強制閉鎖式地線樁的設計

孫亞輝

強制閉鎖式地線樁的設計

孫亞輝

福建省電力有限公司檢修分公司

該文針對當前微機防誤系統在接地線防誤中存在的不足，設計出了一種強制閉鎖式地線樁，具有微機防誤閉鎖和電氣閉鎖兩種功能，二者互為補充，增強了防誤操作的可靠性，能有效防止帶電掛接地線和帶接地線合閘送電。同時，該裝置能保證在隔離開關等設備檢修時，由于感應電或其它原因不拆除接地線而進行電動試分合隔離開關。

接地線 地線樁 微機防誤 電氣閉鎖

0 引言

在“五防”要求中，有關接地線的防誤要求有[1-2]：

（1）防止帶電掛（合）接地線（接地刀閘）；

（2）防止帶接地線（接地刀閘）合斷路器（隔離開關）。

國家電網公司2006年新制定的《國家電網公司防止電氣誤操作安全管理規定》明確指出：變、配電站內操作接地線的掛設點應事先明確設定，并實現強制性閉鎖[3]。此外，文獻[4]指出：人工掛接地線應加入閉鎖邏輯并有相應畫面顯示；有些地方如主變各側可增加接地鎖。因此，做好接地線的防誤工作意義重大。

1 地線樁的重要作用

變、配電站內接地線的掛設地點應事先明確設定，通常是在需要掛接地線的適當地點焊接一定數量的地線樁，接地線的接地端裝在地線樁上。地線樁與變、配電站內的接地網通過接地引下線可靠連接。對地線樁的安全可靠做好防誤，是正確掛、拆接地線的重要保證，是防止帶接地線合閘送電等惡性事故發生的關鍵所在。

2 當前接地線防誤技術

關于接地線的防誤，通常是用閉鎖地線樁的方法，在不符合掛、拆接地線的條件下，對其進行閉鎖。這種閉鎖邏輯判斷是通過微機防誤系統來完成的，即完全由計算機程序軟件來完成。在微機防誤系統中，通過模擬預演正確后，電腦鑰匙識別編碼鎖2（如圖1）是否是操作對象，如果編碼鎖的編號與電腦鑰匙中事先存儲的編號一致，則可以打開該編碼鎖，接地線可以掛入。否則，編碼鎖不能被打開，接地線不能掛入。這種傳統的常規閉鎖方法屬于“軟閉鎖”。一旦防誤邏輯出錯或微機防誤系統自身出現異常，就會造成誤操作事故的發生。同時，如果操作人員在編碼鎖還未打開以前已拔出電腦鑰匙，電腦鑰匙就會顯示可以進行下一步操作，操作人員若不進行重復操作本步或直接進行下一步操作，就會出現“走空程”[5]的問題，同樣會造成誤操作事故的發生。

圖1 當前接地線微機防誤方式

3 強制閉鎖式地線樁的設計

為了解決微機防誤系統在接地線防誤中存在的不足，滿足對接地線強制性閉鎖的要求，防止帶電掛接地線和帶接地線合斷路器（隔離開關），設計出一種強制閉鎖式地線樁，如圖2所示。該裝置具有微機防誤閉鎖和電氣閉鎖兩種功能。

圖2 強制閉鎖式地線樁

該裝置的內部結構及原理如圖3所示。當要裝設接地線時，電腦鑰匙通過探頭檢測判斷操作對象正確后，如果編碼鎖的編號與電腦鑰匙中事先存儲的編號一致，則電磁鐵吸合，卡針向左運動，復位彈簧在吸力作用下被壓縮（圖3（b）），這時，轉換開關可以轉動，當轉換開關置于解鎖位置時，擋板在自身重力和儲能彈簧的共同作用下繞轉軸運動，脫離擋孔，則可以裝入接地線，同時轉換開關內部的一對接于隔離開關電氣閉鎖回路中的觸點①②被打開，不能對隔離開關進行電動操作，這就防止了在掛接地線的過程中誤合隔離開關。同樣，接地線未拆除時，隔離開關電氣閉鎖回路一直被斷開，不能對隔離開關進行電動操作，這就防止了帶接地線合隔離開關送電。

但是，在必要的情況下，例如隔離開關檢修時，由于感應電或其它原因不能拆除接地線而又要電動試分合隔離開關時，按照有關規定，履行許可手續后，可以把轉換開關置于解除位置（圖3（c）），則觸點①②閉合，解除對隔離開關的電氣閉鎖，可以帶接地線電動試分合隔離開關。

這種裝置采用了機械編碼鎖和電氣閉鎖兩種方式對接地線進行閉鎖，有效防止了帶電掛接地線和帶接地線合閘送電。此外，該裝置左右兩個部分可以自由拆卸，在不需要進行電氣閉鎖的場合，其左半部分可以單獨使用，這時其作用同圖1。該裝置還配有機械解鎖鑰匙，在特殊情況下使用。

圖3 強制閉鎖式地線樁內部結構及原理

4 實際應用

（1）該裝置特別適合用于所用變高低壓側需要掛接地線的地方。在所用變高低壓側適當地點分別安裝兩個這樣的地線樁。在高壓側電動操作的隔離開關回路中接入該裝置的閉鎖觸點①②，防止帶接地線合隔離開關；在低壓側（380V）斷路器的手動合閘回路中接入該裝置的閉鎖觸點①②，這樣既不影響低壓斷路器可靠跳閘，又能有效防止帶接地線合斷路器。

（2）與高壓帶電顯示閉鎖裝置等電壓抽取設備配合使用。比如用于高壓開關柜等無法直接進行驗電的地方。在線路有電的情況下，電腦鑰匙根本無法打開該接地裝置，實現強制閉鎖。但若通過機械解鎖鑰匙強制打開該接地裝置，需把轉換開關切換到解鎖位置，這時觸點③④就會立即接通高壓帶電顯示閉鎖裝置的語音提示回路，高壓帶電顯示裝置則持續發出“線路有電”的警告，提醒操作人員不要掛接地線。在這種語音提醒下，操作人員就會進一步確認線路是否真的有電，若確認線路真的有電或暫時無法做出正確判斷，則停止操作；若確認線路確實無電，把切換開關置于“接除”位置，語音告警提示消除，可以操作。

（3）與微機防誤閉鎖裝置配合使用。在微機防誤系統中設定一種閉鎖邏輯，實現微機防誤閉鎖的要求。比如在隔離開關沒有斷開時，防誤邏輯不能通過，電腦鑰匙不能打開該接地裝置，防止帶電掛接地線；當接地線未拆除時，防誤邏輯不能通過，不能電動操作隔離開關，防止帶接地線合隔離開關。

5 結論

（1）強制閉鎖式地線樁繼承了微機防誤系統的優點，能有效防止帶電掛接地線；同時具有電氣閉鎖功能，實現了強制閉鎖的要求，能有效防止帶接地線合閘送電。

（2）由于電氣防誤也存在著觸點接觸不良等缺點，微機防誤與電氣防誤二者互為補充，增強了防誤的可靠性。

（3）該裝置左右兩個部分可以自由拆卸，其左半部分可以單獨使用。

[1] 孫亞輝.變電站防誤現場應用技術[M].北京：中國電力出版社，2011.

[2] 吳二宅.在線式防誤閉鎖系統的研究[D]. 河北:華北電力大學（保定）,2006.

[3] 國家電網安監[2006]904號.國家電網公司防止電氣誤操作安全管理規定[Z]. 2006.

[4] 顧擁軍，皮衛華，楊乘勝，等.變電站防誤閉鎖應用分析[J].繼電器,2005(2)：66-70.

[5] 陳志軍，李劍剛，高宏偉.500kV綜合自動化變電站的防誤閉鎖應用[J]. 繼電器,2006(18)：69-71.