石永亮 段永磊
觸電事故指電流流經(jīng)人體致使人體組織損傷和功能障礙甚至死亡的事故,是國家標(biāo)準(zhǔn)GB6441二十個傷亡事故分類中的典型事故之一。類型主要有電擊和電傷兩種,如人體接觸帶電的設(shè)備金屬外殼或裸露的帶電線路、漏電的手持電動工具,起重設(shè)備誤觸高壓線或感應(yīng)帶電、觸電引發(fā)的墜落摔倒、電弧燒傷、雷擊等,其最嚴(yán)重的危害會造成人員死亡,因此,企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)重視電氣安全技術(shù)的運(yùn)用,保證用電設(shè)備設(shè)施安全標(biāo)準(zhǔn)化,預(yù)防因用電而產(chǎn)生的危害。
高壓開關(guān)是電力系統(tǒng)中作用最重要、操作最頻繁的控制電器設(shè)備。通常,將發(fā)出電流脈沖的機(jī)構(gòu)與斷路器的操動機(jī)構(gòu)之間的部分稱之為操作回路,其功能主要是實現(xiàn)對一次系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行工況的監(jiān)視、測量、控制、保護(hù)、調(diào)解等。
開關(guān)的操作回路是確保電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和可靠供電不可缺少的重要組成部分,電站現(xiàn)場調(diào)試遇到的許多問題都跟二次控制回路有關(guān)。
河南平高電氣股份有限公司作為國內(nèi)高壓開關(guān)研制和生產(chǎn)骨干企業(yè),近年來,公司組合電器產(chǎn)品總裝后需要進(jìn)行的出廠前試驗,一個重要環(huán)節(jié)就是對二次控制回路進(jìn)行耐壓試驗,如何實施通電耐壓及保護(hù)操作更安全的試驗控制措施,熟練掌握操作回路的特點和應(yīng)用,加強(qiáng)作業(yè)安全性,保證人身和設(shè)備安全,提高作業(yè)本質(zhì)安全水平一直是個重要話題?,F(xiàn)僅以組合電器二次回路耐壓為例論述電氣設(shè)備設(shè)施本質(zhì)安全的改進(jìn)。
圖1 出廠前耐壓試驗現(xiàn)場
耐壓試驗是測量火線與機(jī)殼之間的漏電流值,基本規(guī)定是:以兩倍于被測物的工作電壓再加1000V作為測試的標(biāo)準(zhǔn)電壓,按照IEC61010的規(guī)定,測試電壓必須在5s內(nèi)逐漸升到所要求的試驗電壓值,保證試驗電壓穩(wěn)定加在被測絕緣體上不少于5s,此時,所測回路的漏電流值與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的泄漏電流閾值(自動控制系統(tǒng)中能產(chǎn)生一個校正動作的最小輸入值)進(jìn)行比較,就可以判斷被測產(chǎn)品的絕緣性能是否符合要求。試驗結(jié)束后,試驗電壓必須在規(guī)定的時間內(nèi)逐漸地降至零位。
根據(jù)GB/T 11022-2011 7.3.4要求,出廠試驗中二次回路耐壓試驗電壓為2kV,持續(xù)時間為1min或試驗電壓為2.5kV,點擊時間為1s。人體安全電壓小于36V,如果試驗人員作業(yè)稍有疏忽就會有觸電的危險。
為保障出廠試驗二次回路耐壓的作業(yè)人員人身安全,保證100%不發(fā)生二次耐壓人員傷亡事故,應(yīng)將可能發(fā)現(xiàn)的安全事故扼殺于搖籃中。因二次耐壓試驗中要求電壓頻率必須為50Hz無法改變,而通過人體電流的時間以毫秒計量,人體通電的時間越短,傷害越輕,反之,電流持續(xù)時間越長,對人體的傷害越嚴(yán)重,觸電后果越可怕。就電流頻率而言,直流電流對人體的影響較小,當(dāng)電流的頻率超過20KHz時,對人體的危害作用明顯地減小,故觸電電流持續(xù)時間才是解決觸電事故傷害的決定性因素。為了降低觸電電流時間,針對現(xiàn)有耐壓設(shè)備安全防護(hù)性能欠缺的現(xiàn)狀,使安全系數(shù)提升到100%,并達(dá)到即使發(fā)生觸電事件也不會造成人身危險,對現(xiàn)有耐壓設(shè)備進(jìn)行三方面的技術(shù)改造。
為了達(dá)到耐壓設(shè)備電源開啟后,設(shè)備立刻輸出聲光報警信號提醒作業(yè)人員高電壓的存在。設(shè)計的基于555聲光報警的耐壓設(shè)備電路如圖2所示。當(dāng)設(shè)備電源合上后,繼電器KM1-2、KM3-4、常開觸點由斷開轉(zhuǎn)換成閉合,使得發(fā)光二極管和蜂鳴器得電發(fā)出聲光報警提醒作業(yè)者危險的存在。
圖2 耐壓設(shè)備聲光報警電路
在二次耐壓試驗時,可能出現(xiàn)上一個作業(yè)人員完成耐壓試驗時,沒有將電壓歸零而直接切斷設(shè)備電源的情況。下一個作業(yè)人員進(jìn)行二次耐壓時打開設(shè)備電源,此時設(shè)備直接輸出高壓。
為了解決這一問題,在二次耐壓設(shè)備電源回路加入調(diào)壓器零位位置開關(guān)SF。當(dāng)二次耐壓回路加壓完畢后,未緩慢降壓而是直接將開關(guān)電壓斷開,未將電壓旋鈕旋至零位,此時調(diào)壓器零位位置開關(guān)處于斷開狀態(tài)。下一次升壓時,電壓無法直接突變成高壓如圖3所示。
圖3 電壓歸零電路
在作業(yè)人員發(fā)生意外觸電事故時,為了最大限度地減小觸電電流持續(xù)時間,在耐壓設(shè)備二次回路中增加漏電保護(hù)回路。在電壓輸出回路中增加電流繼電器,當(dāng)發(fā)生觸電事故后,通過電流繼電器中的電流急劇的增大,使得電流繼電器動作,電流繼電器的常閉觸點LJ由閉合轉(zhuǎn)換成斷開,此時交流繼電器KM斷電,其中電源回路中的KM輔助觸點斷電,使得整個耐壓設(shè)備斷電,大大減小了電流持續(xù)時間,保障了人身安全。
經(jīng)改進(jìn)后的效果驗證,試驗班組成員在現(xiàn)場使用中,采取對策后二次耐壓設(shè)備與普通耐壓設(shè)備相比,操作方法相同、操作時間相同、保管方法相同,安全性普遍增加,效果良好。
圖4 觸電事故切斷電源電路
二次回路耐壓安全措施的有效改進(jìn),大大提高了產(chǎn)品出廠試驗的安全性,在可靠地保證人身安全的前提下,保證了產(chǎn)品質(zhì)量,提高了作業(yè)效率,且已常態(tài)化用于電工裝備制造出廠試驗作業(yè)中,為更高電壓等級的電器產(chǎn)品出廠試驗提供了更可靠的安全保障。