盧俊鋒+錢鋒+曹康+陳朝暉+沈鋼強

摘??要：當前，變電所高壓開關柜內(nèi)含各種電力設備及儀器，應用極其廣泛。由于設備運行狀態(tài)不同，內(nèi)部電力環(huán)境異常復雜。因此，高壓開關柜上用于防止誤入帶電間隔的防誤閉鎖裝置至關重要，它直接關系到操作人員的人身安全。為了進一步提高防誤閉鎖裝置的可靠性，根據(jù)現(xiàn)場實際情況設計了一種新型防誤入帶電間隔預警裝置。該裝置可靠性高，可以有效減少誤入高壓開關柜帶電間隔的事故發(fā)生。

關鍵詞：高壓開關柜;帶電間隔;預警裝置;用電安全

中圖分類號：TM63;TM73????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.077

根據(jù)近兩年國家電網(wǎng)公司安全事故通報統(tǒng)計，多數(shù)誤入帶電間隔的事故都造成了工作人員死亡的惡性事故。大部分事故是由于工作人員沒有正確認識到安全措施的重要性，或者根本沒有采取相關安全技術措施，從而誤入帶電間隔，造成與帶電設備的安全距離不足，最終導致人員觸電死亡。誤入帶電間隔事故的頻發(fā)說明現(xiàn)有高壓開關柜的防誤閉鎖裝置在一定程度上尚不能保障操作安全，甚至存在致命的安全隱患，因此，有待進一步改進。

針對目前操作人員誤入帶電間隔所引發(fā)的事故，本文提出一種具有報警功能的防誤入帶電間隔預警裝置，即在高壓開關柜操作人員誤入帶電間隔時，安裝在高壓開關柜上的防誤閉鎖裝置能夠及時發(fā)出明顯的告警信號，從而有效降低事故的發(fā)生率。

1??工況及防誤閉鎖裝置現(xiàn)狀

1.1??工況分析

a.運行中開關柜的危險區(qū)域??b.線路及線路壓變帶電，但母線?????c.母線及母線壓變帶電，但線路及

及母線壓變不帶電的危險區(qū)域????????線路壓變不帶電的危險區(qū)域

圖1??不同運行情形下高壓開關柜的帶電情況以及危險區(qū)域

當前，各變電所所用的高壓開關柜型號和規(guī)格不盡相同，但原理基本一致。因此，本文以KYN44-12型開關柜為例進行解析。該類高壓開關柜的線路變壓器安裝于柜體側下方。設備高壓開關柜在不同的運行方式下，其帶電部分也各不相同。我

們對不同運行情形下高壓開關柜的帶電情況以及危險區(qū)域進行了標識，如圖1所示。一般開關柜的設置與KYN44-12型開關柜一樣，分為柜體前部（開關室）和柜體后部（電纜室或母線室）兩個作業(yè)面。而一般變電所開關室內(nèi)為多個開關柜一字排開，但現(xiàn)場只有一個工作負責人，前、后作業(yè)面均有工作時，很可能無法隨時監(jiān)護另一側的人員。此時，防誤閉鎖裝置的告警就顯得極其重要。

1.2??防誤閉鎖裝置現(xiàn)狀

我們首先對變電所現(xiàn)有防誤閉鎖裝置進行了調(diào)研，整理、歸納結果如表1所示。

表1??防誤入帶電間隔裝置情況

序號

類型

安裝位置

安全不足

1

微機五防鎖

（電子掛鎖）

前柜門、后柜門、觸頭盒活門

有后門按鍵，可違章解鎖

2

帶電閉鎖裝置

（電磁鎖）

前柜門、后柜門

產(chǎn)品閉鎖強度有限，易損壞

3

地刀閉鎖

后柜門

進行電纜室作業(yè)時，可解鎖

4

后柜門螺絲

后柜門

可直接打開，防護強度弱

5

柜門機械鎖

前柜門、后柜門

無需鑰匙，可用起子解鎖

6

柜內(nèi)觸頭盒活門

手車室內(nèi)

人力即可打開，防護強度弱

7

觸頭盒活門上鎖

手車室內(nèi)

使用微機掛鎖，缺點同微機掛鎖，且影響檢修作業(yè)

由表1可知，現(xiàn)有的防誤閉鎖裝置或多或少還存在某方面的不足，且無法發(fā)出明顯、有效的聲光告警。如果作業(yè)中出現(xiàn)誤入帶電間隔的現(xiàn)象，防誤裝置能夠及時發(fā)出聲光告警，就可以在很大限度上避免造成人員觸電傷亡事故。

1.3??事故分析

我們對事故中工作人員的角色和工齡進行了統(tǒng)計分析，結果如圖2所示。從圖中可以看出，大部分人員傷亡事故來自設

備廠家。設備廠家員工并非專業(yè)的檢修人員，對現(xiàn)場設備狀態(tài)不是十分了解，安全意識相對薄弱。從工齡與事故的關系圖中可以發(fā)現(xiàn)，導致事故頻發(fā)的工作人員基本為工作能力、工作經(jīng)驗都較好的中青年員工。通過進一步調(diào)查，我們獲知，隨著工作技能的提升及工作經(jīng)驗的積累，員工的自信心也日益增長，他們相信自己的第一判斷，從而可能導致違章操作。針對這兩類最容易發(fā)生事故的情形，我們研發(fā)了一種能夠起到預警作用的防誤入帶電間隔預警裝置。

圖2??事故角色和工齡統(tǒng)計分析

2??新型防誤入帶電間隔預警裝置

2.1??設計原理

分析上述調(diào)研結果可以看出，已熟練掌握違章解鎖技能的工作人員在精神狀態(tài)不佳，且失去監(jiān)護的情形下，容易發(fā)生違章事故。再加上無法斷定設備帶電與否，從而極易發(fā)生誤入帶電間隔違章事故。針對這些問題，新型防誤入帶電間隔預警裝置應具備以下要素：①帶電設備間隔與不帶電設備間隔應能明顯區(qū)分開來。針對不同操作，工作人員可以一眼認出帶電間隔。②當有人員誤入帶電間隔違章時，第一時間報警，告知違章人員停止繼續(xù)作業(yè)，等待現(xiàn)場負責人來處理。③在發(fā)生誤入帶電間隔報警的同時，工作負責人可以收到訊息前往現(xiàn)場檢查、監(jiān)護。④無后臺解鎖程序，無論是廠家，還是現(xiàn)場工作人員均無法解除。⑤裝置應安全、可靠，不影響原有設備的工作可靠性。

2.2??預警裝置組成

系統(tǒng)方案通過聲、光輔助告警達到預警目的。將預警裝置分為5個模塊：信號模塊、電源模塊、預警模塊、區(qū)分模塊和通知模塊，具體如圖3所示。

圖3??預警系統(tǒng)工作流程初步設計

將設備狀況、人員行為等實際信號轉化為數(shù)字信號，通過預警系統(tǒng)判別轉換，輸出針對工作人員和負責人的信號。下面針對5個模塊分別展開說明。

2.2.1 ?信號模塊

該模塊是用于采集、判別間隔是否帶電的模塊，利用穩(wěn)定可靠、不影響原有系統(tǒng)的信號源采集相關信息。據(jù)調(diào)查，一般變電所均安裝有高壓帶電顯示裝置傳感器，可靠性強、安全性好?？紤]到開關柜內(nèi)復雜的電磁環(huán)境，可通過高壓帶電顯示裝置傳感器的低壓信號，輸出端子經(jīng)導線接入預警裝置。新增回路與原回路屬于并聯(lián)接線，互不影響。高壓帶電顯示裝置傳感器為分相安裝，相應的信號模塊也分別對各相信號進行采集，全面監(jiān)察間隔的帶電情況。

2.2.2??電源模塊

該模塊是為預警裝置提供能源的模塊，能夠確保預警裝置穩(wěn)定、有效地工作。根據(jù)變電所的實際情況，電源模塊采用外部110?V或220?V直流電源接入。

2.2.3??預警模塊

該模塊主要針對人員誤入帶電間隔的行為進行信息采集和反饋。預警時間應該在誤入帶電間隔后，即當人員誤入帶電間隔時，預警系統(tǒng)發(fā)出告警信號，提醒違章人員此間隔是帶電間隔。

該模塊可以選擇安裝于柜外部分和柜內(nèi)部分。柜外部分主要針對誤入后違章前的預警，柜內(nèi)部分主要針對違章后，做到雙層保險。柜體的打開應遵循“先主門，后副門”的原則，柜內(nèi)的預警部分可選擇安裝在主門上。

主要設備可選擇紅外傳感器或者位置傳感器。當主門動作時，安裝在上面的傳感器接收到變化的傳感信號，可立刻發(fā)出聲光信號進行預警。

2.2.4??區(qū)分模塊

該模塊主要用于區(qū)分帶電間隔和無電間隔，通過特定顏色的燈光，反映當前該間隔的運行狀態(tài)。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，紅色更具穿透效果，有強烈的心理暗示，而無色燈對人的感官刺激最小，因此，帶電間隔使用紅色燈光，不帶電間隔使用無色燈光，即燈不亮。在間隔正常運行和間隔不帶電的情況下，該模塊的燈處于不亮的狀態(tài)。只有當間隔帶電且有人進入時，顯示紅色燈光，以示提醒。另外，該模塊不應設置后臺解鎖程序，無論是廠家，還是現(xiàn)場工作人員，均無法解除。

2.2.5??通知模塊

該模塊通過音頻信號將工作人員誤入帶電間隔的信號轉化成音頻通知相關人員。

3??結束語

本文分析了當前變電所誤入帶電間隔事故頻發(fā)的現(xiàn)狀，并針對當前市場上的防誤閉鎖裝置的不足設計了一種新型防誤入帶電間隔的預警裝置。希望通過本預警裝置的應用，降低人身傷亡事故的發(fā)生率。

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〔編輯：劉曉芳〕

Development?of?Anti?Mistakenly?Charged?Interval?Warning?Device

Lu?Junfeng，?Qian?Feng，?Cao?Kang，?Chen?Zhaohui，?Shen?Gangqiang

Abstract：?Currently，?high?voltage?switchgear?substation?containing?various?electrical?equipment?and?instrumentation，?application?is?extremely?broad.?Because?of?different?equipment?operating?status，?the?internal?power?environment?is?very?complex.?Therefore，?the?high?voltage?switchgear?is?used?to?prevent?anti?mistakenly?charged?interval?crucial?error?lockout?device，?it?is?directly?related?to?the?safety?of?operating?personnel.?In?order?to?further?improve?the?reliability?of?error?lockout?prevention?device，?according?to?the?actual?situation?to?design?a?new?anti?mistakenly?charged?interval?warning?devices.?This?means?high?reliability，?can?effectively?reduce?the?high?voltage?switchgear?mistakenly?charged?interval?accident?occurred.

Key?words：?high?voltage?switchgear;?charged?interval;?warning?devices;?electrical?safety