文／王建國 葛洪建 王長纓 吳青萍 姚敏 王飛

0 前言

互感器現(xiàn)場測試安全智能保護系統(tǒng)建設研究作為國網(wǎng)河北省電力公司2010年科技項目已經(jīng)實施完成。HEFT型互感器現(xiàn)場測試安全保護裝置的問世應該說為推動我國互感器現(xiàn)場測試安全的深入研究作了一些有益的理論探討和在實踐意義上的一點貢獻。

電力互感器作為智能電網(wǎng)安全的主要守護神之一其自身的安全性及其測試試驗的安全關系到整個電力系統(tǒng)的安全。我們知道保護用互感器是電網(wǎng)正常運行的第一道安全屏障，電流互感器二次開路、電壓互感器短路都會帶來比較嚴重的后果。就目前而言，10kV組合互感器在電能計量測試中的比例大幅度提高，其現(xiàn)場測試的客觀需要及安全防護更凸顯出迫切需要。因此，對于電力互感器測試安全的系統(tǒng)研究是必要的。電力互感器的安全試驗在JJG1021-2007電力互感器檢定規(guī)程里主要有絕緣測試的說明，檢定規(guī)程對電力互感器本身的測試安全并不可能全面涵蓋。

就目前國內(nèi)外電力互感器一般的測試（與規(guī)程涉及的內(nèi)容同）一般被劃分為傳統(tǒng)測試法和間接測試法。習慣上我們按設備的硬件條件分為實驗室測試和現(xiàn)場測試兩個內(nèi)容，也由此提出了互感器測試設備發(fā)展的方向?；ジ衅鞯膫鹘y(tǒng)測試法，即按照互感器的實際運行方式，給互感器一次升流或升壓，將標準器和被試互感器的二次差流（壓）的數(shù)值（復數(shù)值）測量出來，進行矢量分解和計算，校驗儀直接采集被測互感器和標準互感器之間差值電壓或差值電流，進行矢量分解、計算，從而得出被測互感器的誤差。只要在規(guī)程給定的誤差允許值范圍就可以認定該被試互感器是否合格。間接測試法一般通俗的被稱為低校高法，本質(zhì)上還是比較法原理，其主要的區(qū)別在于降低了互感器一次大電流（高電壓）的相對苛刻的電源條件，但對于測試過程需要的安全條件還是不變的。兩種測試法基本涵蓋了目前互感器測試方法。間接法設備對于電壓互感器現(xiàn)場檢定裝置來說，其裝置的輸出的最高電壓為550V到3000V，并且在三相測試轉(zhuǎn)接線時，測試人員會碰到被電擊的情形，其本身的使用安全存在一定的隱患，其雖然從二次側(cè)輸入電壓屬于相對低電壓，但由于互感器的電壓比與匝數(shù)是正比例關系，一次側(cè)被檢互感器高壓端還會產(chǎn)生高電壓。

1 現(xiàn)場互感器測試系統(tǒng)安全要素的分析

在該系統(tǒng)設計中，研究發(fā)現(xiàn)需要提出安全域的概念，旨在確定測試系統(tǒng)的（包括人員和設備）安全基準，將人與設備及其危險要素的接觸界面（包括增加強制放電步驟和測試換接線等）限定在絕對安全的范圍內(nèi)。我們知道，不同高壓等級其安全范圍（不同電壓等級的安全距離已經(jīng)有國家標準）是不同的，不同的工礦要求人機響應也應該有所區(qū)別，比如升壓器的一次電壓安全值整定、聲音、色彩、時間等測試要素對系統(tǒng)工作的影響等等，因此，我們認為安全基準在系統(tǒng)中是多要素特征，而且這些要素相互離散，彼此互不作用。比如，電源開關啟、停分別用不同色彩標識，一般紅色為停止、綠色為接通。又比如聲音，不同分貝的聲音訊響，其表示不同的故障級別。再有10KV規(guī)程規(guī)定安全距離為0.7米，35KV為1.0米等等。那么如何使得測試系統(tǒng)的每個要素都能與安全系統(tǒng)協(xié)調(diào)呢？我們認為，建立安全域就可以把各系統(tǒng)安全要素實現(xiàn)統(tǒng)籌管理控制，使防護單元的各個要素與人機程式化要素協(xié)調(diào)統(tǒng)一。一般來說，規(guī)程規(guī)定的安全距離是一個靜態(tài)參考值，并且可以理解為是三維幾何量。對系統(tǒng)安全作業(yè)來說還不夠，比如人員現(xiàn)場摔倒的意外事件等。就互感器現(xiàn)場測試來說也會根據(jù)產(chǎn)品經(jīng)常在戶外使用的通用技術條件，如現(xiàn)場環(huán)境的多樣性、系統(tǒng)穩(wěn)定性、防電磁輻射干擾、防雷擊浪涌、防電快速脈沖群、防電壓暫降和中斷、防靜電、耐候性等等成為系統(tǒng)電路設計不可回避的問題，而不同的測試內(nèi)容（電流互感器或者電壓互感器）其電路構(gòu)造其所關注的安全要素重點也不同。

因此，安全域可以定義為所有安全作用要素與識別控制要素集合的交集。

其公式:

A={C、B } ∩{W、X } 其中，A為系統(tǒng)安全域，C、B 等代表各安全作用要素,W、X 代表識別控制要素。

安全域的提出對系統(tǒng)安全要素的軟件集成和動作協(xié)調(diào)設計提供了積極的思路。

2 安全保護系統(tǒng)如何對現(xiàn)有測試設備的安全、測試人員的安全提供保障

安全防護裝置的設計作為安全系統(tǒng)的主要硬件單元，首先要對主要安全要素如大于安規(guī)規(guī)定的安全電壓等高壓危險要素進行實時監(jiān)視和有效控制，對整個測試過程的電壓、電流變化實時智能跟蹤，一旦發(fā)生意外就可以實現(xiàn)切斷輸入危險要素的動作保護以達到迅速切斷（如一次高電壓）的目的，整個動作應小于20ms。其次，將電流互感器二次開路可能導致的高壓電擊和燒毀二次線圈的也同步智能監(jiān)視，使這兩點的安全威脅實施有效的監(jiān)控管理。并通過其系統(tǒng)程式化的測量步驟與整個安全系統(tǒng)智能化銜接，真正實現(xiàn)系統(tǒng)的安全防護。

作為該課題研究的重要的一項內(nèi)容是互感器現(xiàn)場測試安全防護單元裝置的設計和原理性樣機的研制。在現(xiàn)有的互感器實驗室高壓防護裝置的基礎上，對現(xiàn)場安全要素進行了比較系統(tǒng)的分析研究和作用選擇，在安全性設計上重點考慮安全要素的系統(tǒng)協(xié)調(diào)與硬件設備的有機集成。比如，裝置界面的用組態(tài)軟件實現(xiàn)了GB2893-2001《安全色》規(guī)定的色彩要素與控制的對應關系；GB12265.1-1997防止觸及危險區(qū)的安全距離設計；對敏感和極易受到高壓靜電電擊的接線柱換線單元和三相互感器測試條件作了安全措施；對高壓放電及測試程序作了程序上的嚴格限制，實現(xiàn)了軟硬件的安全步驟的程式化需要。

3 結(jié)論

作為正常的電量貿(mào)易結(jié)算測試的需要以及新電站的大量建設，互感器的測試工作量在成倍的增加，原來不以為然的測試安全需要變得更加突出，尤其是遠距離大范圍、定期定量的檢定任務越來越大，各設備廠家的設備差異較大，由此，將互感器現(xiàn)場測試過程的安全要素集中通過智能防護裝置及其系統(tǒng)來實現(xiàn)管理控制，將互感器現(xiàn)場測試安全防護設備作為互感器現(xiàn)場測試配套安全設備來集約、協(xié)調(diào)解決傳統(tǒng)法和間接法檢定是一個有效的解決方案之一。

[1]趙修民,趙屹濤.間接檢定電流互感器方法綜述.首屆電測與儀表學術發(fā)展方向研討會論文集2009.08.8-10.

[2]國家計量檢定規(guī)程JJG1021-2007.電力互感器[S]北京:中國計量出版社,2007.