CN112509850A - 地刀电气闭锁装置及具有其的线路间隔 - Google Patents

地刀电气闭锁装置及具有其的线路间隔 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地刀电气闭锁装置及具有其的线路间隔，该装置包括：供电单元、合闸支路、分闸支路及地刀操作机构箱，地刀操作机构箱设有合闸控制端和分闸控制端，合闸支路与供电单元及合闸控制端电连接，分闸支路与供电单元及分闸控制端电连接；合闸支路包括线路开关辅助触点及至少一个合闸开关，全部合闸开关并联连接，线路开关辅助触点与合闸开关串联连接，合闸支路用于根据线路开关辅助触点及合闸开关的开关状态控制地刀操作机构箱执行合闸操作；分闸支路包括至少一个分闸开关，至少一个分闸开关并联连接，分闸支路用于根据分闸开关的开关状态控制地刀操作机构箱执行分闸操作。本发明通过设置刀闸无条件分闸的电气闭锁装置，提高工作效率。

Description

地刀电气闭锁装置及具有其的线路间隔
技术领域
本发明涉及电力系统防误闭锁技术领域，尤其涉及一种地刀电气闭锁装置及具有其的线路间隔。
背景技术
地刀全称接地刀闸，是连接带电部分和接地的设备，其主要作用是在有检修工作时，作为防止工作地点带电的安全措施。在变电站电气倒闸操作过程中，存在带负荷分合刀闸、带地刀送电或带电合地刀等误操作，轻则损坏设备，重则造成大面积停电、电网振荡瓦解甚至人身触电伤亡事故，因此，需要进行防误闭锁设计。
目前，防误闭锁装置包括微机防误系统、电气闭锁系统及电磁闭锁系统，其中，电气闭锁系统是指在刀闸或者地刀的控制回路中串联相应的闭锁逻辑开关、刀闸或地刀的辅助触点，当且仅当电路满足闭锁逻辑时，对应的控制回路导通，方可执行分闸或者合闸操作。根据电力系统的“五防”要求，只有在设备刀闸和断路器均断开时，地刀才能执行合闸操作，正常运行状态下，地刀必须断开，现有的地刀的电气闭锁系统通常将合闸与分闸按钮或者支路并联连接，其存在以下问题：
现有的地刀的电气闭锁系统的分闸与合闸的闭锁逻辑相同，即只有当刀闸和断路器均断开时，才能执行地刀的合闸或者分闸操作，在电力设备转检修后，根据工作需要有时将断路器合上，例如，在执行断路器机械性能测试工作时需要将断路器合上，此时由于电气闭锁系统的存在，地刀分闸控制回路断路，地刀无法执行分闸操作，若要执行地刀分闸操作，则需要先将断路器断开，导致操作步骤繁杂，影响现场作业效率。
发明内容
本发明提供一种地刀电气闭锁装置，能够无条件执行地刀分闸操作，解决了现有的地刀分闸与合闸闭锁逻辑相同导致的工作效率低的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种地刀电气闭锁装置，包括：供电单元、合闸支路、分闸支路及地刀操作机构箱，所述地刀操作机构箱设有合闸控制端和分闸控制端，所述合闸支路的第一端与所述供电单元电连接，所述合闸支路的第二端与所述合闸控制端电连接，所述分闸支路的第一端与所述供电单元电连接，所述分闸支路的第二端与所述分闸控制端电连接；所述合闸支路包括线路开关辅助触点及至少一个合闸开关，其中，线路开关包括断路器、母线侧刀闸及线路侧刀闸，所述至少一个合闸开关并联连接，所述线路开关辅助触点与所述至少一个合闸开关串联连接，所述合闸支路用于根据所述线路开关辅助触点及所述至少一个合闸开关的开关状态控制所述地刀操作机构箱执行合闸操作；所述分闸支路包括至少一个分闸开关，所述至少一个分闸开关并联连接，所述分闸支路用于根据所述至少一个分闸开关的开关状态控制所述地刀操作机构箱执行分闸操作。
可选地，所述线路开关辅助触点包括：串联连接的母线侧刀闸辅助触点、断路器辅助触点及线路侧刀闸辅助触点，所述母线侧刀闸辅助触点、所述断路器辅助触点及所述线路侧刀闸辅助触点为常闭型辅助触点。
可选地，所述分闸支路还包括所述母线侧刀闸辅助触点及所述线路侧刀闸辅助触点，所述母线侧刀闸辅助触点与所述线路侧刀闸辅助触点串联连接形成分闸闭锁支路，所述分闸闭锁支路与所述至少一个分闸开关串联连接。
可选地，所述分闸支路用于根据所述母线侧刀闸辅助触点、所述线路侧刀闸辅助触点及所述至少一个分闸开关的开关状态控制所述地刀操作机构箱执行分闸操作。
可选地，所述母线侧刀闸辅助触点包括第一母线侧刀闸辅助触点及第二母线侧刀闸辅助触点，所述第一母线侧刀闸辅助触点与所述第二母线侧刀闸辅助触点串联连接。
可选地，所述至少一个合闸开关包括就地合闸开关及远程合闸开关，所述至少一个分闸开关包括就地分闸开关及远程分闸开关，所述就地分闸开关及所述远程分闸开关为常开型开关，所述分闸支路用于在所述就地分闸开关及所述远程分闸开关中任一个闭合时，控制所述地刀操作机构箱执行分闸操作。
可选地，所述地刀操作机构箱还设有接地端，所述接地端通过常闭型急停开关接地。
可选地，所述供电单元包括交流电源和电源开关，所述电源开关的第一端与所述交流电源电连接，所述电源开关的第二端分别与所述合闸支路的第一端及所述分闸支路的第一端电连接。
第二方面，本发明实施例还提供了一种具有地刀电气闭锁装置的线路间隔，用于将电源线路连接到母线系统，包括母线侧刀闸、线路侧刀闸、断路器、地刀及上述地刀电气闭锁装置，所述断路器的第一端通过所述母线侧刀闸与所述母线系统电连接，所述断路器的第二端通过所述线路侧刀闸与所述电源线路电连接，所述地刀电气闭锁装置用于控制所述地刀分闸或者合闸动作。
可选地，所述地刀包括母线侧地刀及电流互感器侧地刀。
本发明实施例提供的具有地刀电气闭锁装置的线路间隔，该地刀电气闭锁装置设置供电单元、合闸支路、分闸支路及地刀操作机构箱，合闸支路设置线路开关辅助触点和至少一个合闸开关，至少一个合闸开关并联连接，线路开关辅助触点与并联连接的至少一个合闸开关串联连接，合闸支路用于根据线路开关辅助触点和至少一个合闸开关的开关状态控制地刀操作机构箱执行合闸操作；分闸支路包括并联连接的至少一个分闸开关，分闸支路用于根据至少一个分闸开关的开关状态控制地刀操作机构箱执行分闸操作，能够无条件执行地刀分闸操作，同时保证地刀合闸操作的安全闭锁，解决了现有的地刀分闸与合闸闭锁逻辑相同的问题，有利于简化分闸控制逻辑，提高现场作业效率。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种地刀电气闭锁装置的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种地刀电气闭锁装置的电气原理图；
图3是本发明实施例一提供的另一种地刀电气闭锁装置的电气原理图；
图4是本发明实施例二提供的一种地刀电气闭锁装置的电气原理图；
图5是本发明实施例三提供的一种具有地刀电气闭锁装置的线路间隔的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种地刀电气闭锁装置的结构示意图，本实施例可适用于刀闸的合闸控制回路与分闸控制回路相互独立的应用场景，可实现刀闸的无条件分闸操作。
如图1所示，该地刀电气闭锁装置100包括：供电单元10、合闸支路20、分闸支路30及地刀操作机构箱40，地刀操作机构箱40设有合闸控制端X1和分闸控制端X2，其中，地刀操作机构箱40内部设置地刀驱动机构，典型地，地刀驱动机构包括电机及其控制单元，若合闸支路20导通，则合闸控制端X1与供电单元10接通，合闸控制端X1得电，地刀驱动机构执行地刀合闸操作，地刀闭合；若分闸支路30导通，则分闸控制端X2与供电单元10接通，分闸控制端X2得电，地刀驱动机构执行地刀分闸操作，拉开地刀。
在本实施例中，合闸支路20设置电气闭锁，分闸支路30未设置电气闭锁，实现无条件分闸操作，具体电路结构如下：
结合参考图1所示，合闸支路20的第一端与供电单元10电连接，合闸支路20的第二端与合闸控制端X1电连接，分闸支路30的第一端与供电单元10电连接，分闸支路30的第二端与分闸控制端X2电连接；合闸支路20包括至少一个线路断路器/刀闸辅助触点210及至少一个合闸开关220，至少一个线路开关辅助触点210串联连接，至少一个合闸开关220并联连接，线路开关辅助触点210与至少一个合闸开关220串联连接，合闸支路20用于根据线路开关辅助触点210及至少一个合闸开关220的开关状态控制地刀操作机构箱执行合闸操作；分闸支路30包括至少一个分闸开关310，至少一个分闸开关310并联连接，分闸支路30用于根据至少一个分闸开关310的开关状态控制地刀操作机构箱40执行分闸操作。
其中，线路开关是指设置于电源线路与母线系统之间的开关装置，典型地，线路开关可包括母线侧刀闸、线路侧刀闸、断路器等，线路开关辅助触点210是指的与线路开关联动动作的辅助触点，根据电力系统的“五防”要求，可将用于线路开关的辅助触点与合闸开关220串联连接，可设置线路开关辅助触点210为常闭型触点。
在本实施例中，该电气闭锁装置的合闸支路20，在满足特定闭锁逻辑的条件下，控制地刀合闸。
具体地，若线路开关全部断开，则线路开关辅助触点210全部闭合，操作人员可通过将合闸开关220闭合或者断开控制合闸支路20的通断；若线路开关中的至少一个闭合，则对应的线路开关辅助触点210断开，合闸支路20断开，操作人员无法控制地刀合闸。若合闸支路20导通，则合闸控制端X1通过合闸支路20与供电单元10电连接，合闸控制端X1得电，地刀操作机构箱40驱动电机回路部分执行合闸操作，地刀闭合。
在本实施例中，该电气闭锁装置的分闸支路30，无需任何条件，即可实现地刀分闸控制。
具体地，在进行现场作业时，若操作人员将分闸开关310中的任意一个闭合，则分闸支路30导通，分闸控制端X2通过分闸支路30与供电单元10电连接，分闸控制端X2得电，地刀操作机构箱40驱动电机回路部分执行分闸操作，拉开地刀；若操作人员将分闸开关310全部断开，则分闸支路30断开，分闸控制端X2断电，地刀操作机构箱40不执行分闸操作，地刀保持当前的状态不变。
本发明实施例提供的地刀电气闭锁装置，设置合闸支路和分闸支路，合闸支路设置防误闭锁结构，分闸支路不设置防误闭锁结构，合闸支路根据线路开关辅助触点和至少一个合闸开关的开关状态控制地刀操作机构箱执行合闸操作；分闸支路据分闸开关的开关状态控制地刀操作机构箱执行分闸操作，能够无条件执行地刀分闸操作，同时保证地刀合闸操作的安全闭锁，解决了现有的地刀分闸与合闸闭锁逻辑相同的问题，有利于简化分闸控制逻辑，提高现场作业效率。
图2是本发明实施例一提供的一种地刀电气闭锁装置的电气原理图。
可选地，如图2所示，供电单元10包括交流电源110和电源开关K10，电源开关K10的第一端与交流电源110电连接，电源开关K10的第二端分别与合闸支路20的第一端及分闸支路30的第一端电连接。
其中，交流电源110可为220V交流电源，电源开关K10可为空气开关，在进行现场作业时，将电源开关K10闭合，使得合闸支路20与分闸支路30分别连接交流电源110。
在本实施例中，交流电源110通过合闸支路20连接至合闸控制端X1，合闸支路20设置线路开关辅助触点210与合闸开关220串联，实现电气防误闭锁，交流电源110通过分闸支路30连接至分闸控制端X2，分闸支路30仅设置分闸开关310，若分闸开关310闭合，则分闸控制端X2得电，地刀操作机构箱40执行分闸操作。
可选地，如图2所示，至少一个合闸开关220包括就地合闸开关220J及远程合闸开关220Y，至少一个分闸开关310包括就地分闸开关310J及远程分闸开关310Y，就地分闸开关310J及远程分闸开关310Y为常开型开关，分闸支路30用于在就地分闸开关310J及远程分闸开关310Y中任一个闭合时，控制地刀操作机构箱40执行分闸操作。
在本实施例中，就地合闸开关220J可为按钮型常开开关，远程合闸开关220Y可为微机模拟开关，就地分闸开关310J可为按钮型常开开关，远程分闸开关310Y可为微机模拟开关。
当然，上述说明仅作为开关选型的示例，在保证合闸支路20及分闸支路30的闭锁逻辑不变的前提下，就地合闸开关220J、远程合闸开关220Y、就地分闸开关310J及远程分闸开关310Y也可替换成其他类型的开关装置，对此不作限制。
具体地，若操作人员将就地分闸开关310J及远程分闸开关310Y中任一个闭合，则分闸支路30导通，分闸控制端X2得电，地刀操作机构箱40执行分闸操作，拉开地刀。
可选地，如图2所示，线路开关辅助触点210包括：串联连接的母线侧刀闸辅助触点211、断路器辅助触点212及线路侧刀闸辅助触点Q3G母线侧刀闸辅助触点、断路器辅助触点及线路侧刀闸辅助触点为常闭型辅助触点。
在本实施例中，断路器辅助触点212包括a相断路器辅助触点DLa、b相断路器辅助触点DLb及c相断路器辅助触点DLc，三相断路器辅助触点DLa、DLb、DLc串联连接，实现线路断路器与合闸开关220的电气防误闭锁。
可选地，如图2所示，母线侧刀闸辅助触点211包括第一母线侧刀闸辅助触点Q1G及第二母线侧刀闸辅助触点Q2G，第一母线侧刀闸辅助触点Q1G与第二母线侧刀闸辅助触点Q2G串联连接。
在本实施例中，在220kV的输电线路中，通常设置双母线接线方式，第一母线侧刀闸辅助触点Q1G可用于连接第一母线，第二母线侧刀闸辅助触点Q2G可用于连接第二母线，实现双母线线路中母线侧刀闸与合闸开关220的电气防误闭锁，提高系统安全性。
图3是本发明实施例一提供的另一种地刀电气闭锁装置的电气原理图。
可选地，如图3所示，地刀操作机构箱40还设有接地端X3，接地端X3通过常闭型急停开关K40接地。
其中，急停开关K40可通过连接至交流线路的零线实现等效接地。
在本实施例中，在进行现场作业时，操作人员可通过按压急停开关K40，断开合闸回路及分闸回路，使得地刀操作机构箱40断电停机，提高系统安全性。
实施例二
基于上述实施例，本发明还提供了一种地刀电气闭锁装置。图4是本发明实施例二提供的一种地刀电气闭锁装置的电气原理图。
可选地，如图4所示，分闸支路30还包括母线侧刀闸辅助触点211及线路侧刀闸辅助触点Q3G，母线侧刀闸辅助触点211与线路侧刀闸辅助触点Q3G串联连接形成分闸闭锁支路，分闸闭锁支路与并联连接的分闸开关310串联连接。
在本实施例中，合闸支路20的防误闭锁结构与上述实施例相同，在此不再赘述。
基于上述实施例可知，在双母线输电线路中，母线侧刀闸辅助触点211可包括第一母线侧刀闸辅助触点Q1G及第二母线侧刀闸辅助触点Q2G，第一母线侧刀闸辅助触点Q1G与第二母线侧刀闸辅助触点Q2G串联连接，实现双母线线路母线侧刀闸、线路侧刀闸与分闸开关310的电气防误闭锁，提高系统安全性。
可选地，分闸支路30用于根据母线侧刀闸辅助触点211、线路侧刀闸辅助触点Q3G及至少一个分闸开关310的开关状态控制地刀操作机构箱执行分闸操作。
具体地，结合参考图4所示，在进行现场作业时，若母线侧刀闸及线路侧刀闸全部断开，则第一母线侧刀闸辅助触点Q1G、第二母线侧刀闸辅助触点Q2G及线路侧刀闸辅助触点Q3G全部闭合，操作人员可通过将分闸开关310闭合或者断开控制分闸支路30的通断；若母线侧刀闸及线路侧刀闸中的至少一个闭合，则对应的开关辅助触点210断开，分闸支路30断开，操作人员无法利用分闸开关310控制地刀合闸。
在母线侧刀闸及线路侧刀闸全部断开的条件下，若操作人员将分闸开关310中的任意一个闭合，则分闸支路30导通，分闸控制端X2通过分闸支路30与供电单元10电连接，分闸控制端X2得电，地刀操作机构箱40执行分闸操作，拉开地刀；若操作人员将分闸开关310全部断开，则分闸支路30断开，分闸控制端X2断电，地刀操作机构箱40不执行分闸操作，地刀保持当前的状态不变。
由此，本实施例取消了线路断路器与分闸开关的闭锁设计，可以避免设备转检修后切断断路器，减少操作步骤，提高作业效率。
实施例三
基于上述实施例，本发明实施例还提供了一种具有地刀电气闭锁装置的线路间隔，该线路间隔用于将电源线路连接到母线系统，本实施例可适用于线路间隔地刀的合闸控制回路与分闸控制回路相互独立的应用场景，可实现线路间隔地刀的无条件分闸操作。
图5是本发明实施例三提供的一种具有地刀电气闭锁装置的线路间隔的结构示意图。
如图5所示，该线路间隔200包括母线侧刀闸Q1(Q2)、线路侧刀闸Q3、断路器DL、地刀B0(B1)、电流互感器CT及上述地刀电气闭锁装置100，断路器DL的第一端通过母线侧刀闸Q1(Q2)与母线系统1M(2M)电连接，断路器DL的第二端通过线路侧刀闸Q3与电源线路L电连接，电流互感器CT设置于断路器DL与线路侧刀闸Q3之间，地刀电气闭锁装置100用于控制地刀B0(B1)分闸或者合闸动作。
在本实施例中，地刀电气闭锁装置100的分闸支路不设置防误闭锁结构，地刀无无条件分闸。
其中，母线侧刀闸包括第一母线侧刀闸Q1和第二母线侧刀闸Q2。
可选地，地刀包括母线侧地刀B0、电流互感器侧地刀B1。
在本实施例中，地刀电气闭锁装置100可设置于母线侧地刀B0的控制回路中，实现母线侧地刀B0的防误闭锁控制；地刀电气闭锁装置100还可设置于电流互感器侧地刀B1的控制回路中，实现电流互感器侧地刀B1的防误闭锁控制。
在本实施例中，母线侧地刀B0及电流互感器侧地刀B1分别设置独立的地刀电气闭锁装置100，母线侧地刀B0及电流互感器侧地刀B1的地刀电气闭锁装置100的合闸支路的闭锁逻辑可以相同或者不同，对此不作限制。
需要说明的是，可根据线路间隔中设置的刀闸及开关调整地刀电气闭锁装置100的合闸支路的具体结构，实现特定的地刀合闸闭锁逻辑，对合闸支路的具体结构不作限制。
本发明实施例提供的线路间隔，设置地刀电气闭锁装置，该地刀电气闭锁装置设置供电单元、合闸支路、分闸支路及地刀操作机构箱，合闸支路设置线路开关辅助触点和至少一个合闸开关，至少一个合闸开关并联连接，线路开关辅助触点与并联连接的至少一个合闸开关串联连接，合闸支路用于根据线路开关辅助触点和至少一个合闸开关的开关状态控制地刀操作机构箱执行合闸操作；分闸支路包括并联连接的至少一个分闸开关，分闸支路用于根据至少一个分闸开关的开关状态控制地刀操作机构箱执行分闸操作，能够无条件执行地刀分闸操作，同时保证地刀合闸操作的安全闭锁，解决了现有的地刀分闸与合闸闭锁逻辑相同的问题，有利于简化分闸控制逻辑，提高现场作业效率。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种地刀电气闭锁装置，其特征在于，包括：供电单元、合闸支路、分闸支路及地刀操作机构箱，所述地刀操作机构箱设有合闸控制端和分闸控制端，所述合闸支路的第一端与所述供电单元电连接，所述合闸支路的第二端与所述合闸控制端电连接，所述分闸支路的第一端与所述供电单元电连接，所述分闸支路的第二端与所述分闸控制端电连接；
所述合闸支路包括线路开关辅助触点及至少一个合闸开关，其中，线路开关包括断路器、母线侧刀闸及线路侧刀闸，所述至少一个合闸开关并联连接，所述线路开关辅助触点与并联连接的所述至少一个合闸开关串联连接，所述合闸支路用于根据所述线路开关辅助触点及所述至少一个合闸开关的开关状态控制所述地刀操作机构箱执行合闸操作；
所述分闸支路包括至少一个分闸开关，所述至少一个分闸开关并联连接，所述分闸支路用于根据所述至少一个分闸开关的开关状态控制所述地刀操作机构箱执行分闸操作。
2.根据权利要求1所述的地刀电气闭锁装置，其特征在于，所述线路开关辅助触点包括：串联连接的母线侧刀闸辅助触点、断路器辅助触点及线路侧刀闸辅助触点，所述母线侧刀闸辅助触点、断路器辅助触点及所述线路侧刀闸辅助触点为常闭型辅助触点。
3.根据权利要求2所述的地刀电气闭锁装置，其特征在于，所述分闸支路还包括所述母线侧刀闸辅助触点及所述线路侧刀闸辅助触点，所述母线侧刀闸辅助触点与所述线路侧刀闸辅助触点串联连接形成分闸闭锁支路，所述分闸闭锁支路与并联连接的分闸开关串联连接。
4.根据权利要求3所述的地刀电气闭锁装置，其特征在于，所述分闸支路用于根据所述母线侧刀闸辅助触点、所述线路侧刀闸辅助触点及所述至少一个分闸开关的开关状态控制所述地刀操作机构箱执行分闸操作。
5.根据权利要求2-4任一项所述的地刀电气闭锁装置，其特征在于，所述母线侧刀闸辅助触点包括第一母线侧刀闸辅助触点及第二母线侧刀闸辅助触点，所述第一母线侧刀闸辅助触点与所述第二母线侧刀闸辅助触点串联连接。
6.根据权利要求1或2所述的地刀电气闭锁装置，其特征在于，所述至少一个合闸开关包括就地合闸开关及远程合闸开关，所述至少一个分闸开关包括就地分闸开关及远程分闸开关，所述就地分闸开关及所述远程分闸开关为常开型开关，所述分闸支路用于在所述就地分闸开关及所述远程分闸开关中任一个闭合时，控制所述地刀操作机构箱执行分闸操作。
7.根据权利要求1-4任一项所述的地刀电气闭锁装置，其特征在于，所述地刀操作机构箱还设有接地端，所述接地端通过常闭型急停开关接地。
8.根据权利要求1-4任一项所述的地刀电气闭锁装置，其特征在于，所述供电单元包括交流电源和电源开关，所述电源开关的第一端与所述交流电源电连接，所述电源开关的第二端分别与所述合闸支路的第一端及所述分闸支路的第一端电连接。
9.一种具有地刀电气闭锁装置的线路间隔，用于将电源线路连接到母线系统，其特征在于，包括母线侧刀闸、线路侧刀闸、断路器、地刀、电流互感器及权利要求1-8任一项所述的地刀电气闭锁装置，所述断路器的第一端通过所述母线侧刀闸与所述母线系统电连接，所述断路器的第二端通过所述线路侧刀闸与所述电源线路电连接，所述电流互感器设置于所述断路器与所述线路侧刀闸之间，所述地刀电气闭锁装置用于控制所述地刀分闸或者合闸动作。
10.根据权利要求9所述的具有地刀电气闭锁装置的线路间隔，其特征在于，所述地刀包括母线侧地刀及电流互感器侧地刀。
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