微機防誤閉鎖裝置的使用及發(fā)展

李榮坤

摘 要：變電運行的倒閘作業(yè)、檢修作業(yè)、值班巡視是變電值班員日常工作的主要部分，而如何保證此類工作的正確性，如何達到安全生產(chǎn)的目的，就是防誤操作的基本作用。防誤操作的基本方法主要有電氣閉鎖、機械閉鎖和微機閉鎖三種。

關(guān)鍵詞：微機防誤閉鎖裝置；走空程；誤操作；電氣閉鎖

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0157-02

電氣操作是改變電網(wǎng)運行方式，為設(shè)備檢修提供條件的必要手段，發(fā)生誤操作不僅會影響電網(wǎng)的安全運行，嚴重的還會造成人身傷亡。所以避免電氣誤操作事故，已經(jīng)成為供電企業(yè)安全管理的重要任務(wù)。為了確保變電站的安全運行，在設(shè)備的二次回路上設(shè)置電氣閉鎖同時裝設(shè)機械閉鎖和微機五防系統(tǒng)，已成為防止誤操作等事故發(fā)生的有效而可行的手段。近年來，隨著微機防誤技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，微機五防已經(jīng)廣泛應(yīng)用于變電站的電氣操作中，下面就微機防誤閉鎖裝置應(yīng)用和發(fā)展，以及如何防止微機防誤閉鎖裝置的“走空程”進行研究。

1 微機防誤的基本原理及特點

1.1 誤操作原因分析及防范

發(fā)生誤操作事故可以是人為的，即運行值班人員、檢修人員以及其他人員的誤操作造成的，也可以是操作二次回路絕緣損壞造成的。其中人為的誤操作主要有人員技術(shù)素質(zhì)不高、倒閘操作規(guī)定不遵守、防誤閉鎖裝置不完善或管理不嚴、精神狀態(tài)不良等情況造成。微機防誤閉鎖系統(tǒng)就是針對運行人員誤操作而采取的一種防范措施。它是在微機上實現(xiàn)的，是虛擬的，可以滿足防止運行值班人員誤操作的要求。而因檢修人員或其他原因造成的誤操作問題，電氣二次回路閉鎖就成了防誤操作的最后一道防線。此外，由于二次操作回路局部絕緣破壞、無關(guān)人員誤碰等外力原因造成的誤操作事故，也需依靠電氣二次回路閉鎖來防止。因此，在實際的安裝和使用中電氣閉鎖、機械閉鎖和微機閉鎖是同時存在的，共同為防止各類誤操作提供保證。

1.2 微機防誤操作的意義

電氣操作包括電氣一次設(shè)備和二次設(shè)備的各項操作，電力系統(tǒng)中的“五防”是指：①防止帶負荷拉隔離開關(guān)；②防止帶地線合閘；③防止帶電掛接地線；④防止誤拉、合斷路器；⑤防止誤入帶電間隔。

（1）防誤操作的措施是人們長期經(jīng)驗的積累和總結(jié)，除了管理措施防誤操作外，技術(shù)措施也是變電運行的主要防誤辦法。在實際的變電站設(shè)計時候，在電氣設(shè)備的原理上采取了一部分的閉鎖措施，而對于手動操作機構(gòu)和高壓間隔一般用普通機械鎖，防誤操作作用不是特別明顯，所以微機防誤閉鎖的使用很大程度上防止了此類設(shè)備上誤操作事故的發(fā)生。

（2）一直使用的傳統(tǒng)防誤措施，不能防止防止帶電掛接地線誤操作事故的發(fā)生，只是從管理制度和管理流程中對此類誤操作進行控制，而經(jīng)過多年的運行情況來看，帶電掛地線發(fā)生的幾率在誤操作中占有相當大的比例，所以微機防誤的使用，可以從技術(shù)手段上避免此類誤操作事故。

1.3 微機防誤裝置構(gòu)造及原理

（1）微機防誤裝置由計算機、微機防誤軟件、電腦鑰匙、臺式通訊適配器、電編碼鎖和機械編碼鎖組成。微機防誤閉鎖裝置閉鎖的設(shè)備有四類：開關(guān)、刀閘、地線（地線刀閘）、遮欄網(wǎng)門（開關(guān)柜門），上述設(shè)備均是通過電編碼鎖和機械編碼鎖實現(xiàn)閉鎖的。

①計算機、微機防誤軟件：根據(jù)變電站的現(xiàn)場情況預(yù)先編入并存儲防誤規(guī)則，通過計算機顯示全所的主接線圖，操作圖上的模擬按鈕將符合規(guī)則的程序向電腦鑰匙傳輸，實際倒閘操作完成后接收電腦鑰匙回傳操作過程的信息。記錄操作情況，打印操作票。

②電腦鑰匙：用于接收微機防誤主機的操作程序，識別、控制編碼鎖正確開鎖，并向主機回傳操作順序的部件。

③臺式通訊適配器：操作時傳輸電腦鑰匙操作信息，日常對主、備用電腦鑰匙進行充電。

④電編碼鎖：采用數(shù)字編碼結(jié)構(gòu)，運用電氣方式對高壓電氣設(shè)備及其附屬裝置電氣操作回路實現(xiàn)閉鎖，并按電腦鑰匙的操作指令開鎖的鎖具。

⑤機械編碼鎖：采用數(shù)字編碼結(jié)構(gòu)，運用機械方式對一次電氣設(shè)備及其附屬裝置實現(xiàn)閉鎖，并按電腦鑰匙的操作指令開鎖的鎖具。

（2）計算機及微機防誤軟件是該設(shè)備的核心部分，系統(tǒng)建立閉鎖邏輯數(shù)據(jù)庫，將現(xiàn)場大量的二次電氣閉鎖回路變?yōu)橛嬎銠C中的防誤閉鎖規(guī)則庫，防誤主機使用規(guī)則庫對模擬預(yù)演操作進行閉鎖邏輯判斷，記錄符合防誤閉鎖規(guī)則的模擬預(yù)演操作步驟，生成實際操作程序。運行人員按照防誤主機及電腦鑰匙的提示，依次對設(shè)備進行操作。對不符合程序的操作，設(shè)備拒絕解鎖，操作無法進行，從而防止誤操作的發(fā)生。通過跟蹤現(xiàn)場設(shè)備的實際狀態(tài)、接收電腦鑰匙的回傳信息，防誤主機對當前操作進行確認后，進行下一步操作，直到操作任務(wù)全部完成。操作完成后及時將倒閘情況回傳主機，電腦自動把五防主接線圖與實際設(shè)備對位。

1.4 微機五防與傳統(tǒng)電氣防誤技術(shù)比較

（1）電氣防誤閉鎖回路是一種現(xiàn)場電氣聯(lián)鎖技術(shù)， 主要通過相關(guān)設(shè)備的輔助接點聯(lián)接來實現(xiàn)閉鎖，這是電氣閉鎖最基本的形式，閉鎖可靠。但這種方式需要接入大量的二次電纜，接線方式較為復(fù)雜，運行維護較為困難。微機五防系統(tǒng)一般不直接采用現(xiàn)場設(shè)備的輔助接點，接線簡單，通過五防系統(tǒng)微機軟件規(guī)則庫和現(xiàn)場鎖具實現(xiàn)防誤閉鎖。

（2）電氣閉鎖回路一般只能防止開關(guān)、隔刀和地刀的誤操作，對誤入帶電間隔、接地線的掛接（拆除）等則無能為力，不能實現(xiàn)完整的“五防“。微機五防系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場實際情況，編寫相應(yīng)的“五防”規(guī)則，可以實現(xiàn)較為完整的“五防“功能。只是在微機系統(tǒng)故障而解除閉鎖時，五防功能完全失去。另外，微機五防系統(tǒng)還存在“走空程”導(dǎo)致誤操作的問題。

1.5 微機防誤的“走空程”

（1）微機防誤“走空程”的危害。微機五防系統(tǒng)的走空程（操作過程中漏項）問題，是目前微機防誤系統(tǒng)在使用中不可忽視的問題。所謂“走空程”，是指運行人員用電腦鑰匙操作電編碼鎖、機械編碼鎖后未進行實際操作或?qū)嶋H操作了而設(shè)備本身未動作，操作人員通過電腦鑰匙提示信息，人工確認操作完成，并進入下一項操作。 如果此時操作的開關(guān)電氣、機械閉鎖不夠完善，就會直接導(dǎo)致誤操作引起重大事故的發(fā)生。

（2）微機防誤“走空程”的解決辦法。值班人員在進行操作時，電腦鑰匙處于離線狀態(tài)，所有的變電站實時信號，上傳不到五防主機，操作只能依靠電腦鑰匙從五防主機下載的邏輯程序一步一步地進行。致于每一步的操作是否到位，由于遙信回路不能及時回傳主機，所以無從判斷。這樣就需要在需操作的設(shè)備上另取一個返校信號，輸入至電腦鑰匙，在設(shè)備本體動作后根據(jù)回傳的信號，去執(zhí)行下一步的操作，從而達到防止“走空程”的目的。

根據(jù)操作不同的設(shè)備提取的返校信號的方式不同，大致分為以下三種情況。①斷路器和電動隔離開關(guān)，將電編碼鎖串接在斷路器或電動隔離開關(guān)的分合閘公共控制回路中，并將斷路器或隔離開關(guān)的一對常開接點引入到電編碼鎖內(nèi)，作為變位返校信號回路。②手動隔離開關(guān)刀閘，在機械操作機構(gòu)上安裝兩個狀態(tài)檢測器，分別是合位和分位狀態(tài)檢測器（是一種用編碼片的編碼反映電氣設(shè)備操作機構(gòu)合、分位狀態(tài)的機械附件）用電腦鑰匙插入狀態(tài)檢測器獲取變位返校信號。③掛設(shè)接地線，對于戶內(nèi)位置的接地線，可與五防開關(guān)柜（網(wǎng)）門聯(lián)系起來，將接地線另一端掛設(shè)在開關(guān)柜（網(wǎng)）門的外或內(nèi)，接地線未拆除，開關(guān)柜（網(wǎng)）門不能關(guān)閉，下一步就不能進行操作。對于戶外位置的接地線，可在掛接地線處，安裝智能防空鎖，通過防空鎖向電腦鑰匙回傳返校信號。

2 微機防誤閉鎖裝置的使用、維護

（1）通過分析防誤操作規(guī)章制度和“五防”的具體內(nèi)容，可知變電站的防誤操作是要求操作人員嚴格執(zhí)行規(guī)章制度和操作流程。為此，要杜絕誤操作，有三個前提條件：第一個是要杜絕未經(jīng)同意隨意解鎖或者間接解鎖；第二個是按防誤一次模擬圖開出正確的操作票，這是整個防誤的必要條件；第三個是操作人員按規(guī)定在監(jiān)護人的監(jiān)督下嚴格按照操作票順序執(zhí)行操作，這是充分必要條件。這三者正是防誤閉鎖裝置所要嚴格控制的方面。

（2）值班人員應(yīng)對微機防誤閉鎖裝置熟悉，掌握操作方法做到正確使用。在倒閘操作中，如遇防誤閉鎖裝置失靈（銹死、損壞等）時，應(yīng)停止操作，冷靜分析原因，絕對禁止盲目解鎖，同時匯報變電運行主管部門領(lǐng)導(dǎo)，經(jīng)變電運行主管部門領(lǐng)導(dǎo)核實同意后才能解除防誤閉鎖裝置，繼續(xù)操作。

（3）微機防誤閉鎖裝置配置的計算機，為防止計算機感染病毒，保證防誤裝置可靠運行，嚴禁在計算機上運行任何非生產(chǎn)用磁盤及光盤。嚴禁隨意刪除計算機上的系統(tǒng)文件及防誤閉鎖裝置程序文件。

（4）符合下列情況之一者，經(jīng)變電運行主管部門領(lǐng)導(dǎo)同意后，可解除防誤閉鎖裝置，但解除時間不得超過24小時。解除防誤閉鎖裝置后，現(xiàn)場應(yīng)做好記錄：①隔離開關(guān)修復(fù)后的試拉、合；②事故時，需保持合閘狀態(tài)；③因防誤閉鎖裝置銹死、損壞等原因；④異常運行方式的倒換。

2.1 微機防誤閉鎖裝置緊急解鎖鑰匙的使用規(guī)定

（1）變電站的緊急解鎖鑰匙、正常解鎖鑰匙要有固定的擺放處，現(xiàn)場保證有兩把以上，是交接班檢查的重要內(nèi)容之一。

（2）正常操作時必須使用正常解鎖鑰匙，不得擅自使用緊急解鎖鑰匙。

（3）異常情況要使用緊急解鎖鑰匙的，必須經(jīng)變電運行主管部門領(lǐng)導(dǎo)同意，方可使用，并做好緊急解鎖鑰匙使用登記。

（4）緊急解鎖鑰匙擺放在緊急解鎖鑰匙盒內(nèi)。

（5）解鎖鑰匙不得外借，必須外借時，應(yīng)得到變電運行主管部門領(lǐng)導(dǎo)的批準，并做好鑰匙外借的登記。

2.2 微機防誤閉鎖裝置的巡視檢查

（1）交接班時應(yīng)對微機防誤閉鎖裝置進行檢查。

（2）微機防誤閉鎖裝置的機械鎖每月定期進行試開鎖一次，同時應(yīng)對機械鎖進行加油潤滑，如遇鎖碼編碼不符及銹死等情況應(yīng)及時匯報變電站技術(shù)負責(zé)人。

（3）值班人員在日常的設(shè)備巡視檢查中，除按現(xiàn)場規(guī)定的檢查項目外，應(yīng)將防誤閉鎖裝置列入檢查項目。

2.3 微機防誤閉鎖裝置的檢查項目

（1）防誤閉鎖裝置計算機：開關(guān)機正常，防誤閉鎖裝置程序開啟正常，口令及權(quán)限設(shè)置符合現(xiàn)場人員實際操作權(quán)限。

（2）微機防誤閉鎖裝置主接線圖：主接線圖應(yīng)與設(shè)備實際運行狀態(tài)相符合。

（3）緊急解鎖鑰匙箱：箱內(nèi)各鑰匙放置在規(guī)定位置，數(shù)量足夠；緊急解鎖鑰匙箱應(yīng)上鎖，完好無破損。

（4）電腦解鎖鑰匙：開關(guān)機正常，操作靈活，保持在充滿電狀態(tài)。

（5）接地樁頭：應(yīng)焊接牢固，接觸面無銹蝕。

（6）帶電顯示閉鎖裝置：應(yīng)指示正常，功能完好。

（7）機械鎖：應(yīng)開啟靈活，無銹蝕及卡塞，編號清晰正確。

3 微機防誤的優(yōu)缺點及發(fā)展方向

3.1 微機防誤不足之處的看法

（1）高壓網(wǎng)門使用五防鑰匙打開后，如果在高壓間隔作業(yè)，此時的機械編碼鎖一般處于打開狀態(tài)，一般在工作完成后需要關(guān)門時候直接上鎖，沒有強制性的“五防”操作循環(huán)，網(wǎng)門的上鎖與否還得依靠值班人員判斷，還需采取技術(shù)措施加以保障。

（2）因為“五防”主機的系統(tǒng)故障造成癱瘓，使“五防”徹底失去作用。還有可能發(fā)生全所低壓交流失電后，“五防”裝置完全的失去作用的事件。因此，微機防誤閉鎖裝置必須有持續(xù)可靠的交流電源為計算機供電。

（3）微機防誤是在原有倒閘操作的基礎(chǔ)上又增加了操作程序，因此延長了倒閘時間，對于頻繁操作的鐵路牽引變電站來說，常常因為挖潛提效等方面的要求，而被值班人員排斥使用。

3.2 微機防誤的優(yōu)點

（1）具有一次設(shè)備狀態(tài)實時采集功能，防誤主機可實時獲得現(xiàn)場一次設(shè)備的狀態(tài)，可實現(xiàn)圖示設(shè)備狀態(tài)與現(xiàn)場設(shè)備實時對位。

（2）具備防止誤切開關(guān)在內(nèi)的五防功能，能實時打印操作票及其他表格等功能。

（3）由于現(xiàn)場鎖具無需敷設(shè)電纜，所以具有投資小、覆蓋面廣、可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。

3.3 微機防誤發(fā)展方向

（1）防誤裝置不再作為獨立的系統(tǒng)存在，“五防”的主接線圖共享綜合自動化的信息平臺，嵌入變電站綜合自動化系統(tǒng)中，實現(xiàn)一體化。

（2）將所有操作步驟都納入電腦鑰匙，并可以進行現(xiàn)場操作對位，將改變現(xiàn)階段一手持操作票一手持電腦鑰匙的現(xiàn)象，由電腦鑰匙取代操作票。并發(fā)音提示當前操作什么，下一步操作什么，并增加錄音功能，記錄操作人員全程操作的正確性，確保安全。

（3）目前，遠動操作正確性的卡控主要靠調(diào)度遠端的程序進行，現(xiàn)場除了原有電氣閉鎖、機械閉鎖外，微機防誤閉鎖對遠動操作不起作用，未來需要解決遠動操作設(shè)備時的閉鎖問題。

（4）現(xiàn)在變電站使用的防誤裝置基本都是單機進行，在倒閘任務(wù)較多的大型檢修試驗現(xiàn)場，操作中效率低下的問題表露無疑，因此可以充分借鑒當前電子科技的進步成果，利用手機、平板電腦等實行遠距離傳碼、開鎖等，實現(xiàn)多任務(wù)并行操作，同時又節(jié)省了值班人員主控室與操作場地間來回的時間，提高操作效率。

4 結(jié)語

針對現(xiàn)在電氣設(shè)備越來越先進、智能化的特點，在變電站運行過程中為了防止誤操作的發(fā)生，微機防誤裝置必將起到很好的保護作用。從目前的運行情況來看，為了安全可靠起見，在大力推廣應(yīng)用微機五防系統(tǒng)的同時，適度保留間隔的電氣閉鎖回路或?qū)⑽宸老到y(tǒng)接點引入到電動操作回路中，應(yīng)該是比較有效的防誤閉鎖措施。

隨著變電技術(shù)的日新月異，變電設(shè)備穩(wěn)定性逐步提高，無人值守的變電站、配電所、鐵路分區(qū)所、AT所逐步增多。對于這些處所，是由檢修人員和其他非運行人員進行倒閘操作，他們對運行方式和設(shè)備情況不是十分熟悉，發(fā)生誤操作的可能性更高，因此在無人所安裝微機五防系統(tǒng)是一個很好的選擇。