35kV户内铠装开关柜移动式安全隔离柜门研制及应用.pdf

1、 2018 年 中国电机工程学会年会论文集-1-35kV 户 内 铠 装 开 关 柜 移 动 式 安 全 隔离柜门 研 制 及 应 用 贺 政，袁晓霞 国 网 庆 阳 供 电 公司，甘 肃庆 阳 市 西 峰 区 马莲 河 大 道 23 号 邮编 745000 35kV Development and application of mobile safety isolation cabinet door for indoor armored switch cabinet HE Zheng,YUAN Xiao-xia Qingyang Power Supply Company of State G

2、rid Corporation of China,No.23Gansu Ma Lian river avenue Xifeng District,Qingyang,Zip code745000 ABSTRACT:At present，35kV Armored removable switchgear has been widely used，This type of removable switch cabinet uses vacuum circuit breakers，and is installed on the breaker handcart，During operation,the

3、 handcart of the circuit breaker is pushed into the switch cabinet,and the locking shaft of the handcart is inserted into the lock hole of the lateral locking block of the cabinet body when in the operating position state，The position of the running state is fixed.When the circuit breaker is overhau

4、led and tested,the circuit breaker handcart shall be pulled out to the outside of the cabinet,and the panel of the circuit breaker handcart shall be the closed cabinet door of the handcart room.However,due to its design reasons,when the handcart of the circuit breaker is pulled out,an empty channel

5、is formed at the original handcart position.the live bus and outgoing static contacts in the handcart room are separated only by the metal isolation baffle in the cabinet,thus losing effective physical isolation measures.At this time,there is an electric shock accident caused by maintenance personne

6、l entering the handcart room.This paper demonstrates the current situation of 35kv indoor armored switchgear,the danger points,the necessity of developing mobile safety isolation cabinet door and its practical application after production,which provides effective guarantee for the safe production of

7、 power transformation specialty.the practical results achieved in improving equipment safety level,professional safety management ability,and maintenance work safety guarantee have good popularization and application value.KEY WORD:armored switch cabinet;Mobile;Isolation cabinet door;Development and

8、 application 摘 要：目前，35kV 铠 装 移 开 式 开 关 柜 已 得 到 大 面 积 普及 运 用，该 类移 开 式开 关柜 使用 真 空断 路 器，安 装 于断 路 器手 车 上，运 行时，断 路器 手 车推 入 开关 柜，在运 行 位置 状 态时 由 手车 的闭 锁轴 插 入柜 体 横向 锁 定 块的 锁 孔 内，实 现 运 行 状 态 的 位 置 固 定。当 断 路 器 检 修、试 验 时，需 将断 路 器手 车拉 出至 柜 体外 部 进行，断 路器手车面板即为手车室封闭柜门。但 由 于其 设计 原因，当断 路器手 车 拉出 后，在原 手车 位 置形 成 一个 空 的

9、通 道，手车 室 内部 带 电母 线、出线 静 触头 仅 由柜 内 的金 属隔 离 挡 板 隔开，失去 有 效 的物 理 封闭 隔 离措 施。此 时，即存 在 检修 人 员误 入 手 车室，造成触电事故。本文通过论证 35kV 户 内 铠 装 开 关 柜 的 运 行 现 状、危险 点 及研 制“移 动 式安 全隔 离柜 门”的 必 要性 和 制 作后 的 实 践 应 用，为 变 电 专 业 安 全 生 产 提 供 了 有 效 保 障，在 提 高设 备 安全 水 平、专业 安全 管 理能 力、检 修 工 作安 全 保障 等 方面 取 得的 实际 成效，具有 良 好的 推 广 及应用价值。关 键

10、词：铠 装 开 关 柜；移 动 式；隔 离 柜 门；研制应用 1、引言 目 前，10-35kV 金 属 铠 装 开 关 柜 由 于 其 自身 设 计 中 即 完 善 了 防 误 操 作 断 路 器、防 带 负 荷拉 刀 闸（防 带 电 合 接 地 开 关、防 带 接 地 送 电、防 误 入 带 电 间 隔）等 五 防 功 能，同 时，配 用 真空 断 路 器，减 少 了 日 常 检 修、维 护 工 作 量，而且 该 类 开 关 柜 有 占 地 面 积 少、接 线 组 合 方 式 灵活、各 原 件 互 换 性 能 好、外 壳 及 各 隔 室 防 护 等 2018 年 中国电机工程学会年会论文集-

11、2-级 高 等 优 势，在 电 网、用 户 配 电 系 统 中 得 到 广泛 应 用。35kV 铠 装 移 开 式 开 关 柜 按 照 其 设 计、用 途分为 4 个 相 互 独 立 的 隔 室：手 车 室、主 母 线 室、继 电 器 室 和 出 线 室（电 缆 室）。其 中 手 车 室 是 开 关 柜 断 路 器 手 车（电 压 互感 器、隔 离 手 车 等）运 行、试 验 状 态 时 使 用 的空 间；主 母 线 室 用 于 布 置 开 关 柜 母 线；继 电 器室 用 于 安 装 二 次 保 护 装 置、控 制 电 缆 敷 设、各种 控 制 把 手、空 气 开 关、仪 表 等 原 件 安

12、 装；出线 室（电 缆 室）用 于 安 装 进、出 线 电 缆 终 端、电 流 互 感 器、接 地 开 关 等 部 件。开 关 柜 结 构 如图 1 所 示：图 1：35kV 铠 装 开 关 柜 结 构 示 意 图 在 该 类 开 关 柜 设 计 中，开 关 柜 进、出 线 间隔 运 行 时，将 断 路 器 手 车 推 入 开 关 柜，由 手 车侧 面 安 装 的 推 动 机 构 推 动 金 属 隔 离 挡 板 连 杆，打 开 金 属 隔 离 挡 板，开 放 母 线、出 线 静 触 头 筒式 绝 缘 套 管 通 道，随 手 车 推 进，实 现 手 车 开 关与 母 线、出 线 的 连 接。断

13、路 器（电 压 互 感 器）检 修 时，手 车 拉 出 至 试 验 位 置（手 车 部 分 拉 出至 开 关 柜 柜 体 外）或 检 修 位 置（手 车 全 部 拉 出至 开 关 柜 柜 体 外）时，金 属 隔 离 挡 板 失 去 推 动机 构 的 保 持，在 复 位 弹 簧 的 作 用 下，恢 复 初 始状 态，隔 离 母 线、出 线 静 触 头 筒 式 绝 缘 套 管，实 现 带 电 部 分 与 外 部 的 隔 离。当 手 车 拉 出 至 检 修 位 置 时，由 于 其 设 计 原因，存 在 以 下 安 全 隐 患：该 类 开 关 柜 手 车 面 板设 计 同 时 作 为 开 关 柜 柜

14、门 使 用，当 手 车 拉 出 至检 修 位 置 时，在 原 手 车 位 置 会 形 成 一 个 空 的 通道，手 车 室 内 部 带 电 母 线、出 线 静 触 头 仅 由 柜内 的 金 属 隔 离 挡 板 隔 开，失 去 有 效、可 靠 的 物理 封 闭 隔 离 措 施，带 电 部 位 在 手 车 室 仅 仅 依 靠隔 离 挡 板 与 外 部 隔 开，同 时 隔 离 挡 板 的 推 动 机构 也 暴 露 在 手 车 室 内，有 工 作 人 员 触 碰、误 碰打 开 隔 离 挡 板 的 可 能。此 时，即 存 在 检 修 人 员进 入 手 车 室，造 成 人 身 触 电 事 故 的 重 大

15、安 全 隐患。手 车 处 于 检 修 位 置 时 开 关 柜 手 车 室 如 图 2所 示：图 2：手 车 检 修 位 置 时 手 车 室 形 成 通 道 2、研 制 35kV 户 内 铠 装 开 关 柜 移 动 式 安全 隔 离 柜 门 的 必 要 性 2.1 设 备 运 行 现状 分 析 此类 35kV 开 关 柜 断 路 器 手 车 为 移 开 式，在 开 关 手 车 出 车，手 车 处 于 检 修 位 置 时，手 车室 空 间 直 接 开 放，无 任 何 可 靠 的 隔 离 措 施，运维 人 员 现 场 布 置 的 安 全 措 施 仅 能 完 成 只 具 备 警示 作 用 的 临 时

16、安 全 围 栏、遮 拦 等，不 能 可 靠、有 效 的 采 用 物 理 隔 离 的 方 案 封 闭 手 车 室 柜 门，不 能 刚 性 阻 挡 工 作 人 员 进 入 手 车 室，存 在 极 大的 人 身 安 全 隐 患。同 时，在 断 路 器 检 修 过 程 中，由 于 高 压 室 空 间 限 制，检 修 人 员 始 终 在 手 车 室前 部 开 展 工 作，极 易 误 入 手 车 室，靠 近 带 电 部位，现 场 布 置 临 时 安 全 围 栏、遮 拦 及 检 修 现 场 2018 年 中国电机工程学会年会论文集-3-实 际 状 况 如 图 3、图 4 所示：图 3：现 场 布 置 临 时

17、 安 全 围 栏、遮 拦 图 4：检 修 现 场 实 际 状 况 同 时，在 公 司 系 统 内，对 开 关 柜 的 操 作 在甘 肃 省 电 力 公 司：运 检 2015 99 号 文 件 国网 甘 肃 省 电 力 公 司 运 维 检 修 部 关 于 印 发 国 网 甘肃 省 电 力 公 司 两 票 管 理 规 定 的 通 知 已 有 明 确要 求：（1）第 5.9.5.1 条 规 定 必 须“将 XXX 小车 开 关 柜 门 已 闭 锁，并 悬 挂 止 步，高 压 危 险 标 示 牌，严 禁 开 启”填 入 工 作 票；（2）第 5.9.5.2条 规 定，手 车 开 关 拉 出 后，在 工

18、 作 票 保 留 带 电部 分 中 必 须 注 明“XXX 小 车 开 关 柜 门 已 闭 锁，并 悬 挂 了 止 步，高 压 危 险”标 示 牌，严 禁 开启”。该 类 开 关 柜 手 车 面 板 设 计 同 时 作 为 开 关 柜柜 门 使 用，不 满 足 各 项 安 全 管 理 和 现 场 安 全 管控 要 求。必 须 采 取 有 效 措 施，彻 底 消 除 该 事 故隐 患，对 开 放 的 手 车 室 实 现 刚 性 物 理 隔 离。2.2、设计的 35kV 户 内 铠装 开 关 柜 移 动 式安全隔离柜门 为 实 现 当 手 车 拉 出 至 检 修 位 置 时，对 开 放的 手 车

19、室 实 现 有 效、可 靠 的 物 理 隔 离，刚 性 阻挡 人 员 进 入 手 车 室、可 靠 封 闭 手 车 室 通 道，技术 人 员 在 充 分 分 析 该 类 开 关 柜 结 构 和 手 车 操 作流 程 后，自 主 设 计、制 作 了“35kV 户 内 铠 装 开关 柜 移 动 式 安 全 隔 离 柜 门”，实 现 了 既 定 目 标。通过对设备现状分析研究及现场模拟操作，参 照 开 关 柜 手 车 及 柜 体 结 构，设 计、制 作完 成 的 移 动 式 安 全 隔 离 柜 门 由 以 下 三 部 分 组成：隔 离 柜 门 底 盘、封 闭 面 板、柜 门 闭 锁 装 置。研 制 的

20、 移 动 式 安 全 隔 离 柜 门 结 构 如 图 5-1至图 5-4 所示：隔 离 柜 门 底 盘：参 照 现 开 关 手 车，用100的 槽钢制成 1000X500mm 的 矩 形 隔 离 柜 门 底盘，底 盘 宽 度 为 1000mm，与 原 手 车 轨 道 一 致，深 度 比 原 开 关 手 车 减 少，制 作 为 500mm，避免使 用 时 深 入 手 车 室 过 多，触 动 手 车 位 置 行 程 开关，底 盘 下 装 有 4 个 支 撑 胶 轮，以 实 现 隔 离 柜门 进、出 车 移 动 操 作。由 于 隔 离 柜 门 重 心 靠 前，为 避 免 自 身 倾 倒，在 底 盘

21、靠 封 闭 面 板 外 侧 加 装 900mm 长 的 槽 钢作 为 隔 离 柜 门 配 重，保 证 整 个 装 置 在 操 作 过 程中 稳 定、可 靠。图 5-1：移 动 式 安 全 隔 离 柜 门 底 盘 结 构 图 封 闭 面 板：封 闭 面 板 是 用 30 的 角 铁 焊 接成一个1800X1100 的 框 架，框 架 整 体 尺 寸 比 手车 室 通 道 大60mm，避 免 隔 离 柜 门 整 体 被 推 入 手车室的可能。在框 架中间 部位再水平焊接60的 槽 钢，作 为 面 板 框 架 加 强 梁，同 时 也 是隔离柜 门 闭 锁 装 置 的 安 装 支 架。整 体 面 板

22、框 架 制 作完 成 后 焊 接 在 底 盘 上，行 成 一 体 式 结 构，最 后在 框 架 上 安 装 操 作 拉 手、亚 克 力 面 板，喷 涂 警示、操 作 位 置 标 志，预 留 观 察 窗，实 现 整 体 隔 2018 年 中国电机工程学会年会论文集-4-离 柜 门 操 作、监 视 手 车 室 内 部 状 况 的 目 的。面板 框 架 尺 寸 大 于 手 车 室 框 架，杜 绝 隔 离 手 车 推进 太 深 的 危 险。图 5-2：移 动 式 安 全 隔 离 柜 门 面 板 结 构 图 柜 门 闭 锁 装 置：闭 锁 装 置 采 用 旋 转 变 直 机构 原 理，用 厚 度 10m

23、m 的 钢 板 切 割 制 作 旋 转 变直 机 构，用 16mm 圆 钢 制 作 柜 门 闭 锁 销，以保 证 闭 锁 装 置 的 强 度，杜 绝 强 制 操 作 的 可 能。旋 转 变 直 机 构 通 过 固 定 在 安 装 支 架 上 的 把手 旋 转，将 联 动 的 闭 锁 销 在 手 车 室 内 向 两 边 伸出，卡 在 手 车 室 两 侧 支 柱 内 侧，实 现 闭 锁 隔 离柜 门 拉 出 的 作 用，旋 转 变 直 机 构 采 用 圆 周 旋 转、凸 轮 变 向 的 原 理，设 计 三 个 凸 轮，实 现 90 和180 两种操 作角度可调，在闭锁销增加 长度调节孔，可实现柜门

24、闭锁销行程 50-70mm 可调，以 适 应 不 同 尺 寸 柜 体 使 用，柜 门 闭 锁 销 一端 与 变 直 机 构 凸 轮 连 接，另 一 端 做 成 锥 形，以减 少 操 作 过 程 中 的 摩 擦 阻 力。同 时，在 闭 锁 装置 旋 转 把 手 锁 定 位 置 安 装 限 位 架，当 闭 锁 把 手操 作 到 锁 定 位 后，通 过 限 位 架 固 定 操 作 位 置，并 用 五 防 锁 锁 住，杜 绝 检 修 人 员 随 意 解 锁 拉 出隔 离 柜 门 的 现 象。在 安 装 支 架 上 焊 接 10X10mm 的扁钢，作为 变 直 机 构 限 块，避 免 变 直 机 构 旋

25、 转 过 度，隔离 柜 门 闭 锁 销 操 作 过 量、不 可 靠 的 状 况。通 过 现 场 测 量，确 定 旋 转 变 直 机 构 离 开 柜门面板 420mm，保 证 其 柜 门 闭 锁 销 准 确 卡 在 手车 室 两 侧 支 柱 内 侧，在 柜 门 内 侧 两 端 安 装 18X30mm 的 短 钢 管，以 托 持 柜 门 闭 锁 销，保证 其 水 平 运 动。图 5-3：柜 门 闭 锁 装 置 结 构 图 图 5-4：旋 转 变 直 机 构 效 果 图 各 部 件 加 工 结 束 后，整 体 组 装，即 完 成 移动 式 安 全 隔 离 柜 门 的 设 计、制 作，移 动 式 安

26、全隔 离 柜 门 整 体 效 果 如 图 6 所 示：图 6：移 动 式 安 全 隔 离 柜 门 整 体 效 果 图 移 动 式 安 全 隔 离 柜 门 整 体 制 作 完 成 后，在实 践 使 用 中，当 开 关 手 车 拉 出 至 检 修 位 置 后，立 即 将 移 动 式 安 全 隔 离 柜 门 推 入 手 车 室，封 闭手 车 室 通 道，然 后 将 柜 门 闭 锁 操 作 至 锁 定 位 置，锁 定 隔 离 柜 门，并 用 五 防 锁 锁 住 闭 锁 操 作 把 手，实 现 可 靠、有 效 物 理 隔 离 封 闭 手 车 室 柜 门 的 要求。通 过 科 学 设 计 绘 制 图 纸、

27、实 地 测 量 数 据，充 分 论 证 设 计 可 行 性 后，研 制 出“35kV 户 内 铠 2018 年 中国电机工程学会年会论文集-5-装 开 关 柜 移 动 式 安 全 隔 离 柜 门”，能 够 满 足 现 场检 修 安 全 措 施 布 置、各 类 安 全 管 理 规 程、文 件的 要 求。3、应 用 效 果 分 析 3.1 现 场 应 用 情况 及 安 全性 验 证：隔 离 柜 门 研 制 成 功 后，首 先，通 过 公 司 安监 部、运 检 部 联 合 安 全 验 收，并 在 变 电 站 典 型操 作 票 中 写 入“将 柜 门 封 闭 手 车 推 入 手 车 室 并用 五 防

28、锁 锁 住”的 操 作 项 目。验 收 审 批 及 典 型 操 作 票 如 图 7-1、图 7-2 所 示：图 7-1：验 收 审 批 单 图 7-2：110kV 彭 原 变 典 型 操 作 票 随 后，在 2018 年 5 月 23 日、庆 阳 供 电 公司 110kV 彭 原 变 检 修 现 场，工 作 人 员 进 行 现 场使 用，在 断 路 器 手 车 拉 出 至 检 修 位 置 后，将 移动 式 安 全 隔 离 柜 门 推 入 手 车 室，然 后 将 隔 离 柜门 闭 锁 操 作 至 锁 定 位 置，锁 定 隔 离 柜 门，用 五防 锁 锁 住 闭 锁 操 作 把 手。现 场 应 用

29、 如 图 8-1、8-2 所示：图 8-1：隔 离 柜 门 推 入 封 闭 开 关 室 通 道 图 8-2：柜 门 解 锁 把 手 用 五 防 锁 锁 住 随 后，工 作 人 员 实 地 检 查 了 隔 离 柜 门 的 应用 情 况 和 可 靠 性：3.1.1 隔 离 柜 门 推 入 后，对 手 车 室 柜 门 封 闭彻 底，四 周 结 合 紧 密，无 工 器 具、材 料 掉 入 的可 能，彻 底 封 堵 柜 门 通 道。3.1.2 检 修 人 员 试 验 强 制 拉 开 隔 离 柜 门，由于 隔 离 柜 门 整 体 框 架 采 用 槽 钢、角 钢 焊 接 制 成，柜 门 闭 锁 销 使 用

30、16mm 圆 钢，整 体 结 构 不 会被 人 力 破 坏，隔 离 柜 门 不 能 拉 出，满 足 可 靠 固定、封 堵 的 要 求。3.1.3 隔 离 柜 门 面 板 使 用 厚 度 5mm 的亚克操 作 把 手用 五 防 锁锁住 2018 年 中国电机工程学会年会论文集-6-力 材 料 制 作，该 材 料 参 数 达 到 冲 击 强 度 16kg/cm3，拉升强度61kg/cm3，可保证在人员或 机 械 设 备 误 碰、倾 倒 的 情 况 下 不 发 生 损 坏、破 裂 现 象，安 全 性 能 满 足 应 用 要 求。3.1.4 将闭 锁操作 把手 用五防 机械 锁锁住后，把 手 只 能

31、在 解 锁 方 向 旋 转 约 10 左 右，不能 打 开 隔 离 柜 门 闭 锁 销；在 向 锁 定 方 向 旋 转 时，由 于 有 变 直 机 构 限 位 的 作 用，不 能 旋 转，整 体闭 锁 牢 固、可 靠。3.2 使 用 移 动 式安 全 隔 离柜 门 达 到 的 效 果：3.2.1 隔 离 柜 门 在 手 车 室 锁 定 后，可 靠 封 闭了 手 车 室 通 道，将 带 电 部 位 与 外 部 检 修 人 员 活动 场 所 物 理 隔 离 的 目 的，刚 性 阻 挡 人 员 进 入 手车 室。3.2.2 通 过 隔 离 柜 门 锁 定，满 足 了 文 件 要 求的“将 小 车 开

32、 关 柜 门 闭 锁，严 禁 开 启”和“小车开 关 柜 门 已 闭 锁，并 悬 挂 标 示 牌”的 规 定。3.2.3 在 隔 离 柜 门 制 作 过 程 中 即 完 成 了“止步、高 压 危 险”和“内 部 母 线 带 电，严 禁 非 运维 人 员 移 开 柜 门 封 闭 手 车”的 警 示 标 示 喷 涂，不 需 要 单 独 悬 挂 标 示 牌，极 为 醒 目 的 告 知 检 修、运 维 人 员 现 场 设 备 带 电 部 位 和 注 意 事 项，危 险点 预 控 效 果 显 著。3.2.4 隔 离 柜 门 封 闭 后，彻 底 杜 绝 了 检 修 人员 误 入 带 电 间 隔、误 碰 带

33、 电 部 位 的 隐 患，设 备安 全 管 理 水 平、专 业 安 全 管 理 能 力、检 修 工 作安 全 保 障 得 到 大 幅 度 提 升。3.2.5 隔 离 柜 门 设 计 中，在 面 板 上 预 留 了 观察 窗，采 用 透 明 亚 克 力 材 料 制 作，在 封 闭 手 车室 后，方 便 运 维、检 修 人 员 观 察 手 车 室 内 部 隔离 挡 板 封 堵 和 内 部 各 元 件 的 状 态 和 运 行 情 况。现 场 实 践 应 用 证 明，使 用 移 动 式 安 全 隔 离柜门，能 够 可 靠 封 闭 手 车 室，实 现 物 理 隔 离 带电 部 分 与 活 动 场 所 的 目 的。有 效 提 高 了 设 备 安全 管 理 水 平 和 危 险 点 预 控 落 实 效 果，保 证 了 检修 人 员 工 作 的 安 全 性，为 安 全 开 展 检 修、运 维工 作 提 供 了 有 力 保 障，极 大 的 提 高 了 整 体 变 电运 维、检 修 工 作 的 安 全 性。作 者 简 介：贺政 职 称：高 级 技 师；研 究 方 向：变 电 一 次 设 备 检 修、安 全 管理。袁 晓 霞 职 称：高 级 技 师；研 究 方 向：变 电 运 维 管 理。