臨時(shí)接地線智能管理鎖具的研究開發(fā)與應(yīng)用

摘要：文章介紹了電氣設(shè)備防誤裝置的管理要求，從滿足防誤管理要求的目的出發(fā)，指出現(xiàn)有電氣設(shè)備防誤裝置對(duì)變電站內(nèi)臨時(shí)接地線管理技術(shù)上的不足，根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，探索臨時(shí)接地線智能管理鎖具的研究開發(fā)與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 臨時(shí)接地線 管理 防誤

0 引言

電力系統(tǒng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用日益重要，變電運(yùn)行管理也精益求精。變電站電氣設(shè)備防誤裝置作為變電運(yùn)行管理的一個(gè)重要部分，對(duì)于變電運(yùn)行安全的意義不言而喻。隨著人們對(duì)電氣設(shè)備防誤裝置的重視，防誤技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，防誤裝置也日臻完善，為變電站電氣設(shè)備的安全運(yùn)行做出了重要的貢獻(xiàn)。但是現(xiàn)有防誤裝置對(duì)變電站臨時(shí)接地線的管理不到位，給變電運(yùn)行安全留下了潛在的隱患。

1 電氣設(shè)備防誤裝置的技術(shù)要求

1.1 對(duì)防誤裝置的裝設(shè)要求

所有10kV及以上電氣設(shè)備必須裝設(shè)防誤設(shè)施，防誤模式為計(jì)算機(jī)監(jiān)控防誤+電氣閉鎖。新建、擴(kuò)建和改造的變電站，防誤裝置必須與主設(shè)備同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)安裝、同時(shí)驗(yàn)收投運(yùn)，對(duì)未設(shè)計(jì)安裝防誤裝置或防誤裝置驗(yàn)收不合格的設(shè)備，運(yùn)行單位有權(quán)拒絕將該設(shè)備投入運(yùn)行。對(duì)防誤裝置應(yīng)從設(shè)計(jì)、選型、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收、運(yùn)行、試驗(yàn)、維護(hù)和檢修等實(shí)行全過程管理，要按照上級(jí)有關(guān)文件要求重點(diǎn)做好防誤裝置的設(shè)計(jì)選型和整改消缺工作，并進(jìn)一步規(guī)范運(yùn)行檢修管理，保證防誤裝置的可靠運(yùn)行。

1.2 對(duì)臨時(shí)接地線及其管理鎖具的技術(shù)要求

對(duì)變電站常用的臨時(shí)接地線的接地點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置專用的接地鎖用來裝設(shè)地線，臨時(shí)接地點(diǎn)的部置及接地鎖回路接線應(yīng)納入變電站初步設(shè)計(jì)。該專用接地鎖應(yīng)有動(dòng)作接點(diǎn)接入I/O測(cè)控模塊，并列入防誤閉鎖邏輯判別，本身還應(yīng)具備防帶電掛接地線的功能；接地鎖制造質(zhì)量應(yīng)可靠，防水防銹，與地線連接緊固、接觸可靠，與地網(wǎng)的連接應(yīng)滿足故障通流要求；在滿足掛接地線的條件下有可操作提示，在掛好接地線后有工作指示。

專用接地鎖的布點(diǎn)原則：

(1)每副敞開式接地閘刀設(shè)置一個(gè)接地鎖；

(2)主變本體各側(cè)設(shè)置一個(gè)接地鎖；

(3)所用變的高、低壓側(cè)各設(shè)置一個(gè)接地鎖；

(4)室外電容器組進(jìn)線電纜處設(shè)置一個(gè)接地鎖；

(5)母線根據(jù)需要設(shè)置接地鎖；

(6)其他需要裝設(shè)接地鎖的地點(diǎn)。

專用的接地鎖接線要求：

(1)裝置的常開動(dòng)作接點(diǎn)與對(duì)應(yīng)接地閘刀常開輔助接點(diǎn)，在端子箱中并聯(lián)并接入測(cè)控裝置；

(2)裝置的常閉動(dòng)作接點(diǎn)與對(duì)應(yīng)接地閘刀常閉輔助接點(diǎn)，在端子箱中串聯(lián)并接入測(cè)控裝置；

(3)裝置無對(duì)應(yīng)接地刀閘的，其遙信應(yīng)單獨(dú)接入測(cè)控裝置，并作為獨(dú)立的邏輯條件參與閉鎖，

(4)為簡(jiǎn)化電氣回路接線、并考慮到綜自系統(tǒng)已經(jīng)采集接地鎖接點(diǎn)進(jìn)行防誤，接地鎖接點(diǎn)不再接入電氣閉鎖回路中；

(5)裝置的電源與對(duì)應(yīng)接地閘刀的電源并聯(lián)；

(6)裝置的閉鎖條件等同于對(duì)應(yīng)接地閘刀的操作閉鎖條件。

具備了以上條件，方能保證不會(huì)發(fā)生在設(shè)備帶電的情況下誤掛接地線以及對(duì)遺留接地線送電的惡性誤操作。

2 臨時(shí)接地線的管理現(xiàn)狀

現(xiàn)在江蘇電力系統(tǒng)內(nèi)使用的防誤系統(tǒng)主要有：計(jì)算機(jī)監(jiān)控防誤、微機(jī)防誤、電氣閉鎖、程序鎖、機(jī)械閉鎖。

電氣閉鎖、程序鎖、機(jī)械閉鎖均不能實(shí)現(xiàn)對(duì)臨時(shí)接地線的管理，更不能實(shí)時(shí)地監(jiān)管臨時(shí)接地線。在目前的情況下，大部分微機(jī)防誤裝置沒有采集臨時(shí)接地線的信息，亦不能管理臨時(shí)接地線。個(gè)別廠家已開始改良微機(jī)防誤裝置，在臨時(shí)接地點(diǎn)加裝微機(jī)防誤掛鎖，通過控制掛鎖來管理臨時(shí)接地線，使該問題得到了一定程度的解決。但是還普遍存在如下問題：在滿足掛接地線的條件下沒有可操作提示；不能防止跑錯(cuò)間隔；不能實(shí)時(shí)監(jiān)視接地線；也不符合以后全面使用計(jì)算機(jī)監(jiān)控防誤+電氣閉鎖防誤模式的發(fā)展方向。

至于現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)監(jiān)控防誤+電氣閉鎖防誤模式下采用的臨時(shí)接地鎖，可以在變電站后臺(tái)監(jiān)視臨時(shí)接地線，但目前還存在如下問題：在滿足掛接地線的條件后沒有可操作提示；由于接地線與接地鎖的連接主要為點(diǎn)接觸，通流面積得不到保證；可供使用輸出節(jié)點(diǎn)較少；不能在技術(shù)上強(qiáng)制執(zhí)行如下安規(guī)要求：裝接地線時(shí)“先裝接地端、后裝接地線”以及拆除接地線時(shí)“先拆接地線，后拆接地端”；工作中會(huì)出現(xiàn)因接地線造成工作不方便而拆除地線、接地端的現(xiàn)象。在這種情況下，接地鎖判斷接地線已拆除，而設(shè)備上實(shí)際仍裝有接地線，使設(shè)備三相短接，如若送電將造成惡性誤操作。

以上種種缺點(diǎn)，使現(xiàn)有的防誤裝置都不能很好地管理臨時(shí)接地線，而在主變檢修或者接地閘刀本體檢修以及接地閘刀有缺陷等情況下，不可避免需要裝設(shè)臨時(shí)接地線，而由于沒有合理的防誤管理技術(shù)手段，給變電運(yùn)行留下潛在的風(fēng)險(xiǎn)，全國(guó)范圍內(nèi)誤掛接地線、帶地線送電的事故每年都有，給電網(wǎng)安全運(yùn)行以及用戶可靠受電帶來極大的損害。因此，結(jié)合以后推廣使用的計(jì)算機(jī)監(jiān)控防誤+電氣閉鎖防誤模式，開發(fā)臨時(shí)接地線智能管理鎖具意義尤為重大。

3 臨時(shí)接地線智能管理鎖具的研究開發(fā)

出于完善變電站防誤裝置的目的，結(jié)合廣泛的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)江蘇省電力公司《變電站防誤操作技術(shù)規(guī)定》的要求，鎮(zhèn)江供電公司與常州溧陽(yáng)科燕新技術(shù)開發(fā)研究所合作研究開發(fā)了臨時(shí)接地線智能管理鎖具，裝置原理結(jié)構(gòu)及外殼示意圖如圖1、圖2、圖3所示。

該臨時(shí)接地線智能管理鎖具的技術(shù)方案是：電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的邏輯組合。

(1)為保證接地線與接地鎖的接觸面，鎖具的引入接地插銷與接地體二者之間的接觸采用平面式接觸，二者平面之間設(shè)計(jì)了專用的平面接觸鎖緊鑼絲，接地體表面再進(jìn)行了特殊處理，使接地更為可靠有效，接觸面大于《變電站防誤操作技術(shù)規(guī)定》中要求的120mm²。

(2)為滿足I/O測(cè)控和電氣之間連接需要，專用接地鎖具設(shè)計(jì)了多組相互獨(dú)立的常開、常閉輸出接點(diǎn)。輸出接點(diǎn)轉(zhuǎn)換是通過如下方式來實(shí)現(xiàn)的：在具備接地條件時(shí)，引入接地銷的插銷，插入接地插銷引入孔，推動(dòng)行程開關(guān)的常開接點(diǎn)轉(zhuǎn)為閉合接點(diǎn)，常閉接點(diǎn)則打開。

(3)實(shí)現(xiàn)允許接地和已接地指示：具備接地條件后，計(jì)算機(jī)監(jiān)控防誤系統(tǒng)開放對(duì)應(yīng)專用接地鎖具電源，鎖具獲得該間隔具備接地條件的工作電源后，指示燈發(fā)出紅色閃光指示，使工作人員一目了然的知道可工作的接地點(diǎn)，并具備接地條件，防止工作人員跑錯(cuò)間隔。

在鎖具接地相關(guān)工作完成后，閉鎖鎖的鑰匙向右旋轉(zhuǎn)45°，可按地指示燈熄掉，已接地指示燈亮，此時(shí)可拔出閉鎖鎖的鑰匙，進(jìn)行下一步的解接地掛鉤的操作。

(4)為實(shí)現(xiàn)防止在不具備接地條件的情況下誤掛接地線，如(3)所述，只有在具備接地條件后，計(jì)算機(jī)監(jiān)控防誤系統(tǒng)開放對(duì)應(yīng)專用接地鎖具電源，才可以進(jìn)行下一步操作，否則不能掛接地線。

(5)為防止接地線被隨意拆除，鎖具設(shè)置窗口閉鎖結(jié)構(gòu)：在工作人員將引入接地銷，插入接地插銷引入孔，并鎖緊接觸面，工作確定按鈕解除后，電磁繼電器失電，受電磁繼電器控制的電磁插銷自動(dòng)插入接地銷閉鎖窗口，防止引入接地銷在不滿足拆除接地的條件時(shí)，拔出接地插銷引入孔。有效防止工作人員未拆除導(dǎo)體端先拆接地端這種情況的發(fā)生。

(6)為進(jìn)一步滿足安規(guī)要求，鎖具與接地棒掛鉤之間設(shè)置了閉鎖：

掛接地線：在引入接地銷，插入接地插銷引入孔，接地程序操作完畢后，閉鎖鎖的鑰匙方可取出，反之不可以操作。閉鎖鎖的鑰匙取出后，解開接地棒掛鉤鎖，此時(shí)接地棒掛鉤方可對(duì)需接地的導(dǎo)體一一掛接(操作鑰匙并扣留在接地棒掛鉤引線上)。保證了先接地、后連接設(shè)備的操作順序。

拆除臨時(shí)接地：將掛在導(dǎo)體上的A、B、C三相接地棒掛從導(dǎo)體上拆除，拆下導(dǎo)體上的A、B、C三相接地棒掛鉤，必須將接地棒掛鉤鎖鎖上，取出閉鎖鎖的鑰匙，插入專用接地鎖具的閉鎖鎖，閉鎖鎖的鑰匙向左旋轉(zhuǎn)45°，按工作確定按鈕，將引入接地銷拔出接地插銷引入孔。

具備了上述技術(shù)條件，就不會(huì)出現(xiàn)接地線使設(shè)備三相短接，而系統(tǒng)判斷接地線已拆除導(dǎo)致誤操作的情況。

(7)為使短路電流不通過鎖具的結(jié)構(gòu)，鎖具的元件安裝板使用絕緣材料與接地引體隔離，使之相互獨(dú)立。

(8)緊急解鎖功能的設(shè)置：在緊急情況下(如鎖具自身?yè)p壞或鎖具失掉電源)，在滿足接地條件情況下，可以使用專用緊急解鎖鎖的鑰匙，解除接地閉鎖。

(9)鎖具的操作系統(tǒng)從鎖具體底部進(jìn)行操作，避免雨水浸入鎖具。

(10)從人性化的角度出發(fā)，為方便夜間操作，鎖具增加了一盞5W的LED小燈，發(fā)光亮度可達(dá)到普通15W白熾燈泡的水平，可滿足照明需要。

4 臨時(shí)接地線智能管理鎖具應(yīng)用的意義

臨時(shí)接地線智能管理鎖具配合計(jì)算機(jī)監(jiān)控防誤系統(tǒng)使用，能很好地彌補(bǔ)以往變電站電氣設(shè)備防誤裝置的固有漏洞，完善臨時(shí)接地線的技術(shù)管理方法。該裝置的開發(fā)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了在不具備接地條件的情況下閉鎖掛接地線的操作，在具備接地條件的情況下發(fā)出燈光指示，有效防止了誤跑間隔，實(shí)現(xiàn)了對(duì)按照安規(guī)要求懸掛、拆除接地線的控制，通過合理的設(shè)計(jì)以及加工工藝滿足了接地線與接地體接觸面的要求，大大提高了設(shè)備的人性化，并使先進(jìn)的防誤技術(shù)得到了實(shí)現(xiàn)載體，將進(jìn)一步保證工作人員的人身安全以及變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行安全，具有廣泛的應(yīng)用前景。

該鎖具申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專利以及實(shí)用新型專利。