SF6 绝缘真空断路器隔离设备联锁方案探讨

李彬

摘要：随着国家现代化发展，社会对电的依赖，要求供电系统可靠性更高。SF6绝缘真空断路器因其免维护的特点，在配网领域大规模使用。SF6绝缘真空断路器在检修时需要一个明显可见断开点，以保证检修人员和设备的安全。因此隔离开关的联锁方案的选择是实现SF6绝缘真空断路器免维护的关键因素，对此，本文首先阐述了密封真空断路器带隔离的基本要求，再综合对比目前的隔离设备联锁方案，最终结合现有技术提出改进思路。

关键词：SF6绝缘真空断路器，隔离开关，一体式联锁方案

SF6绝缘真空断路器（0表压的状态下，真空断路器的箱体内充满了SF6气体，对断路器的气密性要求很高）在使用过程中需要与隔离开关配合，在分闸后建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设备或线路与电源用一个明显的断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全。为了减小整体设备的体积、节省空间，目前一般一种将SF6绝缘真空断路器与隔离开关一体设计，这种设备必须确保在SF6绝缘真空断路器合闸状态时，隔离开关不能分闸，只有在SF6绝缘真空断路器分闸时，隔离开关才能进行操作（分闸或合闸）。

为了防止发生误操作，需要在SF6绝缘真空断路器与隔离开关之间设置防止误操作的联锁装置。

一、目前联锁方案有以下几种

方案一：主轴延长一体式联锁方案

本体端：将断路器内部控制分合闸的大轴延长，壳体外侧伸出，做好大轴转动的密封设计，根据大轴的转动角度安装拐臂和连杆。

隔离端：隔离架上设置长腰孔，本体端大轴上的拐臂转动带动连杆运动可在长腰孔中前后滑动，有效的将转动为前后滑动。

隔离主轴：根据隔离主轴旋转的分合位置，焊接或安装限位板。限位板与隔离架长腰孔，在正常状态分合时，是完全贯穿，不受阻碍。如非正常状态（如隔离开关分合不到位），限位板将堵塞长腰孔。

正常分闸时，断路器大轴将顺时针转动一个角度，主轴上装有的拐臂同时旋转，拐臂带动连杆在长腰孔向前移动，隔离解锁，隔离主轴可自由转动，隔离开关可自由分闸，合闸。

正常合闸时，断路器大轴将逆时针转动一个角度，主轴上装有的拐臂同时旋转，拐臂带动连杆在长腰孔向后移动，连杆将卡在主轴限位板之间，隔离主轴无法自由转动，隔离开关无法改变状态。

误操作情况1：断路器分闸时，工作人员手动合隔离开关未到位。隔离主轴的限位板转至长腰孔中，阻拦了连杆向后移动位置。工作人员操作断路器合闸时（合闸速度0.6±0.2m/s），断路器大轴将逆时针转动一个角度，主轴上装有的拐臂同时旋转，拐臂带动连杆在长腰孔向后移动，但是隔离限位板已将其移动路径完全遮挡。由于合闸速度过快，会产生强大的冲击力。轻则隔离主轴上的限位板受作用力撞击，变形或损坏，导致隔离开关失去联锁功能。重则连杆受作用力撞击，导致断路器主轴变形，影响断路器的气密性，造成SF6气体泄漏，导致真空断路器内部绝缘强度下降，无法承受过电压。

误操作情况2：断路器合闸状态，工作人员强行手动分隔离开关，由于连杆将卡在主轴限位板之间，在极端强力手动分隔离开关的情况下，隔离主轴上的限位板受作用力撞击，变形或损坏，导致隔离开关失去联锁功能。或连杆受作用力撞击，导致断路器主轴变形，影响断路器的气密性，造成SF6气体泄漏，导致真空断路器内部绝缘强度下降，无法承受过电压。

方案二：分合指针一体式联锁方案。

此方案类似于方案一，主要区别在于本体端的设计：通过操作机构运动驱动分合指针转动角度带动连杆运动。隔离端、隔离主轴均采用方案一相同方案。

误操作情况1：断路器分闸时，工作人员手动合隔离开关未到位。会与方案一产生同样的结果，而断路器指针一般采用2-3mm厚度的钢板，在杠杠作用下，操作指针极易损坏无法无法正确指示开关状态。

误操作情况2：断路器合闸状态，工作人员误操作手动分隔离开关，会与方案一产生同样的结果，而断路器指針一般采用2-3mm厚度钢板，在杠杠作用下，操作指针极易损坏无法无法正确指示开关状态。

二、解决以上隐患的联锁方案改进思路

设计产品时创新点在于联锁装置：考虑满足密封设计前提下能可靠联锁，且不惧误动作。

从方向角度区分：方案一联锁装置为断路器背面，方案二联锁装置为断路器正面，此方案联锁装置为断路器侧面，靠近隔离开关侧。详见示意图。

断路器内部控制分合闸的大轴12，在合适的位置安装拐臂8，拐臂为顺时针运动，在90°位置安装连杆16，连杆套在拐臂孔内，再通过密封套，将整个传动系统顺时针运动转变为前后运动。最终实现拉杆5会根据分合闸的大轴12的分合情况进行前后移动。

拉杆5为鱼叉式，只做定向前后摆动。横杆9承受外力，用于连锁隔离开关。拉杆5通过压缩弹簧18推动横杆9前后运动。

正常分闸时，拐臂8向下运动，转化到拉杆5向前运动，拉杆5同时带动横杆9向前移动，隔离主轴限位板14不受阻碍，隔离开关可正常分合闸。

正常合闸时，拐臂8向上运动，转化到拉杆5向后运动，拉杆5同时带动横杆9向后移动，拦住隔离主轴限位板14的移动位置，隔离主轴受限，隔离开关无法改变状态。

误操作情况1：断路器分闸时，工作人员手动合隔离开关未到位。隔离主轴的限位板转至长腰孔中，阻拦了横杆9向后移动位置。工作人员操作断路器合闸，拐臂8向上运动，转化到拉杆5向后运动，拉杆5同时带动横杆9向后移动，隔离主轴限位板14在其路径位置上。横杆9无法移动，拉杆继续运动，导致压缩弹簧18受力储能。此方案在于隔离开关合闸未到位的情况下，断路器能正常合闸，不影响整体性能。隔离开关如后期合到位，隔离主轴限位板14会移开，压缩弹簧18自动释放压力推动横杆9向后移动锁住隔离大轴的限位板14。

误操作情况2：断路器合闸状态，工作人员误操作手动分隔离开关，横杆9已拦住隔离主轴限位板14的移动位置，隔离主轴受限，受作用力存在隔离主轴限位板受力变形，或横杆9受力变形。横杆9与拉杆5之间并无任何作用力，故对断路器整体密封性毫无影响。

此联锁方案装置实现用于吸收断路器分合闸机构中断路器主轴由于误操作而受到的作用力。能够降低由于误操作产生的作用力对真空断路器主轴的影响、保证真空断路器和隔离开关能正常工作，确保其SF6真空断路器密封效果。

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