基于風險評估的配網防誤分析

翁治江

（佛山順德供電局，廣東 佛山 528300）

基于風險評估的配網防誤分析

翁治江

（佛山順德供電局，廣東 佛山 528300）

配網防誤一直是配網管理的重點和難點，配電網網架復雜、設備種類繁多，不同廠家生產的設備在操作方式各不相同，容易造成配網故障的發生。本文從配網防誤的概念出發，系統地介紹了配網防誤的各種措施，并結合風險分析與風險控制，提出各種配網防誤的觀點，對配網防誤的設計、應用起到一定的參考作用。

配網；防誤；風險評估與控制

1 引言

配網防誤的概念是從主網引伸出來的，包括：①防止誤分合開關；②防止帶負荷分刀閘；③防止帶接地刀閘（接地線）合開關；④防止帶負荷合接地刀閘（掛接地線）；⑤防止誤入帶電間隔。但因配電網結構復雜、設備多樣，網架變動頻繁、運行方式時常改變等，使配網防誤又有著其自身的特點。

2 防誤裝置的類型

2.1 警示裝置

主要包括帶電顯示器（光）和帶電報警器（聲）：警示裝置通過燈光、聲音等方式給操作人員指示設備的運行狀態，以防止誤操作的發生。但嚴格來講警示裝置并不是一種可靠的技防措施，它必須結合管理手段才能實現可靠的防誤。

2.2 位置掛鎖

位置掛鎖可實現多種功能：①當掛鎖鑰匙不允許運行人員使用時，相當于設備不可操作（假如設備是開關，則等同于死開關）；②當掛鎖鑰匙允許運行人員使用時，起到防止了外單位人員隨便操作設備的作用；③當進線開關掛鎖，出線開關不掛鎖時，起到了警示了操作人員注意防止來電的作用。位置掛鎖是設備本身防誤功能不完善所產生的產物，它起到一定的防誤作用，但可靠性不高。

圖1 帶電顯示單元

圖2 斷路器分閘位置掛鎖

2.3 機械聯鎖

（1）機構內部聯鎖。開關、刀閘、接地刀閘、活動門等設備通過各種固定安裝的鎖止開關、行程開關、轉換開關、連桿等機械部件，實現各設備之間按照既定邏輯關系進行分合、開閉的機械聯鎖方式。

（2）機構輔助聯鎖。有些機構內部聯鎖通過了鑰匙的傳遞實現，需要人工的配合，比如有些小車開關內部，小車室內裝設了鎖具，只有拉出小車開關，才能在小車室內的鎖具上取得地刀的操作鑰匙，進行解鎖后才能合上地刀；同樣，只有分開地刀，取得鑰匙，插進小車室內的鎖具上，小車才能推進去，從而實現內部聯鎖。

（3）機械級聯程序鎖。開關、刀閘、接地刀閘、活動門等設備通過各自固定安裝的鎖具的操作鑰匙的傳遞實現各設備之間按照既定邏輯關系進行分合、開閉的機械聯鎖方式。該種聯鎖方式的特點是：只有進行了前一個設備的操作，才能取得下一個設備的操作鑰匙，各設備必須使用操作鑰匙開鎖后才能操作。

機構內部聯鎖、機構輔助聯鎖適用于單個設備的內部聯鎖，而機械級聯程序鎖適用于跨區域的遠方聯鎖。機械聯鎖具有結構簡單、運行可靠，故障率低的優點。

2.4 電氣聯鎖

（1）控制回路閉鎖。在開關控制回路中串接入其他開關、刀閘的輔助接點，只有在其他開關、刀閘的輔助接點在確定位置時，控制回路才能取得操作電源。

（2）保護聯跳。在變壓器室門、箱門等容易發生誤入帶電間隔的地方，在其室門或箱門處裝設輔助接點，當變壓器未停電時，箱門一旦打開，變壓器取樣電源便經輔助接點向配變開關柜的保護裝置輸出跳閘信號，以確保可靠停電，防止誤入帶電間隔。

電氣聯鎖是比較可靠的聯鎖方式，缺點是聯鎖設備之間需要布線，假如是跨區域的級聯閉鎖，布線工程量較大。

2.5 組合聯鎖

在實際應用中，機械聯鎖、電氣聯鎖等連鎖方式往往是組合應用的。如電磁鎖，它通過引入運行設備的電信號，通過電磁感應，控制輔助觸點的導通和鎖止，從而控制電磁鎖是否能取得電源，一旦取得電源，則電磁鎖的勵磁線圈發生勵磁，對鎖栓進行吸合，從而實現開鎖。

2.6 微機五防鎖

在變電站 10kV高壓室應用較廣，原理主要是先將各種設備進行統一編碼，并安裝編碼鎖，操作設備時只能按照規定的順序用五防鑰匙對設備進行解鎖后才能操作。由于配網設備分散，單個配電站的配電設備較小，不適宜采用微機五防鎖。

3 配網設備風險分析及控制

3.1 開關柜的風險分析及控制

（1）風險分析

存在帶電合地刀（掛接地線）、帶地刀（接地線）合開關，發生三相接地短路，產生爆炸以及人員電弧燒傷；存在帶負荷拉刀閘，造成電弧放電；存在打開帶電的電纜室門，并進入工作，造成觸電事故；存在誤碰設備，造成誤分、合閘。

（2）風險控制措施

對于 KYN柜，普遍具有基本的五防功能，包括：只有開關斷開才能拉出小車（防止帶負荷拉刀閘），只有拉出小車才能合地刀（防止帶電合地刀），只有拉開地刀才能推入小車（防止帶地刀合開關）；合上地刀后才能開啟電纜室門（防止誤入帶電間隔）；開關按鈕加裝擋板并加鎖或加裝“遠方/就地”切換按鈕，平時打在遠方狀態，誤碰開關按鈕時不會操作開關設備（防止誤分、誤合開關）。

對于負荷開關柜普遍具有基本的五防功能，包括：開關為三工位負荷/接地開關（開關、接地刀閘共用操作孔），只有分了開關才能操作地刀（防止帶電合地刀），只有分開地刀才能操作開關（防止帶地刀合開關）；合上地刀后才能開啟電纜室門（防止誤入帶電間隔）；負荷開關柜一般為機械操作，不存在誤碰設備（防止誤分、誤合開關）。

當開關柜屬于進線開關、出線開關、配變開關、聯絡開關時，則仍存在較大風險，以下分別討論。

1）開關屬于進線開關時，即使開關分開（小車柜小車已拉出），但線路仍然帶電，仍然存在帶電合地刀的風險。目前處理方式有以下幾種。

——加裝帶電顯示器。有一定的提示作用，但只起到提示的作用，不能實現可靠的技防措施，只能結合管理手段來控制。同時帶電顯示器一旦發生故障（指示燈損壞的概率較高），則可能發生誤操作。

——拆除進線開關地刀。很大程度上防止了帶電合地刀的情況。但當需要接地時，必先要打開電纜室門，用驗電筆先驗電，后接地。但此時則出現另外一個問題：帶電打開電纜室門，存在一定的安全風險。對于KYN柜，采取的措施是在電纜室門加裝電磁鎖，假如線路帶電，電磁鎖不能開啟。但電磁鎖的故障率較高，直流電源的維護工作量較大。對于負荷開關柜，由于空間小，不能在電纜室內加掛接地線，需要接地時，只能將上一級的出線開關接地，擴大停電范圍，而且接地點距離工作地點遠，存在一定的安全風險。即使負荷開關柜有足夠空間掛接地線，但跟KYN柜一樣存在帶電打開電纜室門的風險，而且，負荷開關柜因空間不足，而且沒有專門直流電源，不能安裝電磁鎖，只能安裝帶電顯示器作提示，必須結合管理手段來控制風險。

——加裝級聯程序鎖。在進線開關柜的上一級電源柜處安裝鎖具，只有上一級電源柜開關分閘，才能取出鑰匙，再將鑰匙插入本進線開關柜的地刀操作機構的鎖具上，解鎖后才能操作地刀。如施耐得RM6柜就是一種帶有級聯程序鎖的負荷開關柜，在順德北滘地區的電纜網絡上用得較好。這種方式較可靠，但假如兩個配電站的距離較遠，停電時間可能較長。

圖3

2）當開關柜為出線開關時，假如下一級開關在檢修狀態，地刀合上（或掛上接地線），容易發生帶地刀（接地線）合閘的風險。目前處理方式有以下幾種：

——通過管理手段，確認下一級已拆除安全措施后，才能允許本側操作。這種方式是純粹的管理手段。

——將下一級的地刀輔助接點引入本側開關的操作回路當中，只有在地刀分閘后，本側開關才能取得操作電源進行操作。這種方式在順德容桂區域應用廣泛，但需要在兩個配電站之間布二次線實現，且開關必須是可以電動操作的，負荷開關柜一般不能通過這種方式實現。

——拆除進線開關地刀。分析跟進線開關一樣。

——在出線開關柜的下一級負荷柜的地刀操作機構安裝鎖具，只有下一級負荷柜地刀分閘后，才能取出鑰匙，再將鑰匙插入本出線開關柜的開關操作機構的鎖具上，解鎖后才能操作開關。這種方式較可靠，但假如兩個配電站的距離較遠，停電時間可能較長。

需要說明的是，對于出線開關，假如出線段為架空線路，且架空線上有臨時接地線或飄掛物，此時合開關必然造成短路故障，但這種情況只能結合管理手段，確保臨時接地線拆除，或者查找到故障點，目前暫不能采取有效的技防措施加以防范。

對于環網線路中的開關，根據不同的運行方式進線開關與出線開關的功能是可轉換的，因此在這種情況下，兩種運行方式均要考慮。拆除地刀方式比較簡單，但如要檢修，需要掛接地線時必須結合管理手段來配合控制。加裝鎖具的方式比較可靠，且不必擔心停電檢修以及帶電誤入電纜室的問題，只需安裝交叉聯鎖鎖具，但要考慮造成停電時間的延長是否能夠接受，相對來講技防能力較上述方式都強。

圖4

3）開關柜是配變柜時，假如配變低壓側開關未斷開，用戶側接有發電機，容易發生反送電，更換配變柜內的熔斷器時容易發生人身觸電；合地刀時容易發生帶電合地刀。目前處理方式有以下幾種：

——按照操作規范遵循變壓器停電應先停低壓側，再停高壓側，但這種只能靠管理手段滿足。

——加裝電氣聯鎖，在分開配變高壓側開關時，同時跳開低壓側開關。

——在低壓側開關處加裝位置鎖具，只有低壓開關分開，才能取出鑰匙，再用該鑰匙到配變柜地刀操作機構處解鎖，然后才能合上地刀，合上地刀后才能開啟電纜室門，取出配變保險。

圖5

4）開關柜是聯絡開關柜時，開關兩側帶電，若兩側電源相位不同、電壓差較大，誤合時容易造成弧光短路。

由于聯絡開關需要核相（線路改造后也需要重新核相），因此造成相位不同的概率不大，同時經理論計算，同一個500kV電源下的10kV電路，電壓差并不大，可以直接并網，故誤合聯絡開關的風險比帶地刀合開關要少得多。一般兩側均安裝帶電顯示器即可。近年由于可靠性的要求越來越高，許多供電局已開展先合環，后轉供（即不停電轉供），聯絡開關的防誤功能將逐漸弱化，甚至退出。對于現時建設有中心電房的比較復雜的“三供一備”甚至“多供一備”電纜網絡，其中心電房內開關的防誤，性質跟聯絡開關相同。

3.2 柱上開關的風險分析及控制

（1）風險分析。柱上開關沒有安裝接地刀閘，但柱上開關的下一級如果接入開關柜，如果開關柜合上接地開關，則會出現帶地刀合開關的風險。

（2）風險控制措施。在架空線路、電纜線路混合架設的配電網，一般將開關柜的地刀加以拆除，以防止帶地刀合開關的情況發生。需要說明的是，對于柱上開關，假如后段架空線路上有臨時接地線或飄掛物，此時合開關必然造成短路故障，這種情況只能結合管理手段，確保臨時接地線拆除，或者查找到故障點，目前暫不能采取有效的技防措施加以防范。

3.3 雙電源帶母聯的風險分析及控制

（1）風險分析

雙電源設計的站點正常運行時，不允許兩路電源合環運行，可以一條線路帶兩段母線的負荷，母聯開關合閘運行；或兩路電源分別帶一段母線運行，母聯開關分閘。假如開關全部合閘，風險跟聯絡開關分析一致，見2.1.2.3.4。

（2）風險控制措施

1）加裝機械程序鎖。即“3合2”的模式，三個開關只能合兩個，通過配置2條操作鑰匙，確保只能同時合上兩個開關。

2）加裝電氣聯鎖。通過二次電纜引接開關分合狀態接點至控制操作回路中（帶有電動合閘的時候才可使用該模式），確保只能“3合2”。

3.4 配電變壓器室（箱）的風險分析及控制

（1）風險分析

帶電進入變壓器室（箱）內工作，造成觸電事故。

圖6

（2）風險控制措施

1）安裝帶電報警器。當打開未停電的變壓器室（箱）門時，警示裝置立即發出報警鈴聲，起到一定的警示作用。

2）安裝掛鎖。鑰匙由該電房的運行人員保存，可防止非運行人員誤入帶電間隔。

3）加裝保護聯跳回路。在變壓器室門、箱門等容易發生誤入帶電間隔的地方，在其室門或箱門處裝設輔助接點，當變壓器未停電時，箱門一旦打開，變壓器取樣電源便經輔助接點向配變開關柜的保護裝置輸出跳閘信號，以確保可靠停電，防止誤入帶電間隔。電氣連鎖是比較可靠的連鎖方式,但容易出現巡視檢查時誤拉開箱門，導致配變停電，降低可靠性。

4 結論

（1）對于電纜網絡，負荷開關柜基本沒有掛設臨時接地線的地方，該種網架適宜全線配置地刀，地刀與開關柜的電纜室門聯鎖，進線、出線采用交叉式機械級聯鎖具，通過傳遞鑰匙滿足防誤需要。

（2）對于架空網絡，或者架空為主的網絡，可以將全線的進出線地刀拆除，電纜室門加裝電磁鎖具，防止誤入帶電間隔。架空網絡容易找到靠近的接地點，可最大限度防止停電范圍擴大。

（3）對于電磁鎖目前爭議較大，主要是其故障率較高。經過對故障損壞的電磁鎖進行分析，電磁鎖之所以故障率高是因為其長期帶電勵磁，容易燒線圈。目前許多廠家已經根據實際情況研發出正常運行時不勵磁，不帶電，開鎖時才進行勵磁，徹底改變了電磁鎖容易損壞的弊端。另一方面，對于沒有直流電源的配電站不能安裝電磁鎖的問題，已經有廠家研發出帶電源的電磁鎖鑰匙，操作電源由電磁鎖鑰匙提供，大大拓寬了電磁鎖的應用范圍，而且免去了眾多配電站直流電源的維護，原理見圖7。

圖7

綜上所述，隨著新技術的不斷應用，配網防誤水平已經有了很大的提高，然而并不是所有網絡結構都能實現完全的技防的，有時還必須與管理手段相結合才能達到比較滿意的效果，比如架空線上的臨時接地線，只能通過工作票管理、巡視檢查等手段加以確認接地線已拆除。同時，所有設備都有故障的時候，聯鎖裝置故障也是經常發生的。這里就引伸出來解除聯鎖的幾個概念：①開鎖：即解除設備的外部聯鎖關系，但不進行開關、刀閘等操作的解鎖行為。這種方式主要在防誤裝置故障處理時用到；②操作解鎖：因解鎖裝置故障，需要解除設備的外部聯鎖關系，并進行開關、刀閘等操作的解鎖行為；③事故解鎖：解鎖裝置正常，但因緊急情況，需要解除設備的外部聯鎖關系進行開關、刀閘等操作的解鎖行為。一般來說，只有存在萬能解鎖鑰匙的設備才能進行解鎖，比如電磁鎖；假如機構內部機械聯鎖發生故障，也只能停電檢修才能解決。

[1] 國家電網公司.防止電氣誤操作裝置管理規定.2003.

[2] 能源安保 1110號文.防止電氣誤操作裝置管理規定(試行). 1990.

Analysis of Blocking Against Misoperation Base on Risk Evaluation

Weng Zhijiang
(Shunde Foshan Supply Bureau, Foshan, Guangdong 528300)

Blocking against misoperation is the Focal point and difficult point of the distribution management, the complicated structure，multiplicity of equipment，and the multi-operation mode leads to accident of distribution network. The present paper from the concepts of blocking against misoperation in the distribution network, overall introduce all kinds of measurement , and put forward the viewpoints of blocking against misoperation base on risk evaluation and control , it’s helpful for the design and apply in the blocking against misoperation.

distribution network；blocking against misoperation；risk evaluation and control