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用于成套开关设备的联锁装置设计

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摘要：介绍了用于成套开关设备的联锁装置设计方案，通过优化的传动方案实现开关设备内部元件的程序化联锁功能，可满足标准要求的开关设备“五防”要求。

关键词：断路器；开关柜；联锁装置；“五防”要求

1引言

高压开关柜的“闭锁”功能是保证电力设备和系统安全运行、确保设备和人身安全、防止误操作的重要技术措施。DL/T404-2007《6kV~40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》对此作了明确的规定：

a．防止误分、合断路器；

b．防止带负荷分、合隔离开关；

c．防止带电挂（合）接地线（接地刀闸）；

d．防止带接地线（接地刀闸）合闸；

e．防止误入带电间隔；

上述五项防止电气误操作的内容，简称“五防”。

目前国内10kV箱式固定式开关柜内配10kV真空断路器。然而如何实现这种组合产品的“五防”要求的设计，有不同的解决办法，但是目前的方法多不能可靠的、有效的解决“五防”功能的设计要求。

本文就如何可靠地、有效地实现真空断路器配固定式开关柜的“五防”联锁功能的设计要求，而提出一种新的设计方案。

2总体方案设计

2.1X10kV箱式固定式开关柜概述

10kV箱式固定式开关柜（以XGN2-10为例进行说明）适用于3．6～12kV交流三相50Hz单母线系统作为接受与分配电能之用。该产品为全金属封闭结构，外壳防护等级为IP2X。主开关采用一体式真空断路器，可配弹簧操动机构获永磁操动机构。具有集中布置的机械五防联锁装置。XGN2-12型开关柜可双面维护，前面检修继电器室的二次元件，维护操动机构、机械联锁、传动部分及检修断路器；后面检修及维护主母线、电缆终端、旁路母线、联络母线与旁路操动机构等。在断路器室和电缆室均装有照明灯。前后门均安装有带电显示器，后门依据方案的不同又可实现机械或电气联锁。

2.2XGN-2柜送电联锁操作原理

根据开关柜的“五防”设计要求，由开关柜本身性质决定，XGN2必须满足以下操作要求：

只有当前后门全部关闭锁定，断路器操动机构处于断开位置，才能分开接地开关；接地开关打开后，才能操作上、下隔离开关到闭合位置；若断路器处于闭合位置则无法进行隔离开关的通断操作；上、下隔离开关闭合后，才闭合断路器，即可完成送电操作；只有当断路器处于断开位置，才能操作上、下隔离开关到断开位置，在隔离开关打开后才能操作接地开关到闭合位置；只有当接地开关接通后，才能打开前后门进行检修。

2.3XGN-2柜送电联锁操作程序

出线柜送电联锁操作程序（出线柜带上隔离开关、上接地开关、下隔离开关和下接地开关）：

送电前检查→关后门→JSN（W）1程序锁锁定，取出钥匙（若没关后门，则后门上的程序锁钥匙无法取出）→前门内程序锁解锁→关前门（若没关前门，则后门上的程序锁钥匙无法取出）→JS→XGN手柄扳到分断位置（若前门没关好，则无法将手柄扳到分断位置）→断开上接地开关→断开下接地开关→闭合上隔离开关（在JS—XGN机械闭锁内有类似齿条状的机构使只有分了上、下接地开关之后才能闭合隔离开关）→闭合下隔离开关→JS→XGN手柄扳到工作位置（JS—XGN机构内齿条，只有当隔离开关合闸后手柄才能扳到工作位置）→断路器接通（柜内设计有一个连杆机构，当JS—XGN手柄扳到分断或检修位置时，连杆下压断路器的断开按钮，使断路器始终处于断开状态。只有JS—XGN扳到工作位置时，断路器才能闭合）→送电。

送电操作流程图如图1所示：

图2

本装置的特点还在于结构简单，通过很少的零件，就能实现要求。通过一套零件同时实现断路器在合闸位置不能操作隔离开关和开关柜在分断闭锁位置不能合断路器的要求。

3关键技术

本新型联锁的实现原理图，如图4所示，在操作XGN2开关柜机械闭锁装置9由工作位置顺时针旋转到分断闭锁位置时，机械闭锁装置9通过接头1、联锁导杆2推动联锁轴3转动，联锁轴3的转动推动断路器联锁片7向上运动，断路器联锁片7推动连扳10向上运动，通过连接杆11将断路器合闸半轴12锁定，防止断路器断路器在分断闭锁位置时合闸。

同时若断路器处在合闸位置（断路器联锁轴13处于A位置），断路器联锁轴13将压住连扳10，使得连扳10无法运动，由于连接为刚性连接，这样机械闭锁装置9就无法进行顺时针转动（即机械闭锁装置无法从工作位置转到分断闭锁位置）可防止断路器合闸时操作隔离开关。

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-全文完-