离开关锁住使其无法合闸，合闭西环线隔离开关后互锁插杆也同时无法动作）

本方案的操作程序如下：（假定现在停城西线，送西环线电）
1、拉出城西线隔离开关母刀闸上弹力锁的插销，拉下母刀闸，再拉出线刀闸上弹力锁的插销，拉下线刀闸。
2、打开互锁插杆上右端的挂锁，拉动互锁插杆手柄，将互锁插杆退出西环线隔离开关转轴的两个穿孔，同时互锁插杆被插入城西线隔离开关转轴的穿孔，再将挂锁锁在互锁插杆左端城西线隔离开关线刀闸和母刀闸之间的锁孔。
3、拉开西环线隔离开关线刀闸上弹力锁的插销，合上线刀闸，再拉开母刀闸上弹力的锁插销，合上母刀闸。

本方案的改进,不仅简化了倒闸操作程序而且方便可靠，受到高压开关柜生产厂家的好评，并由生产厂家按我的设计方案来安装制作完成，至此在以后的倒电操作实际工作中再未发生操作事故，确保了配电室的安全运行，并防止双电源进线并网事故的发生，提高医院供电可靠性，实践证明在操作隔离开关上设置机械互锁，是防止误操作等事故发生的有效而可行的手段，我的这一改进方案可供与我有相同或类似情况的同行借鉴。


四．防误工作的探讨：
我国电力系统在无数次血的教训面前，结合中外电气运行的实践，为了有效防止运行电气设备误操作引发的人身和重大设备事故,早在1990年就提出了电气设备“五防”的要求，并以法规形式行文规定了电气防误的管理、运行、设计和使用原则。

五防功能是指：
（1）防止误分、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（接地刀闸）。
（4）防止带接地线（接地刀闸）合断路器（隔离开关）。
（5）防止误入带电间隔。

电气防误是建立在二次操作回路上的一种防误功能，一般通过开关和刀闸的辅助接点联锁来实现。而机械防误是建立在一次操作回路上的一种防误功能，一般通过开关和刀闸的主接点联锁来实现。

按“规定”，防误装置的设计应遵循的原则是：凡有可能引起误操作的高压电气设备，均应装设机械防误装置和相应的防误电气闭锁回路。
从这个原则出发，提出了“五防”规定，因为从误操作的过程来看，误操作有三个部分组成，运行值班人员、检修人员以及其它人员的误操作造成。 #p#分页标题#e#

针对运行人员的误操作主要发生在误拉、误合刀闸和开关，误入间隔等容易造成恶性事故。机械防误就是防止这类事故而采取的一种积极措施，它只能满足运行值班人员的操作要求，并不能完全解决检修人员和其它人员的误操作问题。对于检修人员，误操作主要发生在检修、试验过程中，故电气回路闭锁成了最后一道防线。

针对其他人员的误操作行为，主要是指对正常操作无关的人员。这类情况相对较少，但也时常发生。当无关人员处于操作台或机构箱等附近时，很有可能发生误碰从而导致误操作事故。

电气、机械防误闭锁回路是一种现场的电气和机械联锁技术, 主要通过相关设备的辅助接点联接来实现闭锁。闭锁可靠。但这种方式需要接入大量的二次电缆，接线方式较为复杂，运行维护较为困难。 一般只能防止开关、隔刀和地刀的误操作，对误入带电间隔、接地线的挂接（拆除）等则无能为力。

以上的分析和比较可知，电气、机械闭锁回路是不可或缺的，是电力系统发展过程中经过不断完善和总结，发展起来的一套行之有效的防误闭锁方法，实现起来方便、可靠，但回路复杂，，且在运行中存在刀闸辅助接点不可靠，机械机构易损坏等问题。随着计算机及网络通信技术的发展，微机自动化控制技术对变配电的要求进一步提高，传统电气机械防误闭锁方式已不能满足要求，但作为变配电自动化运用发展方向的微机自动化控制，在功能上还有待进一步完善和提高，从目前的运行情况来看，为了安全可靠起见，电气和机械闭锁回路，还应该是比较有效的防误闭锁措施。