閉鎖裝置

閉鎖裝置主要是指：防止誤分、合斷路器。防止帶負荷分、合隔離開關。防止帶電掛（合）接地線（接地開關）。防止帶接地線（接地開關）合斷路器（隔離開關）。防止誤入帶電間隔。 常規防誤閉鎖方式主要有4種：機械閉鎖，程式鎖，電氣聯鎖和電磁鎖。這些閉鎖方式在防誤工作中發揮了積極作用，實踐證明，各種傳統閉鎖方式的優缺點均已充分顯示。

基本介紹

• 中文名：閉鎖裝置
• 外文名：fastener

簡介

五防閉鎖主要是指：

①防止誤分、合斷路器。

②防止帶負荷分、合隔離開關。

③防止帶電掛（合）接地線（接地開關）。

④防止帶接地線（接地開關）合斷路器（隔離開關）。

⑤防止誤入帶電間隔。

常規防誤閉鎖方式主要有4種：機械閉鎖，程式鎖，電氣聯鎖和電磁鎖。這些閉鎖方式在防誤工作中發揮了積極作用，實踐證明，各種傳統閉鎖方式的優缺點均已充分顯示。

分類及特點

1、機械閉鎖是在開關櫃或戶外閘刀的操作部位之間用互相制約和聯動的機械機構來達到先後動作的閉鎖要求。機械閉鎖在操作過程中無需使用鑰匙等輔助操作，可以實現隨操作順序的正確進行，自動地步步解鎖。在發生誤操作時，可以實現自動閉鎖，阻止誤操作的進行。機械閉鎖可以實現正向和反向的閉鎖要求，具有閉鎖直觀，不易損壞，檢修工作量小，操作方便等優點。

機械閉鎖只能在開關櫃內部及戶外閘刀等的機械動作相關部位之間套用，與電器元件動作間的聯繫用機械閉鎖無法實現。對兩櫃之間或開關櫃與櫃外配電設備之間及戶外閘刀與開關（其他閘刀）之間的閉鎖要求也鞭長莫及。所以在開關櫃及戶外閘刀上，只能以機械閉鎖為主，還需輔以其他閉鎖方法，方能達到全部五防要求。

2、程式鎖(或稱機械程式鎖)是用鑰匙隨操作程式傳遞或置換而達到先後開鎖操作的要求。其最大優點是鑰匙傳遞不受距離的限制，所以套用範圍較廣。程式鎖在操作過程中有鑰匙的傳遞和鑰匙數量變化的輔助動作，符合操作票中限定開鎖條件的操作順序的要求，與操作票中規定的行走路線完全一致，所以也容易為操作人員所接受。

程式鎖在使用中所暴露的問題是：①某些程式鎖功能簡單，只能在較簡單的接線方式下採用，由於不具備橫向閉鎖功能，在複雜的接線方式下根本不能採用；②具有較靈活閉鎖方式的程式鎖雖然能滿足複雜的接線，但在閉鎖方案中必須設定母線倒排鎖，使得操作過程十分複雜；③在大容量的變電站中，隔離開關分合閘採用按鈕控制電動機正反轉，而程式鎖對按鈕無法進行程式控制；④程式鎖也需要眾多的程式鑰匙，由於安裝不規範、生產工藝及材料差等問題，使程式鎖易被氧化鏽蝕、發生卡澀，致使一定時間內失去閉鎖功能；⑤倒閘操作中，分、合兩個位置的精度無法保證；⑥程式鎖使用時，必須從頭開始，中間不能間斷。所以程式鎖現在已不採用。

3、電氣閉鎖是通過電磁線圈的電磁機構動作，來實現解鎖操作，在防止誤入帶電間隔的閉鎖環節中是不可缺少的閉鎖元件。電氣閉鎖的優點是操作方便，沒有輔助動作，但是在安裝使用中也存在以下幾個突出問題：①一般來說電磁鎖單獨使用時，只有解鎖功能沒有反向閉鎖功能。需要和電氣聯鎖電路配合使用才能具有正反向閉鎖功能；②作為閉鎖元件的電磁鎖結構複雜，電磁線圈在戶外易受潮霉壞，絕緣性能降低，增加了直流系統的故障率；③需要敷設電纜，增加額外施工量；④需要串入操作機構的輔助觸點。根據運行經驗，輔助觸點容易產生接觸不良而影響動作的可靠性；⑤在斷路器的控制開關上，一般都缺少閉鎖措施。

4、微機防誤閉鎖裝置

自上世紀90年代初，微機技術就進入了防誤閉鎖領域。微機防誤閉鎖裝置是一種採用計算機技術，用於高壓開關設備防止電氣誤操作的裝置。經過10多年來的發展，微機防誤閉鎖裝置已逐漸成熟，並已在電力系統中廣泛推廣。微機防誤系統通過軟體將現場大量的二次閉鎖迴路變為電腦中的五防閉鎖規則庫，實現了防誤閉鎖的數位化，並可以實現以往不能實現或者是很難實現的防誤功能，應該說是電氣設備防誤閉鎖技術的飛躍。

原理及特點

風門閉鎖原理示意圖，見圖。

如圖所示，該裝置的主要技術原理是：當A風門被打開後，拉動安裝在A風門門扇上的鋼絲繩，帶動傳動桿A向A風門滑動，並推動擋板A及連桿轉動，使傳動桿A將擋板A頂起並卡死。此時在連桿帶動下擋板B將傳動桿B擋死固定，對傳動桿B閉鎖，從而實現了B風門的閉鎖。A風門閉鎖原理同B風門一樣。

裝置構成

本裝置由連桿、A、B兩根傳動桿、A、B兩塊擋板、軸承、鋼絲繩、滑輪、配套螺栓、滑動軌道板組成。本裝置是一種純機械式裝置，不需要外部提供任何動力。在外力的作用下（打開風門時）通過拉動一端與風門門扇相連的鋼絲繩，帶動傳動桿將擋板頂起並卡死，實現快速閉鎖另一道風門，從源頭上防止了兩道風門同時打開的情況。

使用效果

1）平衡風門機 械閉鎖裝置 為 一種純機械式裝置，不需要外部提供任何動力，實現了巷道風門的可靠閉鎖，保證了通風系統的穩定運行。且維修簡單，實用性強。

2）機械閉鎖裝置是利用廢舊物資加工而成，在保證實現廢舊利用，礦井通風穩定的同時，大大降低了礦井的成產成本，提高了企業的經濟效益。

套用

微機防誤閉鎖裝置經過近十幾年的發展，已被廣大的電力系統的用戶所接受,在110kV以上電壓等級變電站，微機五防已成防誤閉鎖的主流產品。生產微機五防的廠家也在不斷增加，產品的種類越來越多。但從目前國內微機防誤產品使用情況來講，各類裝置在基本原理上大同小異，下面就微機防誤閉鎖裝置的原理及在變電站中的常規套用做一個概要的介紹。

結構和流程

系統從結構上分為站控層、間隔層、過程層。它由防誤主機、電腦鑰匙、遙控閉鎖裝置和各類鎖具組成。防誤主機根據防誤邏輯規則和模擬預演步驟，生成實際操作程式，根據設備閉鎖方式的不同採用以下三種方式進行解鎖操作：

1） 電腦鑰匙解鎖；

2） 通過遙控閉鎖控制單元等直接控制智慧型鎖具解鎖；

3） 通過通訊接口對監控系統執行解鎖。

運行人員按照防誤主機及電腦鑰匙的提示，依次對設備進行操作。對不符合程式的操作，設備拒絕解鎖，操作無法進行，從而防止誤操作的發生。通過跟蹤現場設備的實際狀態、接收電腦鑰匙的回傳信息，防誤主機對當前操作進行確認後，進行下一步操作，直到操作任務結束。

原理和特點

1、站控層的工作原理

站控層由防誤主機構成，防誤主機使用規則庫對模擬預演操作進行閉鎖邏輯判斷，記錄符合防誤閉鎖規則的模擬預演操作步驟，生成實際操作程式，完成操作票的模擬、防誤邏輯的判斷、實時狀態的採集等核心控制功能。根據其操作界面的不同，可分為兩類：

（1）計算機式微機防誤閉鎖裝置

這種模式的操作界面為計算機（工控機或商用 PC 機），它具有配置比較靈活，安裝簡單，一次主接線圖更改方便的優點，但 PC 機採用開放式結構，易受病毒感染，易出現當機，不易維護，同時受顯示屏大小尺寸限制，一次主接線圖不夠直觀，只能局部顯示，或放大顯示。它適用於 35KV 以下的變電站或小型發電廠。

（2）模擬屏型微機防誤閉鎖裝置

這種模式的操作界面為燈開關觸摸式模擬屏，集模擬屏、信號返回屏、控制屏於一身，代替原有的三種屏的功能，取消了大量的控制電纜，可以看作可觸摸的大螢幕操作屏，當監控主機或監控網路的軟硬體故障時，可作為監控備用主站使用，這類裝置可靠性高、顯示清晰，特別有利於事故處理。它適用於主控室空間較大的 110KV 及以上的變電站或發電廠。

2、間隔層

間隔層由電腦鑰匙和遙控閉鎖裝置構成，用於接受防誤主機生成的操作票，控制操作票嚴格按操作順序進行，操作結束後將操作執行信息回傳給防誤主機。電腦鑰匙負責對機械鎖、電編碼鎖等常規鎖具的閉鎖，遙控閉鎖裝置負責對遙控閉鎖繼電器的解鎖操作。

3、過程層

過程層主要由各類閉鎖鎖具組成，完成閉鎖各種設備的功能，根據不同的結構和套用場合，可分為機械編碼鎖用於隔離開關、接地刀閘、臨時接地線、網門的閉鎖。它分為掛鎖和固定鎖兩種。掛鎖具有安裝、維護、操作方便的優點，固定鎖主要是指採用固定方式安裝的閉鎖鎖具，一般分為戶內安裝型和戶外內安裝型兩種，主要用於戶內開關櫃等閉鎖以戶外手動操作機構閉鎖。

電編碼鎖用於斷路器、電動隔離開關和電動接地刀閘的電氣操作迴路的閉鎖。電編碼鎖在電氣原理上相當於一個常開接點，通常被串入到相應的電氣操作迴路中。由於原有的操作迴路被切斷，因此操作前必須先通過電腦鑰匙解鎖。電編碼鎖分常規和返方式兩種。返回式電編碼鎖增加了設備位置檢測電路，不僅具有電編碼鎖功能，電腦鑰匙在操作完成後可通過該檢測電路繼續檢測設備是否到位。智慧型鎖具分為遙控閉鎖繼電器和電控鎖兩類，遙控閉鎖繼電器主要用於閉鎖斷路器和電動刀閘的遠方遙控，電控鎖主要用於閉鎖臨時接地線、網門、櫃門、間隔門等設備，它具有採集設備狀態的特點。

閉鎖方式

國家電網公司在《防止電氣誤操作安全管理規定》中指出：“4.2.3 操作控制功能可按遠方操作、站控層、間隔層、設備級的分層操作原則考慮。無論設備處在哪一層操作控制,設備的運行狀態和選擇切換開關的狀態都應具備防誤閉鎖功能。”比如電動操作的電氣設備（如：斷路器、電動刀閘等）就可在多處操作，可遠方遙控操作（集控中心、主控室）、站控層操作（測控櫃）、間隔層操作（匯控箱、端子箱）、設備層操作（電腦鑰匙箱）。這就要求設備無論在哪一層操作控制，都應具備防誤閉鎖功能。

根據這一原則，在變電站的微機防誤閉鎖方式選擇時，就需要根據設備的操作方式，提供完備的閉鎖方案，確保設備在任何地方操作都具備完善的閉鎖措施。

（1）臨時接地線、網門、櫃門、間隔門的閉鎖：這類設備通常採用機械鎖的方式來實現閉鎖，由於監控系統沒有採集這些設備，在要求所有設備狀態線上的情況下，也可採用電控鎖的方式來實現閉鎖。

（2）隔離開關、接地刀閘等手動操作機構的閉鎖：對這類常規的手動操作設備採用的閉鎖方式還是機械閉鎖，由於手動操作存在設備操作是否到位的問題，所以可以考慮在設備上增加狀態檢測器來檢測設備是否操作到位，或增加驗電器來檢驗線路是否帶電等。

（3）斷路器、電動刀閘等電動操作機構的閉鎖：對於這類電動操作設備，由於操作方式存在多種多樣，在閉鎖方案設計時要注意以下幾點：遠方操作（集控中心、主控室）應採用遙控閉鎖終端實現電氣迴路強制閉鎖；間隔層操作（匯控櫃、端子箱）可採用電編碼鎖閉鎖電氣操作迴路；也可採用閉鎖盒將就地操作按鈕罩住實現強制閉鎖；設備層操作（電腦鑰匙箱）可採用電編碼鎖閉鎖電氣操作迴路，也可採用機械編碼鎖閉鎖電腦鑰匙箱門的方式。

注意事項

1、確保防誤主機與現場設備的位置時刻保持一致

在任何情況下，都應保持防誤主機與現場設備的位置保持一致。在正常操作的情況下，操作完畢後使用電腦鑰匙及時回傳，並保證監控系統傳送給防誤主機的實遙信正確無誤。特別需要注意的是使用解鎖鑰匙操作時，應在防誤主機和現場設備之間進行人工對位，確保兩者位置一致。

2、確保唯一操作權

唯一操作權是指一個設備能夠同時被多個對象操作時誰有優先的操作許可權，只有獲得了操作權的對象才能夠對該設備進行操作。對於無人值班站此問題尤其突出，設備往往存在就地手動操作、就地遠方操作、集控中心遠方操作等方式，如果不解決唯一操作許可權的問題，電動機構的閉鎖就不能稱為完善的閉鎖。微機防誤閉鎖裝置應通過控制遙控閉鎖和監控後台通訊實施閉鎖監控，解決操作許可權唯一的問題。