閉鎖裝置

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，可以實現随操作順序的正确進行，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。

機械閉鎖隻能在開關櫃内部及戶外閘刀等的機械動作相關部位之間應用，與電器元件動作間的聯系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，隻能以機械閉鎖為主，還需輔以其他閉鎖方法，方能達到全部五防要求。

2、程序鎖(或稱機械程序鎖)是用鑰匙随操作程序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，所以應用範圍較廣。程序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緻，所以也容易為操作人員所接受。

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

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，隻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黴壞，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，輔助觸點容易産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采用計算機技術，用于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，并已在電力系統中廣泛推廣。微機防誤系統通過軟件将現場大量的二次閉鎖回路變為電腦中的五防閉鎖規則庫，實現了防誤閉鎖的數字化，并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。

閉鎖裝置原理

裝置構成

本裝置由連杆、A、B兩根傳動杆、A、B兩塊擋闆、軸承、鋼絲繩、滑輪、配套螺栓、滑動軌道闆組成。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，帶動傳動杆将擋闆頂起并卡死，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産成本，提高了企業的經濟效益。

應用

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産品。生産微機五防的廠家也在不斷增加，産品的種類越來越多。但從目前國内微機防誤産品使用情況來講，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應用做一個概要的介紹。

結構和流程

閉鎖裝置

1）電腦鑰匙解鎖；

2）通過遙控閉鎖控制單元等直接控制智能鎖具解鎖；

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。對不符合程序的操作，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态、接收電腦鑰匙的回傳信息，防誤主機對當前操作進行确認後，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拟預演操作進行閉鎖邏輯判斷，記錄符合防誤閉鎖規則的模拟預演操作步驟，生成實際操作程序，完成操作票的模拟、防誤邏輯的判斷、實時狀态的采集等核心控制功能。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機采用開放式結構，易受病毒感染，易出現死機，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，隻能局部顯示，或放大顯示。它适用于35KV以下的變電站或小型發電廠。

（2）模拟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拟屏，集模拟屏、信号返回屏、控制屏于一身，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屏幕操作屏，當監控主機或監控網絡的軟硬件故障時，可作為監控備用主站使用，這類裝置可靠性高、顯示清晰，特别有利于事故處理。它适用于主控室空間較大的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，用于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，操作結束後将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，根據不同的結構和應用場合，可分為機械編碼鎖用于隔離開關、接地刀閘、臨時接地線、網門的閉鎖。它分為挂鎖和固定鎖兩種。挂鎖具有安裝、維護、操作方便的優點，固定鎖主要是指采用固定方式安裝的閉鎖鎖具，一般分為戶内安裝型和戶外内安裝型兩種，主要用于戶内開關櫃等閉鎖以戶外手動操作機構閉鎖。

電編碼鎖用于斷路器、電動隔離開關和電動接地刀閘的電氣操作回路的閉鎖。電編碼鎖在電氣原理上相當于一個常開接點，通常被串入到相應的電氣操作回路中。由于原有的操作回路被切斷，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。智能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于閉鎖斷路器和電動刀閘的遠方遙控，電控鎖主要用于閉鎖臨時接地線、網門、櫃門、間隔門等設備，它具有采集設備狀态的特點。

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，設備的運行狀态和選擇切換開關的狀态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（彙控箱、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，确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：這類設備通常采用機械鎖的方式來實現閉鎖，由于監控系統沒有采集這些設備，在要求所有設備狀态在線的情況下，也可采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采用的閉鎖方式還是機械閉鎖，由于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态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：對于這類電動操作設備，由于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）應采用遙控閉鎖終端實現電氣回路強制閉鎖；間隔層操作（彙控櫃、端子箱）可采用電編碼鎖閉鎖電氣操作回路；也可采用閉鎖盒将就地操作按鈕罩住實現強制閉鎖；設備層操作（電腦鑰匙箱）可采用電編碼鎖閉鎖電氣操作回路，也可采用機械編碼鎖閉鎖電腦鑰匙箱門的方式。

注意事項

1、确保防誤主機與現場設備的位置時刻保持一緻

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緻。在正常操作的情況下，操作完畢後使用電腦鑰匙及時回傳，并保證監控系統發送給防誤主機的實遙信正确無誤。特别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，确保兩者位置一緻。

2、确保唯一操作權

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權限，隻有獲得了操作權的對象才能夠對該設備進行操作。對于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權限的問題，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，解決操作權限唯一的問題。