林逸驹 李戎 曾桂宏
揭阳供电局 522000
摘要：空气开关在电网中的应用非常广泛，主要用于控制回路的通断。断开空气开关的操作常常作为日常设备或回路检修时现场作业的安全措施之一，以确保作业现场的人身安全、设备安全和电网的安全稳定运行，而空气开关锁扣可以有效地防止空气开关的误合。本文基于UPS检修的背景，针对传统的标示牌难以固定且无空开闭锁作用的问题，提出一种可更换标示牌的空气开关锁扣，可有效杜绝由于误合空气开关造成的人身伤亡和设备事故，同时可推广至其它应用场景中，在电力系统日常检修中具有较高的应用价值。
关键词：空气开关，标示牌，锁扣
1，前言
空气开关在电力系统中的使用非常广泛，主要用于控制二次装置或电机设备的电源分合，或控制二次系统各种回路的通断,比如直流空气开关可用于控制变电站自动化系统测控装置电源；交流空气开关可用于控制测控装置的交流采样回路等。当日常设备或回路进行检修时，为了使检修设备与电源或带电设备进行有效隔离，断开空气开关的操作常常作为现场作业的安全措施之一，以降低作业人员的人身触电风险，从而提高操作的安全性。
断开的空气开关如果在作业过程被误合，可能会对检修设备或回路进行送电，不但会危及作业人员的人身安全，还可能会损坏设备或对电网安全运行造成不利影响,所以在对空气开关断开后，需及时有效地对空气开关实施安全措施，目前揭阳电网的主要做法是在空气开关上悬挂“禁止合闸，有人工作”的标示牌，以警示工作人员防止误合操作。
2，应用介绍
2.1应用背景
在大部分应用场景下，空气开关的分合操作都是单一的操作过程，不涉及连锁操作，而电力系统专用UPS系统在逆变器检修过程所涉及的空气开关操作是最为复杂的，空气开关的操作有严格的操作流程和先后步骤。
本应用主要是基于以下两点提出来的：
一是，针对电力系统UPS维修旁路空开防误投。UPS电源设计了维修旁路空气开关，通过市电转换回路及维修旁路空开投入，在电源出现故障时可将负荷转至市电供电，或在对电源本体进行拆卸检修时不影响负荷的供电。市电禁止与经UPS逆变的电压同时向负荷供电，否则不但会烧毁UPS电源设备，而且可能引起供电设备损坏等重大损失。因此，维修旁路空开必须保证UPS电源无逆变输出时才能投入，不能随意投入。
二是，针对双电源冗余配置的电力系统UPS母联空开防误投。双机冗余配置的UPS电源设计了母线联络空开(简称母联空开)，在其中一台电源检修情况下，可通过冗余配置的电源经母线联络空开向负载供电，从而保证了在单电源故障检修期间，负载仍然能够获得不间断逆变供电。冗余配置的双电源禁止同时向负荷供电，否则会造成多电源同时供电，不但会烧毁UPS电源设备，更可能引起供电设备损坏等重大损失。因此，母联空开是不能随意投入的，必须在双UPS同路交流旁路运行下，才能进行合母联操作。
上述两种情况都对维修旁路空开或母联空开的投入提出了严格的要求。但目前解决这一问题的做法是，在“维修旁路空开”或者“母联空开”处悬挂标示牌或是粘贴警示标签，以提醒操作人员防止误合空开。但现有的标示牌仅依靠绳子固定，不便于悬挂在空气开关把手上，即使可以挂上，也很容易掉落，工作过程中常常出现标示牌挂在屏门上等不规范操作。警示标签则存在不可重复使用和容易脱落等问题。
带标示牌的空气开关锁扣的应用，使得标示牌的悬挂固定简便有效，更重要的是可以完全杜绝空气开关误合现象发生，从而确保作业现场的人身安全、设备安全和电网安全，在确保安全的前提下，可以让作业人员全精力地投入到检修工作中，有效地提高了工作效率。
2.2 应用技术原理
带标示牌的空气开关锁扣根据机械限位原理制作而成，如图1所示，锁扣和标示牌由塑料制成，具有良好的绝缘特性，且具有方便携带和操作简单等特点。锁扣主要由本体、弹簧按键和金属插销组成，通过操作锁扣的弹簧按键可以控制前端的金属插销伸缩，弹簧按键的连杆上有限位孔，可用于挂标示牌。标示牌由牌体和挂钩组成，牌体用于粘贴警示文字，挂钩用于悬挂在锁扣上。
空气开关分合操作把手的行程轨道一般均设计有限位孔，检修过程当空气开关断开后，通过按压锁扣弹簧按键，把锁扣前端的插销固定在空气开关的行程限位孔内，从而限制了空气开关把手的操作，再在锁扣弹簧按键的行程限位孔上挂上标示牌，标示牌的挂钩可以限制弹簧按键的按压操作，从而实现闭锁功能。当进行空气开关操作时，需要先摘下标示牌，再拿下锁扣，才能进行操作。而且标示牌可以根据UPS现场运行需求进行设计和更换。
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2.3 应用意义
带标示牌的空气开关锁扣在UPS检修工作中对相关的空气开关进行闭锁，可有效地防止其他人员误合开关而造成的人身、设备和电网安全问题，且可在电力系统的很多场景中推广应用，对电网二次系统安全措施的实施和发展具有重要的推动作用，客观上有利于电力企业经济效益的增长，具有重要的应用意义。
第一，锁扣的制作和维护成本低，基本适用于电网二次系统中所有类型的空气开关，推广空间大、难度低。第二，锁扣携带方便、操作简易、日常运维管理方便，其使用不会对空气开关本身造成机械损害，也不影响其它设备的正常运行。锁扣更换标示牌操作简单，可通过不同的文字和颜色以提供不同的警示作用。第三，锁扣提供了绝对安全可靠的闭锁功能，锁扣可以闭锁空气开关的操作，标示牌可以闭锁锁扣的操作，可以完全杜绝误合的可能性。
3，总结
综上所述，带标示牌的空气开关锁扣在电网UPS检修中的应用，可以有效地杜绝由于误合空气开关造成的人身伤亡和设备事故，同时可以推广至其它空气开关的应用场景中，在电力系统日常检修中具有较高的应用价值，对电网的安全、高效、经济运行具有重要的作用。
参考文献
[1] 贾罡，李超.低压空气开关专用防止误操作锁,中华人民共和国国家知识产权局,2019.3.
[2] 贾罡,池锐敏,李超.低压空气开关专用防止误操作锁具在变电站现场的应用[J].科技风,2018.12.
资金来源：揭阳供电局2020年职创项目《一种可更换标示牌的空气开关锁扣》