變配電所儀表校驗安全可靠性探討

摘 要：文章針對變電所、配電所電氣測量儀表校驗工作一般在一次設備不停電情況下進行，既要防止操作人員誤碰帶電設備，又要防止造成流互二次開路和壓互二次短路，在人身和設備安全方面都存在安全隱患。提出使用一種安裝式儀表端子接線裝置，在儀表校驗時不需要短封流互二次端子和打開儀表接線，只需要拔下儀表接線端子插頭部分，可自動短封流互二次回路，并能夠防止壓互二次短路，直接對儀表進行校驗，消除安全風險，提高作業(yè)效率。

關鍵詞：變配電；儀表；校驗；可靠性

1 概述

近年來，重載鐵路、高速鐵路發(fā)展迅速，特別是大秦鐵路線，年運量已經(jīng)超過了4.5億噸。隨著運量的增加和機車運行速度的提高，對供電設備的運行質量要求也越來越高。近年來，通過技術改進，供電設備自動化程度也越來越高。變電所、配電所二次設備由原來的電磁型、模擬型，過渡到現(xiàn)在的集成化、微機化。目前大多數(shù)變配電所已經(jīng)實現(xiàn)了微機保護、綜合自動化功能，保護測控裝置已經(jīng)集成了大多數(shù)電氣儀表的功能，但是部分高壓柜、測控盤、交流屏、直流屏上仍然使用著為數(shù)不少的電壓表、電流表、功率表等測量、計量儀表，值班人員通過這些儀表指示來監(jiān)測運行電流、電壓及功率等參量，從而監(jiān)視設備運行狀態(tài)及負荷變化情況。儀表狀態(tài)的好壞，直接影響到測量與監(jiān)視的結果。因此，必須按規(guī)定周期進行儀表檢查校驗。每個變配電所都有多塊儀表，周期性儀表校驗和檢修任務比較繁重，如何保證儀表校驗的準確性，以及在儀表校驗工作中的人身安全和設備安全，是在儀表校驗工作中應該解決的主要課題。

2 變配電所電氣測量儀表

鐵路變配電所電氣測量儀表要符合電力系統(tǒng)和電力設備運行監(jiān)督要求，符合《牽引變電所運行檢修規(guī)程》和《鐵路電力管理規(guī)則》要求，符合儀表本身的安裝地點、溫度、濕度、安裝方法和使用功能的要求，力求技術先進、經(jīng)濟合理、準確、可靠、監(jiān)控方便。

2.1 變配電所二次回路

變配電所計量和測量儀表安裝在所內二次回路中，通過對一次設備的監(jiān)測，來反映一次設備工作狀態(tài)，并控制一次設備的投入和切除等工作運行狀態(tài)。二次回路由控制回路、保護回路、信號回路、測量回路、監(jiān)察回路等組成。二次回路設備由監(jiān)視用表計、測量用表計、控制開關、自動保護裝置、信號指示設備、控制電纜等組成。儀表是測量回路中的主要設備。

盤柜上的儀表通過二次接線和端子排與其它設備相連接，實現(xiàn)必要的功能。端子排也是變配電所二次回路不可缺少的重要部件。是測控盤柜內與盤柜外二次回路設備連接，以及同一盤柜上各個安裝單位設備之間連接必須經(jīng)過的環(huán)節(jié)。

2.2 電氣測量儀表準確度

目前鐵路變電所、配電所使用的電氣計量、測量儀表，其準確度分七個等級，分別為0.1級、0.2級、0.5級、1.0級、1.5級、2.5級、5.0級。按防御外界磁場或電場的能力可分為一等、二等、三等、四等，其中防御能力最強的是一等。根據(jù)電氣測量儀表檢驗規(guī)程的規(guī)定，儀表盤上每一分格可以用1、2、5、10的倍數(shù)來代表，這樣比較容易讀取，同一表盤每一分格代表的數(shù)值是相等的。一般的電氣儀表，表盤上刻度部分都標有一個黑點，用這個黑點將刻度分為正常工作區(qū)域和無效工作區(qū)域。工作區(qū)域是黑點標記以上的刻度，這部分的準確度等級是符合儀表精確度要求的，在儀表工作時指針指在工作區(qū)域，這時儀表的測量誤差是滿足要求的。如果變配電所儀表選用不合適，儀表指針經(jīng)常指示在黑點以下的部分，則測量數(shù)值不能滿足精確度的要求，應該更換更合適的儀表。

2.3 電氣測量儀表主要功能

變配電所電氣儀表是保證鐵路供電設備安全經(jīng)濟運行的重要組成部件之一，是變配電所日常對設備運行情況監(jiān)測掌握的重要依據(jù)。通過儀表指示，能夠掌握設備運行參數(shù)值和用電負荷情況，是對設備運行情況進行科學分析的數(shù)據(jù)來源之一。鐵路變配電所常用的儀表有：直流電壓表、直流電流表、交流電壓表、交流電流表、有功功率表、無功功率表、有功電度表、無功電度表等。

變配電所儀表除了用來監(jiān)測運行數(shù)據(jù)，還用來判斷故障情況。比如我們經(jīng)常通過觀察配電所電壓表指示值，來判斷鐵路10kV電力線路的故障類型。配電所10kV母線三相相電壓表指示，正常情況下ABC三相相電壓均為6kV左右，如果電壓表指示出現(xiàn)二相電壓升高、一相降低，則說明10kV電力線路中有一相對地絕緣下降，即出現(xiàn)單相接地故障。若二相電壓升高到接近10kV、一相降低到接近于0kV，則說明電力線路出現(xiàn)單相金屬性接地。兩端互供的10kV電力自閉和貫通線路，可通過備供端配電所的電壓監(jiān)測來判斷線路是否發(fā)生斷線故障，如果在被供端測量的10kV三相線電壓中，一相正常二相降低50%，可以判斷為電力線路發(fā)生斷線故障。通過儀表測量值判斷出故障類型，可方便有效地指揮故障查詢和處理，迅速消除故障。

2.4 電氣測量儀表常見故障

在變配電所電氣測量儀表運行中常見故障有準確度下降、卡針失效等，嚴重時可能發(fā)生儀表冒煙現(xiàn)象。若出現(xiàn)過負荷、絕緣降低、電壓過高、電阻變值、變質、接線松動造成虛接、開路等問題時，有可能導致儀表冒煙。一旦發(fā)生儀表冒煙現(xiàn)象，首先要立即將儀表的電流回路進行短接，斷開其電壓回路。人員不能觸碰儀表和二次回路的帶電部分，注意防止造成保護誤動等問題，從而擴大故障影響范圍。

3 電氣測量儀表校驗

3.1 儀表校驗方法

電氣測量儀表停電校驗比較簡單，只需將儀表引線打開進行校驗，完成后將引線恢復即可。由于運輸任務繁重鐵路變配電所一般停電比較困難，儀表校驗工作往往在儀表工作狀態(tài)時進行，即需要帶電完成。校驗運行狀態(tài)的儀表，在人身和設備方面都存在較大的安全風險。在校驗運行的電流表時，必須先短封其二次回路，再打開儀表引線，校驗之后再進行恢復。在校驗運行的電壓表時，只能帶電打開儀表引線，校驗之后再進行恢復。在這些作業(yè)操作過程中存在一定的安全隱患，用時較長。校驗電流表時，校驗人員必須熟悉電流互感器二次回路，才能在端子排上進行相應的短封，在作業(yè)中必須隨時注意不能造成流互二次開路和壓互二次短路。如果只是對運行中設備上的儀表指示發(fā)生疑問，若不需要用專業(yè)儀器進行校驗時，可用標準儀表在安裝地點用比較法進行檢驗。在負荷情況下檢驗盤柜上的電流表時，應用0.5級標準電流表與之串聯(lián)；帶電檢驗盤柜上電壓表時，應用0.5級標準的電壓表與其并聯(lián)運行。在校驗時被校儀表和標準儀表的讀數(shù)要同時讀取。

3.2 儀表校驗安全要求

當保護與儀表共用一套電流互感器時，一般流互二次接線先經(jīng)過保護回路設備，再接到測量儀表。在測量儀表進行校驗或檢修時，必須在儀表本身端子上短接，短接端子和儀表校驗過程中絕對不能造成流互二次開路，避免造成保護誤動作。在儀表校驗時，必須由兩人同時進行，其中一人監(jiān)護，一人操作。儀表校驗工作一般不需要一次設備停電，但是必須簽發(fā)第三種工作票，并采取安全措施。人員要正確使用絕緣工具，站在絕緣膠墊上戴手套進行操作。在運行的盤柜上檢驗儀表，要將校驗的儀表與帶電運行的設備以明顯的標志隔開，防止誤操作其它設備。在斷開電壓表、功率表等電壓回路時，取下電壓互感器二次回路小保險。同時保證與校驗儀表相關的電流互感器和電壓互感器的二次線圈有永久性的、可靠的接地。校驗電流表時，防止造成電流互感器二次開路。短路電流互感器二次線圈時，使用短路片或截面不小于2.5mm2的銅線。在校驗電壓表時，要防止造成壓互二次短路，防止出現(xiàn)從壓互二次向一次側反送電的情況。

4 提高儀表校驗安全可靠性的措施

4.1 提高安全可靠性的思路

不停電校驗電氣儀表，在保證作業(yè)人身安全和電氣設備安全方面都有較大的安全風險。一是作業(yè)人員存在誤觸碰儀表或二次接線帶電部位造成觸電的危險；二是在作業(yè)中可能造成流互二次開路、壓互二次短路，導致互感器故障或保護、測量二次回路設備故障，影響安全供電。為了提高作業(yè)人員操作的安全性、快捷性，考慮設計一種新型電氣測量儀表安裝式接線裝置，用一種新的儀表接線端子替代原來儀表上的接線端子，新的儀表接線端子要有足夠的載流能力，結構科學、合理、可靠。通過對已有儀表的改造，使作業(yè)人員能夠方便、安全、快捷地拔下接線裝置的插頭，完成原來耗時長、危險系數(shù)較高的儀表校驗作業(yè)。

4.2 提高安全可靠性的方法

安裝式電流表、電壓表接線裝置分為插座與插頭兩部分。插座部分可以直接固定在儀表本體上，與儀表線圈相連接；插頭部分與二次回路接線相連接。插頭部分和插座部分之間采用彈簧閉鎖裝置，保證了兩部分連接后的可靠性。電氣連接部分用不銹鋼彈片來加強連接部分的壓力，確保連接良好。電流型儀表的安裝式接線裝置內部設置一個彈簧壓接自動短路裝置，在裝置插頭拔出時，能自動短封電流互感器二次回路。在作業(yè)時儀表校驗人員無需使用任何工具打開儀表二次引線，也無需短封二次回路，只需拔下安裝式接線裝置的插頭部分，即可以直接對儀表進行校驗，或者更換儀表。

4.3 應用效果

近年來我單位對二次屏柜上的電流表和電壓表安裝了新式儀表接線裝置，新的儀表接線裝置使用絕緣性能良好的外殼材料，操作安全可靠，不會對人身和設備安全造成不良影響，在運行中對儀表指示數(shù)據(jù)無任何影響，在試驗時不會影響儀表校驗數(shù)據(jù)的精確性。特別是電流型接線裝置拔下插頭能夠自動短路電流互感器二次回路，不會發(fā)生開路，操作簡捷，快速、安全、可靠。在未使用安裝式電流表、電壓表接線裝置以前，校驗一塊儀表打開引線和恢復引線需要大約8分鐘時間。在設備不退出運行的情況下，在電流回路上必須使用專用短路線，站在絕緣墊上，在短封二次回路之后才能作業(yè)；在電壓回路上，只能帶電打開引線作業(yè)，極易發(fā)生安全問題。使用安裝式電流表、電壓表接線裝置只需幾秒鐘，大大縮短了作業(yè)時間。從安全角度來講，使用絕緣良好的新型儀表插座，也不會在短封二次回路過程中發(fā)生安全問題，深受儀表校驗人員的歡迎，大大提高了儀表校驗和更換作業(yè)勞動效率及安全可靠性。

5 結束語

變配電所的電氣測量儀表校驗是一項長期的必不可少的重要工作。如果將普通的儀表接線柱改為新型安裝式接線裝置，對提高儀表校驗人員工作效率和安全可靠性，提高設備運行可靠性是大有好處的。校驗儀表所需要的作業(yè)時間較大幅度的減少，可節(jié)約大量的人力物力。在安全方面可以防止出現(xiàn)變配電所流互二次開路和壓互二次短路現(xiàn)象，有效避免作業(yè)引起和設備故障，確保人身與設備的絕對安全。

參考文獻

[1]吳濤.用7200標準表校驗CB3等電能表[J].電測與儀表，1991.

[2]張立華.淺析電氣儀表的常見故障[J].電力訊息，2014（11）.

作者簡介：李興榮，女，山西大同人，大秦鐵路股份有限公司大同西供電段計量科，助理工程師。