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摘 要 本文针对GIS设备无法直接观察刀闸位置的结构特点，通过分析检查刀闸连杆拐臂、机构箱分合闸指示牌、汇控箱分合指示、监控系统分合指示以及母联小差电流变化（倒母）等方法，提出在刀闸传动输入轴上安装指针对刀闸进行分合闸到位检查的改进措施。
关键词 GIS；刀闸；分合闸；位置检查
中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）24-0190-02
GIS由于具有结构紧凑、灵活和免维护以及不受外界环境条件影响等优点，在电力系统中得到了越来越广泛地应用。但GIS与传统的敞开式设备相比，直观性不强，无法直接用观察触头接触情况，判断GIS刀闸触头分合闸是否到位，一旦发生触头分合闸不到位，则会引起事故。而且组合电器发生事故时处理难度较大，恢复供电慢，事故处理费用高，为组合电器的使用带来了隐患。所以在倒闸操作中能否快速、准确判断GIS刀闸合闸是否到位变得尤为重要。
1 现时的通用方法
现时为加强GIS设备刀闸和地刀的倒闸操作管理，规范刀闸和地刀的分合位置检查，提高运行人员对刀闸和地刀分合是否到位的辨识能力，降低误操作风险，确保倒闸操作符合规程规范，结合现场设备情况，通常有以下几种情况判断刀闸分合闸到位情况：
1）检查隔离开关和接地开关传动机构拐臂是否动作，拐臂连杆摆动到位。操作时，位置检查人员站在能观察到传动机构拐臂的位置，在机构开始动作后观察各相刀闸、地刀的传动机构拐臂应向标示的分合闸位置标识运动并摆动到位。
2）开关汇控箱隔离开关和接地开关位置指示灯。在开关汇控柜观察对应的隔离开关和接地开关位置指示灯，“红灯”代表合闸，“绿灯”代表分闸。
3）隔离开关和接地开关机构箱位置指示牌。通过各相隔离开关和接地开关机构箱观察窗检查各相分合闸指示牌均应指示正确，看到绿色“分”字为分闸位置，红色“合”字为合闸位置。
4）监控系统中的隔离开关和接地开关位置指示。在监控系统主接线图，检查隔离开关和接地开关位置指示图标，红色竖向图标代表合闸，绿色横向图标代表分闸。
5）监控系统信息窗隔离开关和接地开关变位报文。在监控系统信息窗，查看隔离开关和接地开关变位报文，连续出现两条报文某设备“分位复归”及“合位动作”表示合闸位置，连续出现“合位复归”及“分位动作”表示分闸位置。
6）检查、记录操作前后，电流、电压数据的变化。根据电气量的变化情况，判断设备状态的变化。
7）在进行母线倒闸过程中，观察母联三相电流的变化，此时母联应先带有负载电流，当母线刀闸都在合闸导通位置时，与母联构成并联回路，对母联开关电流进行分流，母联三相电流数值应会减半，同时母差保护装置会显示出存在小差电流。
2 现时方法的可靠性分析
1）方法1、3是依靠人去观察传动连杆的转动所产生的现象，但没有进行精准定位与参照物，受到观测角度的影响仅凭直观印象来判断，可靠性低。
2）方法2、4、5，采取的依据都来源刀闸/地刀的辅助接点，然而辅助接点是通过实际分/合的位置来调节的，只是分/合的位置一个间接反映，若辅助接点出现异常，反映出来的可能是一个假位置信号。
3）方法7是根据电流量的变化来确认刀闸是否合闸到位，存在很大的局限性。因为此方法有一个重要前提是：两条母线所带负荷不平衡、母联带有较大负荷电流。此方法仅仅可以判断在倒闸操作过程中，母线刀闸是否合闸到位，不能判断分闸是否到位及其他情况。
综合考虑以上检查方法的优缺点，制定一种受其它设备影响少，不影响操作效率，同时兼具准确、可靠、直观、快速、辨识度高的检查方法。
3 改进措施
本措施是一种新型、直观的刀闸和地刀位置指示装置，有效解决现行GIS刀闸和地刀位置指示不够直接，存在误判位置的可能，容易造成带负荷操作等的问题。本措施兼具准确、可靠、直观、快速、辨识度高的特点。
1）GIS刀闸和地刀位置指示装置，其特征是：
①减少刀闸本体到位置指示器之间的中间环节。
②结构简单，便于安装、维护。
③指示器指示清晰、准确、直观、辨识度高。
2）做法：
①收集、确定刀闸、地刀分闸、合闸的准确位置。
②在GIS刀闸和地刀气室盖板上贴上刀闸分/合位置刻度。
③在刀闸和地刀的转动输入轴（连接气室内外的部分）上安装指针，位置指针随转轴同步转动。
④分/合位置的刻度即是到位位置，指针头对准该刻度即是一个合格的分/合闸位置。
如下图所示，一般刀闸到位后还有总行程的约15%，转动角度约为12度，对于15 cm的指针，移动3 cm（0.15*2*3.14*12/360），哪怕刀闸还差1度完全到位，约3厘米的指针偏差，人眼完全能识别，可确保不发生由于刀闸或接地刀闸分合不到位造成的事故。
3）效果：
①能观察到刀闸在分/合闸过程中的整个转动过程。
②能有效防止由于传动杆等中间传动器件的影响，造成位置指示不准确。
③能直观显示刀闸位置，有助于操作人员判断设备状态，防止误操作的风险。
④刻度及指针均使用反光材料，即使是夜间操作，也能保持良好的辨识度。
⑤使用不锈钢及3M胶作为材料，使用使命长。
⑥安装、维护方便，即使开盖进行检修，需重新安装、定位，也能即使进行准确的安装、调试。
4 使用
开始操作前，操作人员检查指针位置指示（合位），确认指针指示准确，当操作人按下操作分闸或合闸按钮后，位置检查人观察指针随转轴一同转动，当操作完毕后，检查指针指示在“分”位，结合其它位置信号，即可判断操作到位。
5 改进措施的效益
传统操作检查隔离开关、接地刀闸位置主要通过检查机构箱、汇控箱、后台机等检查隔离开关、接地刀闸分合闸指示牌来判断，耗费的时间较长。
安装刀闸分合闸位置指示装置后检查大大缩短了操作时间，提高了工作效率，同时减少了用户的停电时间，提高了供电的可靠性，平均每条500 kV线路送电时间缩短30分钟，220 kV线路送电时间缩短20分钟。以每条500 kV线路50万负荷、每条220 kV线路20万负荷，一年轮停送一次来计算，则每条500 kV线路可以多供25万kwh，每条220 kV线路可以多供6.7万kwh。500 kV纵江站共有6条500 kV线路，12条220 kV线路，每年可以多供230.4万kwh。
6 结论
由于GIS设备不能直观刀闸、地刀位置的局限性，严重影响安全生产指标的实现，GIS刀闸分合闸位置指示装置可以使运行人员能方便掌握隔离开关、接地刀闸的分合闸情况，进而有效防止恶性误操作事故出现。
传统操作检查刀闸、地刀位置主要通过检查机构箱、汇控箱、后台机等检查刀闸、接地刀闸分合闸指示牌来判断，不仅耗费的时间较长，而且检查精度受多个过渡器件影响，可靠性不高。
基于GIS刀闸分合闸位置指示装置能观察到刀闸、地刀在分/合闸过程中的整个转动过程，能直观显示刀闸、地刀的位置，有效防止由于传动杆等中间传动器件的影响，造成位置指示不准确，有助于操作人员判断设备状态，防止误操作的风险。其刻度及指针均使用反光材料，即使是夜间操作，也能保持良好的辨识度，使用不锈钢及3M胶作为材料，使用使命长，安装、维护方便。此装置简单可靠，大部分操作完全可以利用分合闸位置指示装置来确认隔离开关、接地刀闸的位置，提高工作效率。
关键词 GIS；刀闸；分合闸；位置检查
中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）24-0190-02
GIS由于具有结构紧凑、灵活和免维护以及不受外界环境条件影响等优点，在电力系统中得到了越来越广泛地应用。但GIS与传统的敞开式设备相比，直观性不强，无法直接用观察触头接触情况，判断GIS刀闸触头分合闸是否到位，一旦发生触头分合闸不到位，则会引起事故。而且组合电器发生事故时处理难度较大，恢复供电慢，事故处理费用高，为组合电器的使用带来了隐患。所以在倒闸操作中能否快速、准确判断GIS刀闸合闸是否到位变得尤为重要。
1 现时的通用方法
现时为加强GIS设备刀闸和地刀的倒闸操作管理，规范刀闸和地刀的分合位置检查，提高运行人员对刀闸和地刀分合是否到位的辨识能力，降低误操作风险，确保倒闸操作符合规程规范，结合现场设备情况，通常有以下几种情况判断刀闸分合闸到位情况：
1）检查隔离开关和接地开关传动机构拐臂是否动作，拐臂连杆摆动到位。操作时，位置检查人员站在能观察到传动机构拐臂的位置，在机构开始动作后观察各相刀闸、地刀的传动机构拐臂应向标示的分合闸位置标识运动并摆动到位。
2）开关汇控箱隔离开关和接地开关位置指示灯。在开关汇控柜观察对应的隔离开关和接地开关位置指示灯，“红灯”代表合闸，“绿灯”代表分闸。
3）隔离开关和接地开关机构箱位置指示牌。通过各相隔离开关和接地开关机构箱观察窗检查各相分合闸指示牌均应指示正确，看到绿色“分”字为分闸位置，红色“合”字为合闸位置。
4）监控系统中的隔离开关和接地开关位置指示。在监控系统主接线图，检查隔离开关和接地开关位置指示图标，红色竖向图标代表合闸，绿色横向图标代表分闸。
5）监控系统信息窗隔离开关和接地开关变位报文。在监控系统信息窗，查看隔离开关和接地开关变位报文，连续出现两条报文某设备“分位复归”及“合位动作”表示合闸位置，连续出现“合位复归”及“分位动作”表示分闸位置。
6）检查、记录操作前后，电流、电压数据的变化。根据电气量的变化情况，判断设备状态的变化。
7）在进行母线倒闸过程中，观察母联三相电流的变化，此时母联应先带有负载电流，当母线刀闸都在合闸导通位置时，与母联构成并联回路，对母联开关电流进行分流，母联三相电流数值应会减半，同时母差保护装置会显示出存在小差电流。
2 现时方法的可靠性分析
1）方法1、3是依靠人去观察传动连杆的转动所产生的现象，但没有进行精准定位与参照物，受到观测角度的影响仅凭直观印象来判断，可靠性低。
2）方法2、4、5，采取的依据都来源刀闸/地刀的辅助接点，然而辅助接点是通过实际分/合的位置来调节的，只是分/合的位置一个间接反映，若辅助接点出现异常，反映出来的可能是一个假位置信号。
3）方法7是根据电流量的变化来确认刀闸是否合闸到位，存在很大的局限性。因为此方法有一个重要前提是：两条母线所带负荷不平衡、母联带有较大负荷电流。此方法仅仅可以判断在倒闸操作过程中，母线刀闸是否合闸到位，不能判断分闸是否到位及其他情况。
综合考虑以上检查方法的优缺点，制定一种受其它设备影响少，不影响操作效率，同时兼具准确、可靠、直观、快速、辨识度高的检查方法。
3 改进措施
本措施是一种新型、直观的刀闸和地刀位置指示装置，有效解决现行GIS刀闸和地刀位置指示不够直接，存在误判位置的可能，容易造成带负荷操作等的问题。本措施兼具准确、可靠、直观、快速、辨识度高的特点。
1）GIS刀闸和地刀位置指示装置，其特征是：
①减少刀闸本体到位置指示器之间的中间环节。
②结构简单，便于安装、维护。
③指示器指示清晰、准确、直观、辨识度高。
2）做法：
①收集、确定刀闸、地刀分闸、合闸的准确位置。
②在GIS刀闸和地刀气室盖板上贴上刀闸分/合位置刻度。
③在刀闸和地刀的转动输入轴（连接气室内外的部分）上安装指针，位置指针随转轴同步转动。
④分/合位置的刻度即是到位位置，指针头对准该刻度即是一个合格的分/合闸位置。
如下图所示，一般刀闸到位后还有总行程的约15%，转动角度约为12度，对于15 cm的指针，移动3 cm（0.15*2*3.14*12/360），哪怕刀闸还差1度完全到位，约3厘米的指针偏差，人眼完全能识别，可确保不发生由于刀闸或接地刀闸分合不到位造成的事故。
3）效果：
①能观察到刀闸在分/合闸过程中的整个转动过程。
②能有效防止由于传动杆等中间传动器件的影响，造成位置指示不准确。
③能直观显示刀闸位置，有助于操作人员判断设备状态，防止误操作的风险。
④刻度及指针均使用反光材料，即使是夜间操作，也能保持良好的辨识度。
⑤使用不锈钢及3M胶作为材料，使用使命长。
⑥安装、维护方便，即使开盖进行检修，需重新安装、定位，也能即使进行准确的安装、调试。
4 使用
开始操作前，操作人员检查指针位置指示（合位），确认指针指示准确，当操作人按下操作分闸或合闸按钮后，位置检查人观察指针随转轴一同转动，当操作完毕后，检查指针指示在“分”位，结合其它位置信号，即可判断操作到位。
5 改进措施的效益
传统操作检查隔离开关、接地刀闸位置主要通过检查机构箱、汇控箱、后台机等检查隔离开关、接地刀闸分合闸指示牌来判断，耗费的时间较长。
安装刀闸分合闸位置指示装置后检查大大缩短了操作时间，提高了工作效率，同时减少了用户的停电时间，提高了供电的可靠性，平均每条500 kV线路送电时间缩短30分钟，220 kV线路送电时间缩短20分钟。以每条500 kV线路50万负荷、每条220 kV线路20万负荷，一年轮停送一次来计算，则每条500 kV线路可以多供25万kwh，每条220 kV线路可以多供6.7万kwh。500 kV纵江站共有6条500 kV线路，12条220 kV线路，每年可以多供230.4万kwh。
6 结论
由于GIS设备不能直观刀闸、地刀位置的局限性，严重影响安全生产指标的实现，GIS刀闸分合闸位置指示装置可以使运行人员能方便掌握隔离开关、接地刀闸的分合闸情况，进而有效防止恶性误操作事故出现。
传统操作检查刀闸、地刀位置主要通过检查机构箱、汇控箱、后台机等检查刀闸、接地刀闸分合闸指示牌来判断，不仅耗费的时间较长，而且检查精度受多个过渡器件影响，可靠性不高。
基于GIS刀闸分合闸位置指示装置能观察到刀闸、地刀在分/合闸过程中的整个转动过程，能直观显示刀闸、地刀的位置，有效防止由于传动杆等中间传动器件的影响，造成位置指示不准确，有助于操作人员判断设备状态，防止误操作的风险。其刻度及指针均使用反光材料，即使是夜间操作，也能保持良好的辨识度，使用不锈钢及3M胶作为材料，使用使命长，安装、维护方便。此装置简单可靠，大部分操作完全可以利用分合闸位置指示装置来确认隔离开关、接地刀闸的位置，提高工作效率。