浅谈开关柜中手车的行进联锁
内容摘要：
手车式开关柜在供配电领域已经得到广泛使用，为了防止电气误操作，按照相关国家标准的规定，开关柜中设计了各种机械、电气联锁装置。本文针对开关柜中手车的行进联锁，通过对两种联锁方式的比较，分析了现在普遍采用闭锁电磁铁进行联锁后可能会出现的问题，从安全角度考虑，推荐隔离手车采用电磁锁实现行进控制。
关键词： 五防 闭锁电磁铁 电磁锁
一、前言
随着高压开关设备设计、制造水平的显著提高，手车式开关柜已经在供配电领域得到广泛使用。
为了保证电力网安全运行、确保设备和人身安全、防止误操作，开关柜必须具备完善可靠的联锁装置。GB3906-2006《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》对开关柜的联锁装置作了明确规定。这些防止电气误操作的内容，按照行业习惯，简称“五防”，即：
1） 防止误分、误合断路器；
2） 防止带负荷分、合隔离开关；
3） 防止带电挂(合)接地线(接地开关)；
4） 防止带接地线(开关)合闸；
5） 防止误入带电间隔。
所以手车在行进过程中，必须保证断路器处于分闸状态，不得合闸，即具有“合闸闭锁”的功能。
目前常用的各种断路器手车都有比较成熟可靠的联锁装置：合闸电气闭锁一般通过将反映手车位置的行程开关接点串入断路器的合闸回路中来实现，机械联锁也通过相应的结构设计得到实现。
二、联络运行时，手车间联锁分析
在电气设计中，进线开关柜经常要和母联开关柜联络运行，如图一所示。为了保证“五防”要求，各进线手车和母线分段手车之间必须考虑相应的联锁关系。


基于“五防”要求，断路器手车联络运行时，相互之间的联锁有两种实现方式，一种是电气互锁，利用联断路器的辅助信号接点构成一定的逻辑关系置于另一台断路器合闸控制回路中，当逻辑关系不满足时，无法合闸；另一种是机械互锁，利用机械装置实现断路器之间的互锁。
目前常用的VD4、VS1等断路器手车间经常使用闭锁电磁铁进行互锁：通过其动铁心与断路器合闸脱扣板进行配合，实现机械合闸闭锁控制；通过其行程开关的切换，实现电气合闸闭锁控制。控制原理可参照图二。


闭锁电磁铁是基于断路器手车处于分闸状态时、可以在无负荷状态进行推拉的情况下，针对合闸设计的，可以控制断路器合闸动作。倘若电磁铁损坏，则断路器无法合闸，但手车可以在柜内行进，拉出检修，或直接更换为备用断路器。不影响整个配电系统的安全、及时运行。
断路器手车和母线隔离手车联络运行时，对于母联隔离手车，考虑其操作的特殊性，其与进线断路器手车间一般直接采用行进联锁，对手车在开关柜内行进实现控制，以达到“五防”的目的。目前有许多生产单位利用闭锁电磁铁进行手车行进控制，控制原理可参照图三。


如果采用闭锁电磁铁来对手车行进进行控制，一旦电磁铁损坏。则手车无法在柜内移动。
倘若手车处于试验位置，还可以推出更换。
如果手车处于工作位置，由于目前大多数开关柜，当手车处于工作位置时，是不能进行开门操作的，即按关门操作设计。出现如此故障后，即使手车具有针对闭锁电磁铁设计的紧急手动解锁装置也毫无作用。
这样，手车在故障状态下，就无法退出。
如果要将手车强行退出，一方面是损坏设备，另一方面由于操作者可能会进入带电间隔，在出现内部故障电弧时，会造成人身伤害。
四、电磁锁控制分析
电磁锁与闭锁电磁铁的控制方式一致，既实现了电气联锁，也实现了机械联锁，同时在紧急状况下可以进行解锁操作。既满足了联锁的需要，也保证了操作时的安全性。


如图四所示，当闭锁接点QF接通后，按下电源按钮S，指示灯H亮，电磁铁的线圈L通电，铁芯往下吸解除锁栓受控，用手拨动开锁钮带动锁栓即可开锁。完成上述开锁合，锁栓自动复位并保持锁定位置。
当闭锁接点QF不接通，则不能开锁。
在特殊情况下，如电磁铁失压（无电源）或应急解锁可用专用锁匙实现开锁。
五、结论
手车式开关柜在供配电领域已经得到广泛使用，为了防止电气误操作，满足“五防”要求，开关柜中设计了各种机械、电气联锁装置。通过以上分析，从安全性的角度考虑，隔离手车的行进闭锁慎用无法有效解锁的闭锁电磁铁，目前推荐采用电磁锁。