低壓智能保護型安全接地箱開發應用研究

周華

摘 要：本文研究的智能保護型安全接地操作箱，可實現低壓配網檢修中停電狀態下的可靠接地操作，具備防止線路帶電時誤合接地刀閘的智能保護功能。研究結果為用戶提供統一的標準接地裝置，提高配電維護和檢修的安全性，產品落地最終可以為老用戶配電安全改造、新建用戶的配電設計和施工提供新型規范裝置。

關鍵詞：智能、接地箱、紅外控制

0 背景

在國內外電網安全事故中，由于檢修中接地線掛接問題引起觸電或則設備短路等情況占大多數，尤其對于復雜低壓配電環境下，實現線路的安全檢修非常必要。但是，由于現有配電線路在設計和施工時，尚未考慮檢修時的安全接地防護要求，在接地體的設置、停電線路掛設接地線的操作方式上，未能提供統一的接地操作裝置，有時甚至無合適的接地上引線和接地點。這給停電線路掛接地線的操作帶來極大的不便。

當前形勢下，新能源入戶，并且可以逆饋入網，更增加了配電網的復雜性。檢修時，不僅要考慮用戶線路和設備中殘余電能的釋放、檢修時防止重合閘等問題，還要考慮用戶側的逆饋能量免于接地短路，以及防止對檢修人員造成傷害。傳統的低壓配電線路停電檢修時，電纜線路采用單根接地棒進行接地，不能科學智能的判斷出停電線路運行時是否還存在剩余的電壓，無法保證線路設備和人身安全。而且每次在停電線路檢修時，都要隨時隨地攜帶不方便，還需要將接地棒與所接地的線路對接，耗費人力工時，存在安全隱患。

因此，亟需研制一款在低壓電環境下，用于各類用戶配電檢修的智能保護型配電檢修安全接地操作箱，有效利用電子監測單元，檢測和保護接地箱的正確操作，減少人員的壓力，提高安全性和可靠性。

1. 智能接地箱設計思路

1.1防止帶電掛接地線的智能監測方法研究

智能保護接地箱，必須具備防止帶電掛接地線的功能。避免在線路未停電時操作接地裝置，造成金屬性短路，引起線路跳閘，擴大停電范圍。對用戶走線不明確的場所，一旦檢修人員誤判線路，可能會遭遇帶電危險。對于未按正確過程操作的行為，智能監測應能給出指示，給出被檢修線路的電壓真實值，并且對強行帶電接地行為，給出警告，同時能實現機械閉鎖，阻止接地行為。

1.2接地裝置的可靠接地強度研究

在檢修過程中，停電線路遭遇異常重合閘時的接地強度，包括首端供電開關的重合，用戶側的自備電源、光伏逆饋等送電操作等情況。在此過程中，接地體、上引線、接地設備，在短路沖擊下不會損壞，以可靠強度維持接地狀態，確保維護工作人員的人身安全。

采用合理設計強度，包括接地聯絡線、接地刀閘、接地上引線以及各類配件，必須有足夠的機械強度和引流強度，確保可靠接地和耐受沖擊，并能可靠地多次重復操作，避免臨時掛接地線時可能遭遇的各種麻煩，減少事故發生的幾率。

1.3可靠接地方式的選擇和接地箱的安裝方式的設計

根據接地操作箱應有的強度需求，研究適用于新建用戶線路、老用戶改造線路的接地體設置方案，選擇恰當的接地電阻值，并規定上引線規格和上引方式。對于接地箱的安裝位置和安裝方式進行研究和實踐，需提高接地操作便捷性，同時也要確保日常運行時有足夠的安全性，并禁止他人隨意操作接地刀閘。

2 智能接地箱控制原理及功能實現要求

智能保護型配電檢修安全接地操作箱，可以對通過智能判斷協助運檢人員正確的重合閘刀，在一條線路完成一次安裝后，當該線路出現停電檢修時，可以完全代替接地棒。

控制原理圖如圖1，主要的功能實現包括：

1）、能起到很好的接地保護作用。

2）、接地箱內部裝有ABC三項的閘刀，通過合上/拉開刀閘，進行有效的接地和斷開。

3）、紅外探測聯動功能：當設備監測到當前所檢修的低壓線路存在運行電壓時，如果檢修人員前去合上閘刀，則會觸發紅外探測裝置，聯動控制插銷，使閘刀無法合上。當設備監測到當前所檢修的低壓線路沒有電壓時，可以順利合上閘刀，起到接地保護的作用。

4）、現場顯示屏：當打開接地箱的箱門時，通過顯示裝置可以實時查看當前線路的電壓值。

3技術要點分析

3.1沖擊耐受試驗要求

按設計引流值，對符合設計和安裝要求的接地箱，作接地時的重合閘試驗，和引流試驗，接地箱應該有足夠的機械強度和電氣強度。

3.2 智能保護功能

智能接地箱在線路未停電時，應能提供線路（包括三相線路、單相線路）的實際電壓值，并提供帶電警示燈；在線路帶電的情況下，智能接地裝置應能對接地刀閘的操作行為進行警告，并進行自鎖，即使強行操作接地，也無法實施接地操作。

3.3 接地操作和可視斷口

智能保護接地箱，可以多次可靠進行接地操作。接地開斷后，提供可視斷口，供檢修人員檢查核對。

3.4 防雨、防污能力

智能保護接地箱，在許可的安裝地點，滿足防雨、防水、防污等要求，保證可靠性，不出現導體受損、機構失靈等現象，確保保護機構、自鎖機構能準確動作，接地操作得到有效的監護。

4應用效果分析

4.1 規范用戶配電線路的接地設施

有效安裝了智能保護接地箱的用戶，在進行檢修時，不需要另配接地線等檢修材料和工具，將原來的尋找接地樁、驗電、掛接地線等工作，簡化為利用智能接地箱進行簡便的操作，將各種用戶線路無規范接地體、接地點的狀況，徹底規范為一個標準的接地設備，為操作票的執行、操作過程的標準化、操作過程中的驗證和復核等檢修必備內容，提供了可靠支撐的保障。

4.2 減輕檢修人員的負擔和規避檢修風險

普及智能接地箱，用很低的代價，實現接地行為的標準化，可以很大程度上減輕檢修人員的心理壓力和工作負擔，繼而可以采用規范的操作程序進行檢修操作，唱票、執行、相互校核等檢修必備工作可以流程化，避免因接地行為冗長，破壞了檢修工作的連貫性，引發疏漏。

4.3 提高接地可靠性保障人身安全

智能保護接地箱，可以有效阻止帶電掛接地線的行為發生，并有足夠的接地和引流強度，在遭遇重合閘時，不會因自身損壞而使被檢修線路復電，進而危及檢修人員的安全。

5 .結束語

智能保護接地箱，可以有效阻止帶電掛接地線的行為發生，并有足夠的接地和引流強度，在遭遇重合閘時，不會因自身損壞而使被檢修線路復電，進而危及檢修人員的安全；實現檢修時停電狀態下的可靠接地操作，并具備防止線路帶電時誤合接地刀閘的智能保護功能。

因此，智能保護接地箱具備綜合成本低、設置規范、可靠性高，并具備智能防誤操作等特點，可以大大提高檢修工作的效率，保障人身安全，避免各種疏漏導致的跳閘故障、人身危害等情況的發生，具有很好的市場推廣價值。

本文研究內容來自國網浙江省電力公司科技項目《0.4kV智能保護接地箱的研究與開發項目》。

參考文獻：

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