高壓試驗電源快速切斷裝置的研制

羅志遠，周剛，郭蘇鋒，梁鴻

(浙江嘉興電力局，浙江 嘉興 314033)

1 引言

在電力系統日常工作中，高壓試驗是電力設備運行和維護工作中的一個重要環節，是保證電力系統安全運行的有效手段之一。通過高壓試驗可以分析設備的實際狀態，及時發現設備存在的一些重要缺陷等。高壓試驗在變電站運行生產中所占的比重也是比較大的。但是高壓試驗過程中會產生幾十千伏的高壓，一不小心就可能造成人身傷害和設備損壞。所以，一套安全可靠的防護裝置對于保障人員和設備的安全是至關重要的。

2 高壓試驗安全措施現狀

高壓試驗是個高危工種，在對10kV設備的高壓試驗過程中就會產生幾十千伏的高壓。在目前的電力系統中，各工種處于同一作業面的情況也越來越普遍，工作現場人員、設備情況復雜。而目前的高壓試驗過程中，常用的安全防護措施采用的仍為一般的安全圍欄和圍繩，如圖1所示。

圖1 安全圍欄及圍繩使用實例

在圍欄中工作的試驗人員，極有可能由于在試驗過程中設備放電、閃烙，更改接線，更改設備狀態等原因，在沒有切斷試驗電源的情況下進入試驗區域，直接接觸帶電試驗設備，而對自己的人身造成傷害。而其他的工作人員也可能由于各種原因誤入高壓試驗區域，誤碰帶電設備而受到傷害。現有的安全圍欄和圍繩，沒有強制的閉鎖等功能，無法強行阻止試驗設備帶電時的人員誤入和誤碰，從而有效地保護誤入人員和設備的安全。另外，室外工作時，對于可能隨風飄入落在帶電設備上造成設備損壞的雜物也無法起到有效的防范。

原有的紅白帶、圍欄等常規安全措施在高壓試驗工作中只能起到警示的作用，而不能徹底的消除在高壓試驗過程中出現的安全隱患，無法確保人身及設備的安全。

3 高壓試驗電源快速切斷裝置的研制

鑒于目前的高壓試驗中常采用的圍欄及圍繩在實際運用過程中的種種弊端和安全隱患，我局配電運檢工區，研制了一種能夠提高高壓試驗現場安全性的高壓試驗電源快速切斷裝置。該裝置結合紅外感應、無線通信、聲光報警、電源控制等功能模塊，在有工作人員或異物進入帶電區域時，發出告警信號，并且具有在出現異常情況時迅速主動切斷電源的電源快速切斷功能，保證工作人員和設備的安全。

3.1 裝置原理圖

裝置主要由紅外報警和電源控制裝置組成，通過紅外線發射裝置感應異常，得到相應數據，傳遞給接受處理模塊后，對控制線圈發出信號，控制電源開關的導通或者關閉。通過紅外裝置感應工作人員和異物的非法入侵，當工作人員或異物誤入裝置第一投射圍欄所監測的帶電區域時，通過聲光報警提醒工作人員，如危險解除則返回，停止告警;當工作人員或異物繼續侵入第二投射圍欄所監測的帶電區域，則迅速啟動電源控制裝置切斷工作電源，保證人員和設備的安全。裝置工作原理圖如圖2所示。

高壓試驗快速電源切斷裝置由圖3兩部分構成。

它包括試驗電源控制裝置和至少兩個紅外線圍欄，一般設定四個紅外線圍欄呈四方形排列在被試電力設備周圍。該紅外線圍欄上端安裝有一個報警器、下端固定有三腳架，紅外線圍欄內配置有電池，主體上設有兩個紅外線收發裝置形成第一投射圍欄和第二投射圍欄，形成兩道反應裝置。所述的四個紅外線圍欄位于同一水平面上并經無線信號互相連接，四個紅外線圍欄經無線信號或有線連接試驗電源控制裝置。

4 裝置的現場應用

4.1 裝置的使用

圖4對高壓試驗電源快速切斷裝置在工作現場的實際應用加以說明。

圖2 裝置實物圖

圖3 裝置實物圖

圖4 裝置現場使用示意圖

從圖中可以看到，在高壓試驗工作的現場，在常規紅白帶圍欄內被試品及試驗設備區域四周設置了一道紅外線圍欄，等于在常規警戒圍欄內又增加了一道防護裝置。紅白圍欄起第一層警示作用，試驗人員在紅白圍欄內工作，非試驗人員在紅白圍欄外活動。當試驗設備帶電時，若有人員或異物進入試驗區域，裝置就會立刻發出聲光報警信號，并快速切斷試驗電源，從而確保人身及設備的安全。

該高壓試驗電源快速切斷裝置解決了現有的紅白帶圍欄等安全措施在工作中只能起到被動隔離的作用的問題，提高了高壓試驗電源的穩定性和安全性。

4.2 裝置的驗證

本裝置研制成功后在工區所轄的陸橋變、步云變、洪合變等變電所現場進行了多次模擬試驗。在有人員或異物誤入裝置所保護的帶電區域時，高壓試驗電源快速切除裝置能夠迅速可靠地反應切斷電源。其試驗數據如表1所示。

表1 裝置試驗數據表

通過試驗結果可以看出，本裝置具有如下三個特點:

(1)可靠性:在試驗過程中，一旦保護動作，將可靠跳開試驗電源空開。

(2)快速性:從其判斷異物侵入時間到跳開試驗電源，只需要短短的20ms。

(3)靈敏性:發生異物侵入試驗區域的情況時，能迅速啟動保護功能。

5 結論

這套裝置能防止試驗過程中出現異常情況時，由于工作人員注意力集中在異常設備上，誤入試驗區造成事故的情況;同時也杜絕了非試驗工作人員為了貪圖方便跨越警戒線，進入高壓試驗區而造成的人身傷亡事故，徹底解決試驗過程中對自己、他人及設備的傷害。在實際應用中具有可靠性、快速性、靈敏性等特點，大大加強了在高壓試驗過程中對試驗人員和設備的保護功能，提高了安全性，易實現和推廣。另外，由于本套裝置的紅外線感應器、紅外線圍欄無線信號、CPV中央外理器等都采用模塊化、接口化設計，便于本裝置的橫向使用。比如，將試驗電源切斷模塊更換為報警模塊則可用于盜竊報警、誤入禁止區域報警等。

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