便攜門禁非接觸式高壓驗電器試驗儀

陳峰文 鐘瓊茜

【摘 要】驗電作為現代電力工作安全技術措施的重要環節，在現場工作中，存在封閉式開關或戶外設備無法在相應電壓的帶電設備上實施驗電的情況，經驗證，驗電器自身的自檢功能不可靠，因此必須借助工頻高壓發生器等確證驗電器是否良好。本文研究的便攜門禁非接觸式高壓驗電器試驗儀具有驗電器及相應電壓等級的門禁風險管控，操作人員資格驗證及遙控操作方法的風險管控，最大限度地降低了驗電器試驗的作業風險。

【關鍵詞】停電；驗電；門禁；高壓試驗；無線遙控；

引言

根據電力安全工作規程規定：驗電前，應先在相應電壓的帶電設備上驗證驗電器良好，后立即在停電設備上實施驗電。無法在帶電設備上進行試驗時，可用工頻高壓發生器等確認驗電器良好。廠站全站停電、封閉式開關柜轉檢修、戶外線路停電時，倒閘操作人員在對停電設備進行驗電時無法在帶電設備上驗證驗電器是否好壞，只能通過驗電器自身的自檢功能來判斷。目前驗電器產品質量良莠不齊，常有驗電器自檢合格，在高壓帶電設備上檢測時卻沒有任何反應，易給操作人員造成誤檢，誤判，威脅人身、設備安全。現有的驗電器試驗儀為手持敞開式工頻高壓發生器，該裝置存在很大的作業安全風險，它對操作人員資格及作業過程的風險缺乏防范管控措施，在使用過程中，在未取得操作資格、或操作不當（電壓等級不對應，安全距離不足）、或遺失被非電力人員拾取等情況下，都很有可能發生人員觸電事故。為降低驗電環節的作業風險，本文研究了一款便攜門禁非接觸式高壓驗電器試驗儀。

1 現狀分析

1.1 現狀調查

根據《中國南方電網作業風險評估概述及辦法》，使用現有驗電器試驗儀的作業風險值為：風險值 =后果（S）×暴露（E）×可能性（P）=50×1×3=150；該風險屬于中等風險，需要采取措施進行糾正。本文所要解決的就是對現有的一款驗電器試驗儀存在很大的作業安全風險進行改善，主要采取高壓試驗倉門禁管控、操作人員資格驗證、無線遙控操作等措施來有效降低作業安全風險。

2 裝置設計

2.1 整體設計

便攜門禁非接觸式高壓驗電器試驗儀由3部分組成，分別是工頻高壓發生器、驗電器RFID身份證和無線遙控器組成。工頻高壓發生器用于輸出驗電器試驗啟動高壓、讀取驗電器身份信息、與遙控器實時通信等功能，驗電器RFID身份證采用無源RFID芯片，集驗電器電壓等級、試驗日期等信息；無線遙控器通過選定操作人員及輸入相應密碼來驗證操作人員資格，另外與工頻高壓發生器進行信息交互。

2.2 硬件設計

工頻高壓發生器結構圖如圖1所示，由可充電鋰電池、微處理器、RFID讀取模塊、藍牙通信模塊、信號指示回路、IO檢測模塊、工頻正弦波發生電路及升壓變壓器組成。充電鋰電池為系統提供了工作電源，可反復充電使用；RFID讀取模塊與驗電器RFID身份證構成門禁系統，用于讀取驗電器RFID身份證信息，從而判斷驗電器的電壓等級是否相符，也避免了其他物品插入高壓試驗槽；藍牙通信模塊用于與遙控器進行通信，傳輸信息及控制命令；信號指示回路由LED燈組成，指示電源狀態、通信狀態、高壓輸出狀態等；IO檢測模塊用于Check In和Check Out，采用行程開關監測高壓驗電槽驗電器的工位，實現及時讀取驗電器RFID身份信息或及時斷電；工頻正弦波發生電路用于產生50Hz工頻電壓，經過升壓變壓器輸出工頻高壓作為試驗電壓。

驗電器RFID身份證就是一種無源RFID芯片，RFID芯片固定在驗電器的合適位置，芯片寫入驗電器電壓等級及加密信息，供工頻高壓發生器讀取識別，以判斷試驗驗電器是否與工頻高壓發生器輸出電壓等級一致，同時也避免對除驗電器外的其他物品進行高壓試驗。

無線遙控器結構圖如圖2所示。無線遙控器由充電鋰電池、微處理器、按鍵輸入、液晶顯示模塊、藍牙通信模塊、USB轉串口模塊組成。充電鋰電池為系統提供了工作電源，可反復充電使用；按鍵用于資格驗證的人員選擇及密碼輸入，液晶顯示屏提供人機交互界面；藍牙通信用于與工頻高壓發生器通信，發送命令或者接收信息；USB轉串口為更新操作人員資格庫的人員密碼等信息提供了接口。

2.3 軟件設計

工頻高壓發生器程序流程圖如圖3所示：當驗電器插入試驗槽到位后，系統讀取驗電器驗電器身份信息，身份信息通過后向遙控器發送可以等待送電命令，此時，遙控器可以對工頻高壓發生器進行送電操作；在任何時候，驗電器離開實驗倉，那么系統將終止操作，并向遙控器發送終止信息。

無線遙控器程序流程圖如圖4所示：遙控器收到驗電器到位通過的信息后進入操作人員資格驗證界面，操作人輸入密碼正確后，可以對工頻高壓發生器發送送電命令，在任何時候，遙控器收到終止信息后立即返回初始狀態。

工頻高壓發生器中斷程序流程圖如圖5所示：當驗電器離開高壓試驗倉時，行程開關斷開并觸發中斷，此時工頻高壓發生器禁止輸出高壓，并向遙控器發送中斷信息，同時，遙控器恢復初始狀態。

3 裝置效益

本研究成果所帶來的效益：（1）、門禁技術的使用有效防止對不相符電壓等級的驗電器進行驗電器檢測操作，從而避免誤判；（2）、門禁技術的使用有效防止其他帶電設備插入工頻高壓發生器，從而避免人身觸電；（3）、準入資格校驗及無線操控能有效防止無操作資格的人使用工頻高壓發生器，避免工作人員觸碰工頻高壓發生器，從而避免人身觸電。根據《中國南方電網作業風險評估概述及辦法》，使用便攜門禁非接觸式高壓驗電器試驗儀的作業風險值為：風險值 =后果（S）×暴露（E）×可能性（P）=50×0.5×0.5=7.5，該風險屬于可接受風險。

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作者簡介：

陳峰文（1990-），男，中級工程師，本科，從事變電運行工作。

鐘瓊茜（1991-），女，助理經濟師，本科，從事市場營銷工作。

（作者單位：1.海南電網有限責任公司三亞供電局；

2.海南電網有限責任公司保亭供電局）