曹顯武　周亞樹(shù)　王電處　劉百爽

（中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司曲靖局，云南 曲靖　655000）

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基于±500kV牛寨換流站GIS設(shè)備安全措施布置與研究

曹顯武周亞樹(shù)王電處劉百爽

（中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司曲靖局，云南 曲靖655000）

結(jié)合牛寨換流站現(xiàn)有的3/2接線的GIS一體設(shè)備，研究不同接線方式下的GIS設(shè)備檢修作業(yè)時(shí)停電、驗(yàn)電、接地、懸掛標(biāo)示牌和裝設(shè)遮欄等保證作業(yè)安全的措施如何布置才能達(dá)到作業(yè)安全、停電范圍最小、人機(jī)功效最佳且簡(jiǎn)單、方便、實(shí)用、有效。通過(guò)規(guī)范一、二次設(shè)備操作，確定間接驗(yàn)電措施、優(yōu)化標(biāo)識(shí)牌及遮攔布置，顯化現(xiàn)場(chǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)，最終實(shí)現(xiàn)GIS設(shè)備檢修標(biāo)準(zhǔn)化安措布置。將研究成果應(yīng)用牛寨換流站內(nèi)的其他設(shè)備，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐與驗(yàn)證不斷進(jìn)行完善后，將其推廣至其他換流站或變電站，最終達(dá)到該套安全措施布置的方法適用于大多數(shù)的停電檢修設(shè)備的目的。

GIS設(shè)備；安全措施；工作票；安全

鑒于GIS設(shè)備具有占地面積小，可靠性高等特點(diǎn)，其各變電站的使用不斷增加［1］。因GIS設(shè)備為全封閉性設(shè)備，導(dǎo)致其檢修周期相對(duì)其他敞開(kāi)式設(shè)備來(lái)說(shuō)過(guò)長(zhǎng)也是變電站面臨的一大問(wèn)題。由于其為全封閉設(shè)備，不能按常規(guī)操作直接驗(yàn)電，對(duì)內(nèi)部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)只能通過(guò)一些輔助手段，如帶電顯示裝置、表計(jì)、位置指示等。在進(jìn)行檢修作業(yè)時(shí)，一方面要求檢修作業(yè)的安全，另一方面也要求停電范圍盡可能小，因此，掌握設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)對(duì)滿足以上兩個(gè)要求尤為重要。在進(jìn)行安全措施布置時(shí)，若不能充分利用各種手段對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行全面的判定，有可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)備實(shí)際狀態(tài)與判定狀態(tài)不一致，從而導(dǎo)致作業(yè)不安全或停電范圍擴(kuò)大等情況，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及人身安全。

而目前國(guó)內(nèi)外都缺乏對(duì)如何讓GIS設(shè)備檢修作業(yè)時(shí)停電、驗(yàn)電、接地、懸掛標(biāo)示牌和裝設(shè)遮欄等保證作業(yè)安全的措施和如何布置才能達(dá)到作業(yè)安全和停電范圍最小的目的的研究，研究成果很少，因此本文就是針對(duì)GIS設(shè)備檢修作業(yè)時(shí)如何布置安全措施，使停電范圍最小、作業(yè)最安全進(jìn)行研究，并將成果應(yīng)用于換流站或變電站，并在后期推廣應(yīng)用。

1　GIS設(shè)備安全措施布置現(xiàn)狀

當(dāng)前換流站GIS設(shè)備大體相同，基本上都采用3/2接線方式，其大致接線示意圖如圖1所示。

圖1　GIS設(shè)備3/2接線圖

1.1停電、驗(yàn)電

據(jù)當(dāng)前狀況，換流站對(duì)GIS設(shè)備的停電操作一般是按照調(diào)度下達(dá)的指令進(jìn)行順序操作，因此一直沒(méi)有針對(duì)GIS設(shè)備的特殊性形成一個(gè)明確的體系或者技術(shù)檔案來(lái)對(duì)GIS設(shè)備的停電步驟進(jìn)行規(guī)劃，這樣對(duì)停電步驟是否合理、停電范圍是否足夠沒(méi)有依據(jù)來(lái)衡量［2］。因此針對(duì) GIS設(shè)備繼續(xù)梳理、商討、論證出一份實(shí)用且貼合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的GIS停電設(shè)備要求表，要詳細(xì)列出每一串設(shè)備停電時(shí)，需要操作那些設(shè)備、操作到什么狀態(tài)，是否需要斷開(kāi)電源空開(kāi)、掛接地線，這對(duì)操作結(jié)束后的安措布置具有指導(dǎo)性意義。

鑒于GIS設(shè)備為全封閉性設(shè)備，不能按常規(guī)操作直接使用相應(yīng)電壓等級(jí)的驗(yàn)電器進(jìn)行驗(yàn)電操作，對(duì)內(nèi)部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)只能通過(guò)一些輔助手段，如帶電顯示裝置、表計(jì)、位置指示等，這樣就給設(shè)備當(dāng)前真實(shí)狀態(tài)的判斷埋下隱患，正是這種隱患的存在，影響到后續(xù)檢修工作的開(kāi)展，也給檢修人員的人身安全帶來(lái)威脅。因此，怎樣對(duì)GIS設(shè)備狀態(tài)的有效判斷成為換流站亟需解決的一些問(wèn)題。

1.2懸掛標(biāo)識(shí)牌、裝設(shè)圍欄

為最大保障檢修人員人身安全，在停電的設(shè)備上也要布置安全措施來(lái)提醒或警示相關(guān)工作人員注意安全，禁止進(jìn)入帶點(diǎn)區(qū)域。但是，結(jié)合目前大多數(shù)換流站對(duì)GIS安全措施的布置主要就是懸掛“在此工作”、“禁止合閘，有人工作”等標(biāo)識(shí)牌，裝設(shè)圍欄也僅僅是普通的圍桿，很難起到禁止工作人員隨意或誤入的效果，也存在諸多漏洞與不足，如：①警示牌無(wú)特定懸掛地點(diǎn)，值班人員只能懸掛于構(gòu)架鐵件上，常常由于風(fēng)吹的原因使之翻轉(zhuǎn)或脫落；②常規(guī)安全圍欄無(wú)法隔離高處作業(yè)區(qū)域，停電、帶電部分不易區(qū)分；③停電檢修時(shí)，同一個(gè)設(shè)備上有多項(xiàng)工作需要開(kāi)展，存在交叉作業(yè)現(xiàn)象，各項(xiàng)工作要求的安全措施有重疊但不完全相同，恢復(fù)先完工的作業(yè)所布置的安措時(shí)可能會(huì)誤恢復(fù)其他仍在工作中的工作票要求的安措等，以上諸多問(wèn)題都給檢修工作帶來(lái)了嚴(yán)重的安全隱患。因此怎樣合理、有效布置GIS安全措施，使工作人員在安全區(qū)域內(nèi)工作，最大限度的保障工作人員的人身安全是換流站面臨的一大難題。

2　GIS安全措施布置研究成果

從前文GIS設(shè)備安全措施布置現(xiàn)狀來(lái)看，研究并提出一套合理有效符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的安全措施布置方法對(duì)保證換流站設(shè)備安全可靠運(yùn)行具有重大意義。因此，本文結(jié)合牛寨換流站GIS設(shè)備安全措施布置經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)其中的缺點(diǎn)與不足，經(jīng)過(guò)半年的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察研究與召開(kāi)專題分析討論會(huì)，提出一整套關(guān)于GIS設(shè)備安全措施布置方案，并經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地應(yīng)用與改進(jìn)，得出一套行之有效的安全措施布置方案，下面就一一闡述。

2.1停電

停電是檢修工作開(kāi)始前最重要的步奏，如何快之有效的做好停電工作是保障檢修人員人身安全的重要前提，因此結(jié)合GIS設(shè)備3/2接線常規(guī)的特點(diǎn)，整理出每一串設(shè)備停電時(shí)應(yīng)操作的設(shè)備和操作到的狀態(tài)表單，無(wú)論操作前或操作過(guò)程中都可對(duì)照表單進(jìn)行核實(shí)，確保停電操作正確，同時(shí)保證同等安全的前提下，使操作的設(shè)備達(dá)到最小化。

2.2驗(yàn)電

GIS設(shè)備的一次設(shè)備元件都在封閉的金屬罐內(nèi)，無(wú)裸露驗(yàn)電部位，故無(wú)法對(duì)設(shè)備接地部位進(jìn)行一次高壓驗(yàn)電［5］。但在電力系統(tǒng)“五種類型惡性操作事故”中，帶接地刀閘合閘（或帶電誤合地刀）誤操作事故占有相當(dāng)大的比重。之所以將其定性為“五種惡性誤操作事故”之一，是因?yàn)槠湮：ο喈?dāng)大，直接威脅人身和設(shè)備安全，易造成大面積停電、電網(wǎng)瓦解、系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故，所以GIS設(shè)備接地之前必須進(jìn)行有效的驗(yàn)電。根據(jù)《安規(guī)》第4.3.3條規(guī)定：“對(duì)無(wú)法進(jìn)行直接驗(yàn)電的設(shè)備，可以進(jìn)行間接驗(yàn)電”［3］。間接驗(yàn)電是通過(guò)電力設(shè)備的測(cè)量?jī)x器、儀表等所顯示的諸多參數(shù)變化而綜合認(rèn)定的，由于不如直接接觸式驗(yàn)電方法簡(jiǎn)單，直接，為確保判斷的準(zhǔn)確性，對(duì)間接式驗(yàn)電要求準(zhǔn)確把握設(shè)備“多元”的變化，從各角度進(jìn)行綜合分析判斷。所謂多元判斷，是指對(duì)一個(gè)事件從多個(gè)角度、多項(xiàng)變化的顯性參數(shù)進(jìn)行綜合判斷的過(guò)程。如設(shè)備停電，有機(jī)械指示器變化，電氣位置變化，儀表讀數(shù)變化等。其中由于機(jī)械位置變化最直接、簡(jiǎn)單，實(shí)際操作中應(yīng)以其分合的判斷為主依據(jù)，電氣位置作為輔助判斷依據(jù)。結(jié)合GIS設(shè)備特點(diǎn)，特提出4種方法相結(jié)合來(lái)判斷設(shè)備真實(shí)狀態(tài)：

（1）機(jī)械指示法：設(shè)備操作機(jī)構(gòu)分、合的拐臂動(dòng)作后方向以及設(shè)備本身攜帶的機(jī)械指示來(lái)判斷設(shè)備狀態(tài)。

（2）監(jiān)控主機(jī)上反映的一次設(shè)備的電流、電壓值及有功功率、無(wú)功功率數(shù)值。

（3）帶電顯示閉鎖裝置判斷。

（4）電壓互感器二次驗(yàn)電。

根據(jù)以上4種間接驗(yàn)電方法相結(jié)合，大大提高了間接驗(yàn)電的準(zhǔn)確性，也在牛寨換流站得到了實(shí)際應(yīng)用。

2.3標(biāo)識(shí)牌、裝設(shè)圍欄

為了隔離帶電區(qū)域，提醒、禁止工作人員誤進(jìn)入帶電區(qū)域，采取了懸掛標(biāo)識(shí)牌和裝設(shè)圍欄等措施來(lái)隔離帶點(diǎn)區(qū)域。但是傳統(tǒng)的標(biāo)識(shí)牌和普通圍欄只是根據(jù)文字或顏色來(lái)提醒現(xiàn)場(chǎng)工作人員，故其所起到的作用在不斷降低，特別是外來(lái)工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不了解，對(duì)設(shè)備不熟悉，更容易誤入帶電區(qū)域。綜合以上原因，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，根據(jù)已有的標(biāo)識(shí)牌、圍欄，加以改造、創(chuàng)新、重新設(shè)計(jì)，使其發(fā)揮更大的作用，具體如下介紹：

1）工作票信息指示牌

該工作票信息指示牌是結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，創(chuàng)新出的一種指示性標(biāo)識(shí)牌，能直觀反映出檢修工作地點(diǎn)的工作票編號(hào)、工作負(fù)責(zé)人信息。其可以防止工作班成員誤入非本班工作區(qū)域。同時(shí)還有該檢修工作存在的風(fēng)險(xiǎn)及控制措施的提示，便于運(yùn)行人員和工作負(fù)責(zé)人安全交底時(shí)使用，也可為工作班成員工作前和工作過(guò)程中人身風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和控制提供參考。

圖2　工作票信息指示牌

2）交叉安措管理裝置

該裝置主要是針對(duì)換流站出現(xiàn)的誤恢復(fù)工作中安全措施的普遍現(xiàn)象進(jìn)行設(shè)計(jì)，其能有效對(duì)現(xiàn)場(chǎng)交叉安措進(jìn)行管理，減小在辦理工作票終結(jié)時(shí)誤恢復(fù)工作中的檢修票的安全措施，導(dǎo)致檢修人員現(xiàn)場(chǎng)檢修安全不能得到保障。

其主要由兩部分組成：①安措背板，該部分主要采用鐵板印刷經(jīng)整理后的該區(qū)域可布置的安全措施；②亞克力板制作的帶方格的固定格，格內(nèi)采用雙色磁鐵，一面為紅色，另一面為背景顏色，每一塊磁鐵代表一份工作票中的一個(gè)安措項(xiàng)目。在辦理工作票終結(jié)時(shí)，需要恢復(fù)該安措則將對(duì)應(yīng)的磁鐵翻轉(zhuǎn)為背景色，直至該安措對(duì)應(yīng)的空格全部翻轉(zhuǎn)為背景色后恢復(fù)該安措。

圖3　交叉安措管理裝置

3）二次設(shè)備安全隔離裝置

本裝置主要有兩部分組成：①透明隔離板，該部分主要采用亞克力板制作，兩側(cè)印有“運(yùn)行設(shè)備”字樣，提醒檢修人員不要誤碰運(yùn)行設(shè)備；中間采用透明的亞克力板，可以方便運(yùn)行人員對(duì)運(yùn)行設(shè)備的監(jiān)視；②雙向吸盤(pán)，一面吸住透明隔板，一面吸住裝置，采用雙向吸盤(pán)可以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)各種情況下的固定要求。具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4　二次設(shè)備安全隔離裝置

4）檢修通道指示牌

檢修工作中，為防止工作人員誤入帶電間隔，目前大多數(shù)換流站都是采用在檢修區(qū)域入口處設(shè)置“從此進(jìn)入”標(biāo)識(shí)牌來(lái)提醒規(guī)定檢修人員從此進(jìn)出。顯而易見(jiàn)，由于這種標(biāo)識(shí)不明顯、不突出，很難起到指引工作人員按照預(yù)定的路線進(jìn)出的作用，特別是外來(lái)人員進(jìn)站工作時(shí)，由于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不熟悉，誤入帶電間隔的幾率大大增加。為此，經(jīng)過(guò)對(duì)本站檢修人員、外來(lái)工作人員進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查、探討，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)計(jì)出的檢修通道指示牌，來(lái)直觀、清晰、準(zhǔn)確地指引工作人員按照預(yù)定的路線進(jìn)出工作區(qū)域，有效地降低了工作人員誤入帶電區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)，也在牛寨換流站得到切實(shí)的推廣使用。

該指示牌由箭頭、水平旋轉(zhuǎn)和固定裝置、垂直旋轉(zhuǎn)和固定裝置組成。箭頭用于指示通道方向；水平旋轉(zhuǎn)和固定裝置可以實(shí)現(xiàn)箭頭在水平方向上 360°旋轉(zhuǎn)和固定功能。具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5　檢修通道指示牌

5）雙色觸摸式光控太陽(yáng)能報(bào)警圍欄

該裝置主要鑒于傳統(tǒng)的圍欄不能有效防止工作人員進(jìn)入帶電區(qū)域進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。對(duì)擅自越過(guò)工作區(qū)域或不小心靠近圍欄區(qū)域的不安全行為起到提醒警示作用。

圖6　雙色觸摸式光控太陽(yáng)能報(bào)警圍欄

其由圍欄和報(bào)警裝置組成。首先為了充分利用電力系統(tǒng)“紅色表示有電危險(xiǎn)，綠色表示無(wú)電可通行”的共識(shí)，使員工能夠通過(guò)更直觀的顏色辨別是否可以靠近，而不用通過(guò)警示帶上面的文字辨別報(bào)警裝置可通過(guò)，其采用深紅色制作成的警示帶來(lái)提醒現(xiàn)場(chǎng)工作人員；而觸摸式報(bào)警圍欄由觸發(fā)或光觸發(fā)組成，報(bào)警燈采用低功率LED閃光燈，即當(dāng)有人觸碰到圍欄時(shí)發(fā)出聲音（有電危險(xiǎn)，請(qǐng)勿靠近）和燈光（閃光）報(bào)警，或者通過(guò)光傳感器控制，白天光纖較強(qiáng)時(shí)不報(bào)警，夜晚光纖較暗時(shí)觸發(fā)燈光（閃光）報(bào)警。

這種聲光報(bào)警圍欄采用太陽(yáng)能充電和 220V交流電源充電的方式，在天氣較好的時(shí)候能自動(dòng)充電，節(jié)省了大量的能源，另一優(yōu)點(diǎn)就是該裝置適用于所有檢修工作。

3　結(jié)論

安全措施的布置是保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人身安全的重要措施，但由于換流站接線方式和平面布置的不同，以及工作任務(wù)的差異，使其在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中還存在諸多問(wèn)題，為此，筆者和所在部門(mén)人員一起，通過(guò)對(duì)不同換流站、變電站的深入調(diào)查、對(duì)比、研究，結(jié)合工作實(shí)際，研究、創(chuàng)新、設(shè)計(jì)出了這一系列的安全措施布置裝置，并且以牛寨換流站為平臺(tái)，結(jié)合牛寨換流站2014年度停電檢修期間為契機(jī)，將研究、創(chuàng)新、設(shè)計(jì)出的一系列安全措施在工作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施應(yīng)用，取得了良好成效，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況不斷進(jìn)行改進(jìn)與完善，最終達(dá)到可以初步適用于其他換流站、變電站不同接線方式下設(shè)備停電檢修。經(jīng)過(guò)應(yīng)用總結(jié)，其主要作用體現(xiàn)在以下 3個(gè)方面：

1）提高了運(yùn)行人員GIS設(shè)備安全措施布置效率

通過(guò)這些安全措施布置研究成果的應(yīng)用推廣，可以有效縮短運(yùn)行人員GIS設(shè)備安全措施布置的時(shí)間，一定程度上縮短了設(shè)備停電的時(shí)間，為檢修人員爭(zhēng)取了更多的檢修時(shí)間。

2）提高了GIS設(shè)備檢修的安全性

通過(guò)本研究成果的應(yīng)用，可以最大限度的確保GIS設(shè)備檢修作業(yè)人員和設(shè)備的安全，間接產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)效益。

3）改善了運(yùn)行人員 GIS設(shè)備安全措施布置工作人機(jī)功效

通過(guò)研究成果的應(yīng)用，最大限度避免運(yùn)行人員進(jìn)行GIS設(shè)備安全措施布置過(guò)程中的抬舉、攀爬、搬運(yùn)重物等工作，達(dá)到改善運(yùn)行人員GIS設(shè)備安全措施布置工作人機(jī)功效的目的。

本研究成果雖然經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得了一定的成效并在其他換流站得到推廣應(yīng)用，但由于缺乏足夠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，且安全措施制定與實(shí)施又是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，只有積累足夠的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，不斷進(jìn)行改進(jìn)、完善，才能將新設(shè)計(jì)的安全措施完美的細(xì)化到日常停電檢修工作中去，彌補(bǔ)由于人為原因等帶來(lái)的不安全因素，最大限度保證人身、設(shè)備安全。

［1］ 趙畹君. 高壓直流輸電工程技術(shù)［M］. 北京︰中國(guó)電力出版社，2004.

［2］ 高壓直流輸電現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答［M］.北京︰中國(guó)電力出版社，2008.

［3］ ±500kV直流換流站運(yùn)行技術(shù)［M］. 北京︰中國(guó)電力出版社，2011.

［4］ 嚴(yán)璋，朱德恒. 高電壓絕緣技術(shù)［M］. 北京︰中國(guó)電力出版社，2002.

［5］ 林莘. 現(xiàn)代高壓電器技術(shù)［M］. 北京︰機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

Based on ± 500kV GIS Equipment Safety of Niuzhai Converter Station Measures Design and Research

Cao XianwuZhou YashuWang DianchuLiu Baishuang
（Qujing Bureau，CSG EHV Transmission Company，Qujing，Yunnan655000）

Combined Niuzhai converter station 3/2 wiring GIS equipment，The study of GIS equipment maintenance operations under different wiring，electrical inspection，grounding，job security measures and the installation of hanging nameplate cover fences guarantee how to achieve job security arrangement，the power range minimum，optimum ergonomics and simple，convenient and practical and effective. By standardizing device operations to determine indirect electrical inspection measures to optimize the signage and masking arrangement，which was the scene of a security risk，and ultimately standardize safety measures design. After the application of research results niu zhai for other equipment flow inside the station，and through field practice and verify continuous improvement，which was extended to other converter station or substation，and ultimately achieve the set of safety measures arranged method can be applied to different commutation station，substation equipment different wiring maintenance purposes.

GIS equipment； safety measures； working votes； safety

曹顯武（1988-），男，云南楚雄市人，本科，工程師，主要從事?lián)Q流站變電運(yùn)行及維護(hù)工作。