通用刀闸二次回路故障培训装置

陆盛友

摘 要：针对变电运行人员对设备二次回路故障排查方法不熟悉的问题，研制了一种通用刀闸二次回路故障培训装置。该装置由端子箱部分、机构箱部分和电机部分组成，三个部分安装在一个便携的铝合金仪器箱内，分别模拟设备端子箱，机构箱和电机回路的功能。实践证明，该装置的应用提高了变电运行人员的读图识图和故障排查能力，提升了刀闸二次回路培训工作的效率和效果。

关键词：刀闸二次回路;变电运行;机构箱;端子箱;培训

引言

变电运行专业中，设备二次回路图的读图和识图能力是运行人员的必备技能之一，它是保证设备的日常维护、操作和事故处理能正常顺利进行的重要条件。通常，运行人员接触的都是带电设备，无法随意的触碰，使得运行人对二次回路的学习不够深入。最近几年，刀闸二次回路故障排查（以下称故障排查）成为运行专业技师考核的重要内容，提高运行人员的刀闸二次回路排障能力显得尤为重要。之前，都是利用退运的废旧刀闸机构箱来学习，但是废旧机构箱元件老化，本身就存在缺陷，无法可供正常使用，同时设备型号参差不齐难以形成系统的学习思路。另外，刀闸机构箱过于笨重，不方便移动，这些都使得运行人员的培训、学习效果大打折扣。

针对刀闸二次回路培训和学习存在的这些问题，本文设计了一种便于携带的、仿真回路和接线的、具备培训和故障排查考核功能的通用刀闸二次回路故障培训装置。

1.整体设计结构

通用刀闸二次回路故障培训装置分为三个部分。一是机构箱部分模型，包含了刀闸控制回路、操作面板、电机回路（不包含电机）和一个端子排。二是端子箱部分模型，同样具有操作面板，是机构箱部分的远端操作部分，另外还具有一个端子排。三是电机。电机独立安装在箱体的一个翻盖的二分之一空间内，单独固定。它和行程开关在一起，同时制作一个仿真刀闸动静触头以形象的表达分合闸。机构箱和端子箱均可对电机分合闸指令。

2.材料和元件

基板材料：基板是承托整个回路及所有元件的底板，以易于切割、密度大、硬度适中容易固定元件为首选，因而，本培训装置选用PVC发泡板作为基本材料，PVC发泡板使用PVC作为内心进行发泡，表面是PVC贴面。

本培训装置包含按钮、切换开关、交流接触器、行程开关、交流空气开关、电机、接线端子等元件。考虑到培训用途，元件要尽量仿真，同时这些元件大小合适，不影响小型化原则。

l按钮：带有一常开和一常闭两对接点的按钮。

l切换开关：具有“远方”和“就地”两个位置的切换开关。

l交流接触器：带有两常开和两常闭的交流接触器。

l行程开关：带有一常开一常闭的行程开关

l交流空开：一个三相380V交流空开和一个单相220V交流空开

l电机：百力盛3IK5GN-S电机，功率15W，7rpm，交流380V三相电机。

l接线端子：子弹型公母对接冷压端子

外壳箱体：为使装置便于携带和移动，我们定制了铝合金仪器箱，制作好的基板利用合页固定在箱体内，可以如开门似的开合，并可以用锁扣固定。电机直接安装在箱体内侧，不与基板一起开合，可以增加其稳固性。元件之间的导线、接线端子和公母对接冷压端子隐藏在基板背面与箱体之间的空隙之中。

3.模型制作

3.1 机构箱部分模型

机构箱部分模型包含了刀闸控制回路、操作面板和电机回路。操作面板上通过按钮、切换开关、空气开关、接触器、端子排、导线和公母对接冷压端子元件的逻辑接线，形成了部分刀闸控制回路。其中控制回路中的切换开关具有“远方”和“就地”选择功能，按钮具有能使控制回路保持通电的“自保持”功能，防止分合闸按钮同时按下导致回路短路的“互锁”功能，并添加了行程开关使得回路具有“到位断开”功能。为了使模型更具仿真性，参照真实刀闸机构加入门闭锁行程开关，当机构箱模型基板“合页”门打开时，行程开关的常闭接点会切断控制回路;还加入了“手动闭锁电动”行程开关，虽然模型不具备手动功能，可以利用该行程开关模仿打开手动操作孔的挡板，即闭锁控制回路。电机回路部分使用两个接触器用于分、合两个回路。分闸接触器通过B、C两相换线实现电机的反转。每条连接线中间使用公母对接冷压端子方便插拔模拟回路断线供学员排查。由于部分元件是镶嵌在基板当中，其正面突出基板展示给学员，其尾部接线端在基板的背面，一是能方便接线和藏线，二是能保持基板操作面的平整美观。对于隐藏在基板后面的部分端子引出到基板表面方便学员使用万用表测量。

3.2 端子箱部分模型

端子箱部分模型与机构箱部分模型类似，所不同的是增加了一个五防锁座。端子箱部分是机构箱部分的“远方”控制端，只有当机构箱部分的切换开关打在“远方”时才起到控制作用。端子箱部分还具有一个端子排，其接线参考110kV刀闸端子箱接线蓝图，其端子位置和命名都尽可能的与实际相吻合，特别的，还接入了本间隔开关、刀闸和地刀的辅助接点来模拟“外部闭锁”，以增加回路的复杂性和可考核性。与机构箱部分独占了箱体的整一个翻盖不同，端子箱部分安装在箱体的另一个翻盖上，与电机部分各占二分之一的空间。

3.3 电机部分模型

电机部分独立的安装在箱体的一个翻盖的二分之一空间上，不随基板合页一起转动。它是和行程开关在一起的，同时制作一个仿真刀闸动静触头以形象的表达分合闸。当控制回路下达分合指令时，它以每分钟7转的速度缓慢动作，转动到达位置时，仿真刀闸触头压住行程开关从而断开控制回路，整个控制过程得以完成。

3.4 总的部分

培训装置中，基板是使用合页固定在箱体上的，因此基板可以象开门一样开合。基板打开后，可以查看背后的接线和易插拔冷压端子，教员可以依此设置故障。基板通过锁扣关闭，学员只能看到操作面板的元件和引出来的测试端子，依据提供的回路图测试回路排查故障。

4 结语

通用刀闸二次回路故障培训模型的研制，解决了运行人员回路学习难、实际元器件难以接触和技能考核过程中设置故障费时费力的问题。同时兼顾了培训和考核应用两大用途。它的普及应用使的生产人员二次回路识图、读图能力以及故障排查实操能力大为提升，对生产中的故障排查工作起到极大的辅助作用。

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