隔离开关防误操作闭锁策略

电力系统中的配电装置必须具有“五防”功能，这是防止电气误操作，保证人身和设备安全的重要手段。“五防”意义如下：

（1）防止带负荷拉合隔离开关。

（2）防止带电挂地线或合接地刀闸。

（3）防止带接地线或接地开关合闸。

（4）防止误入带电间隔。

（5）防止误分、合断路器。

“五防”功能是通过在配电设备上安装防误闭锁装置来实现的。防误闭锁装置按动作原理可分为机械防误闭锁、电气防误闭锁、微机防误闭锁三大类。

一、机械防误闭锁

机械防误闭锁是配电装置最基本的防误闭锁方式，是利用设备机械传动部位的互锁来实现的。如成套开关柜中的断路器与隔离开关（插头）之间、隔离开关与接地开关操作把手之间、主电路与开关柜门之间的闭锁、35kV及以上屋外配电装置中装成一体的隔离开关与接地开关之间的闭锁等。对于双母线上的隔离开关，在倒母线时必须保证两条母线在并列运行中（母联断路器在合闸位置）。对于3/2断路器接线系统，当设备之间有机械闭锁时，为简化接线，在它们之间一般不再设电气闭锁回路。

二、电气防误闭锁

电气闭锁是通过接通或断开操作（控制）电源而达到闭锁目的的一种装置。一般当需要相互闭锁的设备相距较远或不能采用机械闭锁时，必须采用电气闭锁。电气闭锁方式与隔离开关的操作方式有关。

（一）电磁锁的构造及工作原理

1.电磁锁构造

对采用手动操作的隔离开关、接地开关应设电磁锁闭锁回路。电磁锁由电锁和电钥匙两部分组成，其构造如图5-5（a）所示。由图可见，电锁固定在隔离开关的操动机构上，电钥匙是可以取下的。电锁用来锁住操动机构的转动部分。在电钥匙不带电时，锁芯1在弹簧的压力下插入操动机构上的小孔内，使操动机构的手柄不能转动。电钥匙上有一个线圈5和一对插头4，在电锁上有固定插座3。

2.电磁锁的工作原理

电磁锁的工作原理如图5-5（b）所示。

（1）断路器在分闸位置时隔离开关可以操作。当断路器在断开位置时，其操动机构上的动断辅助触点接通，给插座3加上直流电压。此时，如要将隔离开关断开，可将电钥匙的线圈插头4插入插座3中，于是有电流流过线圈5产生磁场，在电磁力的作用下，锁芯1被吸出，锁被打开，则隔离开关操作手柄可以自由运转，隔离开关可以进行分、合闸操作。

图5-5　电磁锁的构造及工作原理

（a）电磁锁结构图；（b）电磁锁工作原理
Ⅰ—电锁；Ⅱ—电钥匙；1—锁芯；2—弹簧；3—插座；4—插头；
5—线圈；6—电磁铁；7—电磁锁解除按钮；8—钥匙环

（2）断路器在合闸位置时，隔离开关不能操作。断路器在闭合状态时，由于其动断辅助触点是断开的，电磁锁插座上没有电源，即使将电钥匙的插头插入，电锁也不能被打开，隔离开关手柄不能转动，隔离开关也就不能进行拉、合闸操作，防止了带负荷拉刀闸（隔离开关）的误操作发生。

（3）电磁锁解除按钮。由图5-5可见，当将电磁锁解除按钮7按下时，即使断路器在分闸位置，插座3有电压，电钥匙线圈也将因失电而不能打开电锁，使隔离开关不能进行分、合闸操作。

（二）电气闭锁装置的接线

1.单母线系统的隔离开关闭锁接线

单母线系统的隔离开关闭锁接线如图5-6所示，其中YA1、YA2分别为对应于隔离开关QS1、QS2的电磁锁，所表示的实际为电磁锁的插座。只有断路器QF在跳闸位置时，插座YA1、YA2才有电压，电钥匙插入后方可开启电磁锁，QS1、QS2才能操作。反之，若断路器在合闸位置，QS1、QS2不能操作而被闭锁。

2.单母线分段带旁路（分段兼断路器）的隔离开关闭锁接线

单母线分段带旁路（分段兼断路器）的隔离开关闭锁接线如图5-7所示。其中YA1～YA5分别为对应于隔离开关QS1～QS5的电磁锁。从图5-7（b）中可看出每组隔离开关的可操作条件如下：

（1）QF和QS3都在断开位置时，可操作QS1。

（2）QF和QS4都在断开位置时，可操作QS2。

（3）QF和QS1都在断开位置时，可操作QS3。

（4）QF和QS2都在断开位置时，可操作QS4。

（5）QF和QS1、QS2都在闭合位置时，可操作QS5。

以上每组隔离开关对应的可操作条件之一不满足，隔离开关将被闭锁。

图5-6　单母线隔离开关电气闭锁回路

（a）主电路；（b）闭锁回路

图5-7　单母线分段带旁路系统隔离开关闭锁回路

（a）主电路；（b）闭锁回路(www.xing528.com)

3.双母线系统的电气闭锁装置接线

双母线系统的电气闭锁接线如图5-8所示。在双母线配电装置中，除一般断开或投入线路的操作外，为了切换负荷，还经常需要在不断开线路断路器的情况下，进行母线隔离开关的切换操作。隔离开关的操作原则是：等电位时隔离开关可自由操作。图5-8中，当QS4断开，QF1在分闸位置时，可操作QS3；当QS3断开，断路器在分闸位置时，可操作QS4；当母联断路器QF及两侧隔离开关QS1、QS2均投入时（即双母线并列运行），如果QS3已投入，可操作QS4；QS4已投入，则可操作QS3；QF1在分闸时，可操作QS5。

现举例说明图5-8所示系统电气闭锁的操作过程。假定隔离开关QS3、QS5在合闸位，QS4断开时的情况。

（1）手动断开线路的操作。先断开线路断路器QF1，并把合闸小母线电源加到电锁YA3和YA5的插座上。用电钥匙打开线路隔离开关QS5手柄上的电锁YA5，并断开QS5。继而用电钥匙打开母线隔离开关QS3的手柄上的电锁YA3，并断开QS3。这样便完成了手动断开线路的操作过程。

图5-8　双母线系统的隔离开关闭锁回路

（a）一次接线示意图；（b）闭锁回路图

（2）手动投入线路的操作。先用电钥匙打开QS3手柄上的电锁YA3，合上QS3；再用电钥匙打开QS5手柄上的电锁YA5，合上QS5；最后合上线路断路器QF1，使线路接到Ⅰ母线上运行。

当断路器在合闸位置时，由于电气闭锁回路被断路器的常闭辅助触点切断，电钥匙线圈不带电，不能吸出电锁铁芯，隔离开关被闭锁，不能动作，故不会造成隔离开关误动作。

（3）把线路从Ⅰ母线切换到Ⅱ母线。假定母联断路器QF、隔离开关QS1、QS2以及QS4在断开位置，线路断路器QF1、线路隔离开关QS5和QS3在合闸位，要求不断开QF1及QS5的条件下，将线路转到Ⅱ母线上供电，其倒闸操作顺序如下：

1）先用电钥匙打开两台母线联络隔离开关QSl和QS2的电锁YA1和YA2，并合上两隔离开关。

2）合上母线联络断路器QF。注意，两母线并列需符合并列条件。

3）用电钥匙打开母线隔离开关QS4操作机构上的电锁YA4，并把QS4投入到Ⅱ母线上去。

4）当QS4投入后，由于QS3与QS4之间无电位差，因此，可用电钥匙继续打开电锁YA3，把QS3从第Ⅰ母线上断开。

5）完成上述操作后，就可断开母线联络断路器QF，随后用电钥匙分别打开电锁YA1和YA2，并断开母线联络隔离开关QS1和QS2。至此便完成了改由Ⅱ母线供电的全部操作任务。

4.断路器接线中的隔离开关闭锁电路

1断路器接线中的隔离开关闭锁电路如图5-9所示。图中，为了简化接线，在隔离开关与接地隔离开关之间装设了机械闭锁装置。各隔离开关的闭锁条件为：

（1）断路器QF1（或QF2、或QF3）两侧的隔离开关及接地隔离开关QS11、QS12、QSE11、QSE12（或QS21、QS22、QSE21、QSE22或QS31、QS32、QSE31、QSE32）必须在QF1（或QF2、或QF3）处于跳闸位置时，才能操作，见支路1（或支路2和3）。

（2）馈线（或变压器）侧的隔离开关QS4（或QS5）必须在其两分支的断路器QF1和QF2（或QF2和QF3）均在跳闸位置时，才能操作，见支路4（或支路5）。

（3）馈线线路侧的接地隔离开关QSE4必须在该点无电压时，才能操作，见支路6。

（4）母线上的接地隔离开关QSEⅠ（或QSEⅡ）必须在Ⅰ（或Ⅱ）母线上无电压时，才能操作，见支路7（或支路8）。

（5）变压器侧的接地隔离开关QSE5必须在该点无电压时，才能操作，见支路9。

图5-9　断路器接线隔离开关闭锁电路

（a）主电路接线示意图；（b）闭锁电路

三、在隔离开关的控制回路中设闭锁接线

对采用电动、气动及液压操动机构的隔离开关，在其控制回路中设闭锁接线。

在一次设备带接地刀闸的回路中，通常接地刀闸采用手动操作方式，而一次回路的隔离开关采用电动操作方式。

1.带接地刀闸的母联断路器回路隔离开关的操作闭锁回路

带接地刀闸的母联断路器回路隔离开关的操作闭锁回路如图5-10所示。当母联断路器及其两侧的接地刀闸QSE1、QSE2均拉开时，中间继电器KC1、KC2励磁并动作，其常开触点分别接通隔离开关QS1、QS2的操作电源，则可进行QS1、QS2的拉、合操作。反之，若母联断路器QF及其两侧接地刀闸QSE1、QSE2之中任何一个设备在合闸位置，则不能进行QS1（或QS2）的拉（合）操作。

图5-10　带接地刀闸的母联断路器隔离开关的操作闭锁图

（a）一次接线示意图；（b）接线闭锁回路图

接地刀闸QSE1（或QSE2）必须在母联断路器QF及其两侧隔离开关QS1、QS2均拉开时，才能进行操作。

2.带接地刀闸的输电线路隔离开关操作闭锁回路

带接地刀闸的输电线路隔离开关操作闭锁回路如图5-11所示。当线路断路器QF、Ⅱ母侧隔离开关QS2及接地刀闸QSE1、QSE2均在拉开位置（或Ⅱ母侧隔离开关QS2合上，母联断路器及其两侧隔离开关均合上）时，KC1励磁动作，则可进行Ⅰ母侧隔离开关QS1的操作。同理，当线路断路器QF、Ⅰ母侧隔离开关QS1及接地刀闸QSE1、QSE2均在拉开位置（或Ⅰ母侧隔离开关QS1合上，母联断路器及其两侧隔离开关均合上）时，KC2励磁动作，则可进行Ⅱ母侧隔离开关QS2的操作。线路侧隔离开关QS3的操作，必须在断路器QF及接地刀闸QSE1、QSE2、QSE3均拉开时方能进行。接地刀闸QSE1、QSE2只有在QF及其隔离开关QS1、QS2、QS3全部拉开时方能进行操作。对于线路侧接地刀闸QSE3，只需要线路侧隔离开关QS3拉开且线路侧无电压时（当线路没有电压时，电压监视继电器KVU失磁，常闭触点闭合），方可进行操作。

图5-11　带接地刀闸的母联断路器回路隔离开关的操作闭锁回路

（a）一次接线示意图；（b）接线闭锁回路图