10kV中置式开关柜电动进出手车存在的技术问题分析

10kV中置式开关柜电动进出手车存在的技术问题分析摘要：本文介绍了10kV中置式开关柜断路器手车配置电动进出车机构的应用现状及技术特点。

指出了目前电动进出手车技术在应用中存在的问题，并提出了有关设计改进的思路和建议。

关键词：中置式开关柜电动进出手车分析
0 引言
近几年，随着科学技术的发展和电力设备制造行业工艺的进步，电力装备设备整体质量有了极大提高，设备运行可靠性有了质的飞跃。

为进一步提高企业效率效益，供电行业各单位全面开展了变电站无人值守化改造。

为适应这一需求，各电力设备制造企业也对各自的产品在智能化、小型化、高可靠性等方面进行了完善和改进，在10kV气体绝缘开关柜得到推广的同时，中置式开关柜电动操作断路器手车的功能愈来愈多的得到了应用。

1 10kV中置式开关柜运行现状
中置式开关柜因其占地面积小，运行可靠，断路器手车互换性好等特点在电力系统得到了广泛运用。

目前电网中置式开关柜停电检修的操作方式为：断路器本身可由远方控制中心遥控操作，进出断路器手车需要开关停电后变电操作人员到开关室现场使用摇柄人工将其由运行位置退出到试验位置(检修位置)，最后合上线路侧接地刀闸。

送电时上述程序逆向重复一遍。

为进一步减少变电运行工作量，提高电力系统的无人值守能力，希望操作频繁的10kV系统可以在现场“无人”的情况下实现完整的停送电工作，这就要求断路器运行手车及接地开关可以实现远方电动操作。

2 目前电动进出手车运行情况分析
电动进出手车技术实际就是通过对中置式开关柜断路器底盘车进行技术改造，加装电动机及其控制回路，从而实现手车通过电动由远方遥控进出开关柜。

目前各厂家基本都是采用了底盘安装电机，电机驱动涡轮蜗杆，蜗杆带动套在传动轴上的离合器动作，离合器带动传轴旋转，通过链传动带动轴，通过齿轮传动带动丝杆旋转，丝杆带动底盘车运动，通过远方通讯接口，实现电动手车远方控制。

2008年年中对国内部分合资开关柜制造企业电动进出手车技术进行了调研。

从调研情况看，厦门ABB产品运行时间较长，业绩较多;厦门华电已有运行业绩;阿海珐相对国内起步较晚，正在对国外技术进行消化吸收;西门子在国内还不能生产电动进出车。

具体情况见下表：
调研未了解到运行中发生重大设备损坏及人员操作责任事故，在一定程度上节约了停电操作时间，节省了人力，但是作为一种目前新投运挂网运行时间不长的设备，各制造厂商在电动进出车技术完善方面还存以下几个薄弱环节：
(1)对电动进出手车技术重视程度不够
各开关柜制造企业对电动进出车技术主要作为开关柜销售的一种附加功能进行推广，是一个适应客户需求的卖点，但实际各制造厂家对技术本身投入的研发力量较弱。

据调研，电动进出手车特别是早期的电动进出手车在实际运行中由于机械配合故障和电动机控制回路故障较多，实际使用率较低。

造成这一状况的主要原因是电动进出手车在机械制造、工差配合、现场安装、调式和培训环节的工作没有同步跟上所致。

(2)试验项目不全面
从调研情况看，各制造厂都针对电动进出车技术进行了试验，试验主要是电动手车进出的机械次数，电机寿命等项目。

这些试验项目全部是各制造企业自己的试验室进行。

试验项目比较简单，仅就电动机械回路进行了部分试验，没有整体考虑增加了电动功能后对断路器性能的影响，例如长期电动进出车对动静触头的影响等，没有选择国内外有资质的试验单位进行全面试验也没有考虑现场人员操作后对断路器手车运行状态改变的影响。

(3)控制回路设计不够完善
目前各制造企业为防止由于机械故障导致电动进出车故障，在控制回路设计中采取了相应的保护措施，主要原理就是通过判断通过电动机的电流大小确定断路器手车运行是否正常。

如电流超过规定值，则切断电机电源回路。

该种设计对风险点的控制不够，没有考虑电动手车停止时可能所处的位置，特别危险的一种情况是电动手车在前进过程中动静触头马上要接触时因为异常原因停止，此时动静触头间将会发生放电，母线挡板处于半开状态，由于采用电动进出手车的变电站绝大部分会选用无人值守方式，当监控人员发现故障，通知操作人员到现场需要一段时间。

在这一期间内，存在问题的开关柜将始终处于高度危险状态，且断路器手车停留在“运行-试验”的中间位置时，给操作人员的现场事故判断和处理带来很大难度。

(4)机械制造工艺进步不大
电动机构作为运行手车的附加模块原则上对其可靠操作没有影响，但是势必对其制造精度有了更高的要求，例如要求更高的工差配合，更高精度的闭锁，接地开关在满足可靠接地的同时要求操作更加轻便等因素。

各制造厂在增加电动机构后对于断路器运行手车的材质、加工工艺等方面的改进考虑有所欠缺;作为辅助功能电动机构的增加，同时也增加了开关柜本身的故障点，对于机构本身的制造、电机等元器件的选用还没有可靠的标准和长期稳定运行的经验。

3 解决措施及建议
(1)制造企业应该高度重视开关柜电动进出手车技术，加强研发力量，例如厦门ABB公司针对前期控制回路的问题，08年投入运行了专门针对电动进出车的MDC2电机驱动手车数字控制单元，功能相对比较完善。

同时要培养合格的技术人员，加强现场安装、调试环节的工作质量。

(2)各制造企业应将电动进出车型式开关柜作为一种新型开关柜委托国内外有资质的试验单位进行全面试验，不能仅仅认为增加了一个附加功能，对试验部
分进行减化。

(3)增加新的判据，判断手车相对位置，如果在危险的位置不能正常运行，应在控制回路中增加手车故障时回退功能，这样可以最大程度的避免手车在运动中遇到困难时停留在相对危险位置的可能性。

例如可以在手车底盘增加一个位置接点，当手车在此区间原运行方向受阻后，利用此接点沟通相应的二次回路中，强制进行反向操作。

4 结束语
中置式开关柜增加电动操作手车的功能，适应无人职守数字化变电站的需求，可以视为空气绝缘中压开关柜操作智能化发展的一个方向，在其发展和应用中，不仅需要设备制造厂商不断研讨技术的进步和元件的优质改良，也需要电网使用单位提高关注程度，不断提出适合现场使用的方案和要求，修订运行和检修规程，使这一技术更加方便、安全、可靠的服务于电网。

参考文献：
1、 ASM户内交流金属封闭开关设备
2、 Unigear型金属铠装式开关柜。