1 問題的提出
現(xiàn)今市場上的屏柜，如主變保護(hù)屏柜、母線保護(hù)屏柜、主變測控屏柜、遠(yuǎn)動通信屏等多樣化分散的保護(hù)屏柜，占地面積較大、垂直距離高。當(dāng)初設(shè)計(jì)只是為了承載二次設(shè)備，并沒有考慮是否方便檢修人員開展工作。舉例來講，在對屏頂端子排進(jìn)行拆接線時(shí)，身高較矮的檢修人員要踮腳才能操作，若同時(shí)執(zhí)行多面屏的改造任務(wù)，則對其體力和耐力均是挑戰(zhàn);在對保護(hù)裝置進(jìn)行加量調(diào)試時(shí)，屏上缺少專門的空間進(jìn)行穿線，若試驗(yàn)電壓電流回路數(shù)較多，則難以一次性將線插好; 在打開屏柜前門時(shí)，自由活動的柜門會給工作人員的操作造成不便。
針對以上問題，本文提供了一種多功能實(shí)用新型繼電保護(hù)屏柜的設(shè)計(jì)及制造方法。該屏柜能從很大程度上方便檢修人員進(jìn)行現(xiàn)場工作，優(yōu)化工作流程，提高作業(yè)效率。
2 多功能實(shí)用新型繼電保護(hù)屏柜的設(shè)計(jì)原理
與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置屏柜相比，多功能實(shí)用新型繼電保護(hù)屏柜增加了可移動式防風(fēng)桿、繼保儀用穿線擋板、多孔洞電纜穿孔、折疊臺階等 4 大實(shí)用功能。
2． 1 可移動式防風(fēng)桿
圖 1 為安裝在屏柜前底部的可移動式防風(fēng)桿。防風(fēng)桿由高強(qiáng)度不銹鋼制成，具有很高的硬度。在柜門底部開設(shè)多個卡槽，柜門打開后可卡在底部不同位置的卡槽處，從而按照柜門打開程度的不同進(jìn)行固定，使其不再因人為誤碰而自由活動，方便工作人員操作裝置面板。
2． 2 繼電保護(hù)測試儀用穿線擋板
圖 2 為安裝在屏前的繼電保護(hù)測試儀( 以下簡稱繼保儀) 用穿線擋板。該擋板為長方形，橫向設(shè)置，插在屏前的開槽處，可沿開槽打開或關(guān)閉。當(dāng)工作人員需要使用繼電保護(hù)測試儀 ( 昂立) 做試驗(yàn)時(shí)，可將擋板抽出，在屏前將電壓、電流等連接線穿至屏后，插在相應(yīng)的端子排上。該空間面積較大，可保證一次性通過多根連接線，方便在保護(hù)改造、定檢、驗(yàn)收的時(shí)候進(jìn)行加量調(diào)試。
2． 3 多孔洞電纜穿孔
圖 3 為屏柜內(nèi)底部的多孔洞電纜穿孔。多個孔洞排成列設(shè)置，每個孔洞均做好標(biāo)記，可供外部電纜穿線，使電纜布局分明，有助于工作人員區(qū)分不同的電纜，特別是在改造前期理順電纜的時(shí)候，可以節(jié)省很多時(shí)間。除此之外，孔洞下方還設(shè)有標(biāo)簽，標(biāo)明電纜的起始位置，使電纜走向更加直觀、明確。
2． 4 折疊臺階
圖 4 為屏柜后底部的折疊臺階。其設(shè)計(jì)的初衷是為了方便工作人員對靠近屏頂?shù)亩俗优胚M(jìn)行接線操作，當(dāng)進(jìn)行屏后登高作業(yè)時(shí)，可將臺階展開，工作人員可踩在臺階上對頂部的端子排進(jìn)行接線; 平常不用時(shí)，折疊臺階疊放在屏柜里。這樣既方便了工作，又有助于后期對端子排進(jìn)行檢查。
3 多功能實(shí)用新型繼電保護(hù)屏柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
如前文所述，多功能實(shí)用新型繼電保護(hù)屏柜具備 4 大**性功能，每一項(xiàng)功能都為解決現(xiàn)場實(shí)際問題、提升工作效率而設(shè)計(jì)。雖然每一項(xiàng)功能都具備很強(qiáng)的實(shí)用性，但將其整合在一臺屏柜上卻并非易事，既要保證功能實(shí)現(xiàn)，又要考慮經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性、復(fù)雜性等因素。經(jīng)過反復(fù)斟酌、研制，*終設(shè)計(jì)完成的多功能實(shí)用新型繼電保護(hù)屏柜如圖 5 所示。
由圖 5 ( a) 可見，繼保儀用穿線擋板安裝在**柜門下方，可移動式防風(fēng)桿連接**柜門與**柜門，卡槽設(shè)置在**柜門下方。由圖 5 ( b) 可見，電纜穿孔在柜體底部兩側(cè)位置，折疊臺階放置在柜體底部中間位置。
4 多功能實(shí)用新型繼電保護(hù)屏柜的實(shí)際應(yīng)用
當(dāng)繼電保護(hù)人員打開屏柜**柜門時(shí)，防風(fēng)桿可以為屏柜前門和屏柜提供穩(wěn)定的連接點(diǎn)且具有伸縮功能，使得柜門能隨工作人員拉開的程度而自由活動。同時(shí)，在屏柜**柜門與防風(fēng)桿接觸處有固定的卡槽，當(dāng)工作人員打開柜門時(shí)，防風(fēng)桿可卡在任一卡槽處而不再移動，避免出現(xiàn)柜門拉開后隨意移動而妨礙操作人員工作的情況。
當(dāng)繼電保護(hù)人員用繼保儀做調(diào)試試驗(yàn)時(shí)，為了讀數(shù)方便，通常將繼保儀放在屏前位置。此時(shí)，可將擋板抽出，將電流、電壓等連線從露出的空間穿至屏后，接在相應(yīng)的端子排上。該擋板可以隨穿線的多少調(diào)整拉開長度，既保證通過足夠的接線，又保證不暴露無效的空間，方便試驗(yàn)。當(dāng)工作人員在屏柜背面的端子排上進(jìn)行松緊螺釘、拆接線、安裝保護(hù)模塊等工作時(shí)，可使用掛在屏柜后門工具架內(nèi)的螺絲刀 ( 旋具) 、鉗子、絕緣膠帶等常用工具。這些工具都貼有小型磁鐵，在對工具交替使用的過程中，可將手上的工具隨時(shí)貼在門上，用完后再放回工具架，大大提高了現(xiàn)場作業(yè)效率。
當(dāng)工作過程中需要從屏底穿電纜的時(shí)候，可將兩側(cè)來的電纜順著孔洞一根根穿至屏內(nèi)。孔洞處標(biāo)注了每一根電纜的走向，工作人員不僅可以通過電纜牌明確電纜的去向和功能，而且可以通過孔洞上的標(biāo)注進(jìn)行判斷，避免了因電纜牌丟失而無法確定電纜線芯功能的局面。當(dāng)工作人員對接近屏頂處的端子排進(jìn)行操作時(shí)，可將屏后的折疊臺階拉出來，組成一個小型的木質(zhì)絕緣臺階。站在臺階上拆解端子排上的線，既保證了人身安全，又節(jié)省了人力，使屏柜操作更加人性化。
5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比
為了驗(yàn)證多功能實(shí)用新型繼電保護(hù)屏柜的優(yōu)勢，通過具體試驗(yàn)與傳統(tǒng)屏柜進(jìn)行對比。
某日，繼電保護(hù)人員趕往變電站執(zhí)行保護(hù)定檢任務(wù)。在打開屏柜前門對裝置信息進(jìn)行查看時(shí)，先利用防風(fēng)桿將柜門固定住。接著，將繼保儀擺放就位，通過擋板將電流電壓線穿至屏后，對保護(hù)進(jìn)行加量調(diào)試，發(fā)現(xiàn)差動保護(hù)不能正常動作。然后，檢修人員走到屏后，拉出折疊臺階，站在上面對端子排接線進(jìn)行檢查，找出拒動的原因是電流連片松了。隨后，拿出工具架上的螺絲刀對連片進(jìn)行緊固，順手將螺絲刀吸在**柜門上對其他接線進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置有 2 根跳閘線沒接進(jìn)來。隨即，從孔洞中接進(jìn)來 1 根 4 芯的電纜，并在孔洞處寫上電纜的去向。*后，正確完成了定檢任務(wù)。
投運(yùn)該多功能實(shí)用新型繼電保護(hù)屏柜后，繼電保護(hù)人員的工作效率大大提高，與傳統(tǒng)屏柜相比，定檢工作所用時(shí)間縮短了 20 min，不節(jié)省了作業(yè)時(shí)間，而且使現(xiàn)場更加安全、規(guī)整、條理。為了進(jìn)一步驗(yàn)證，繼電保護(hù)人員又趕往多座變電站進(jìn)行試驗(yàn)對比，對裝置使用前后的工作時(shí)間進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表 1 所示。
可以看出，裝置使用后，平均縮短保護(hù)驗(yàn)收、保護(hù)定檢、保護(hù)改造工作時(shí)間約 20 min，有效提高了繼電保護(hù)人員的工作效率。
5 結(jié)語
本文針對現(xiàn)有繼電保護(hù)裝置屏柜存在的不足，研制了一種具有可移動式防風(fēng)桿、繼保儀用穿線擋板、多孔洞電纜穿孔、折疊臺階等四大**型功能的多功能實(shí)用新型繼電保護(hù)屏柜。該屏柜能使檢修人員的日常工作效率提升，且符合當(dāng)今常規(guī)變電站向智能變電站過渡時(shí)期的關(guān)鍵要求，在繼保裝置功能拓展的基礎(chǔ)上，讓硬件更加 “規(guī)范化” “一體化” “多功能化”，也給智慧電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展提供了思路。
