淺析感應式高壓帶電顯示閉鎖裝置的應用探究

摘要：針對傳統裝置上帶電顯示裝置存在的不足，引入感應式高壓帶電顯示裝置，該裝置采用感應式傳感器，將帶電信號引入裝置，通過無源閉鎖節點輸出來解鎖，防止電氣誤操作，提高高壓驗電裝置的安全性和可靠性。

關鍵詞：傳感器;驗電;帶電顯示;閉鎖

目前10kV電壓等級的設備靠設備自身的電磁鎖閉鎖柜門，電磁鎖電源一般來自于400V低壓側線圈，存在安全隱患，因電源線松動導致電磁鎖失電現象時有發生，且因缺少帶電顯示裝置極易引發帶電掛接地線等誤操作事故，以及給人身安全及設備帶來隱患。《電業安全作業規程》和《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》都對帶電顯示及閉鎖裝置的配置和使用提出了要求。針對這種情況，對10kV電壓等級的設備安裝高壓帶電顯示及閉鎖裝置，防止誤入帶電間隔及帶電掛接地線等事故的發生，最大限度的杜絕人為操作事故的隱患。

1、傳統驗電裝置的缺點

目前開關柜上大量使用氖燈作為驗電顯示器顯示信號，經過長時間運行，故障率高，盡管在平時可以使其關閉，但在一定程度上無法準確快速地監視高壓設備帶電情況。其次，傳統高壓帶電顯示閉鎖裝置大都采用支柱式高壓電容來取得高壓信號，高壓電容與帶電體鏈接，容易照成電容擊穿的安全隱患。為了減少高壓設備的安全隱患，減少事故的發生，可采用感應式高壓驗電裝置來實現閉鎖功能。

2、高壓帶電顯示及閉鎖裝置工作原理

在高壓設備設置傳感器，在靜電感應的作用下，出現感應電荷，利用小阻抗接地回路，將感應電荷轉換成接地電流，通過電纜傳輸到帶電顯示閉鎖裝置的輸入端，在內部經放大器對輸入信號進行放大，再經電路轉換為（0～5）V的電壓信號，被單片機采樣后作為額定電壓。當以后采集的電壓值低于50%額定電壓時，認為設備無電，可經過解鎖程序解鎖，當采集的電壓大于50%額定電壓是，認為有電，LED有點指示燈亮，閉鎖解鎖程序，并有語音報警。

高壓帶電顯示裝置原理圖如圖1，等效電路圖如圖2，其中，C1為高壓帶電體（HV）與傳感器之間的電容，C2為感應電極與高壓帶電之間的雜散電容，C3為電纜與高壓帶電之間的雜散電容，Z為裝置及電纜的內阻，Ic為信號電流。

3、裝置特點

具有結構簡單和絕緣安全可靠的優點，它在靠近高壓帶電體，通過感應電極和高壓帶電之間的雜散電容，藕合高壓帶電體上的交變電壓信號，通過電纜把這一信號傳送至帶電顯示裝置上，使得高壓驗電裝置判斷裝置有電，閉鎖解鎖機構。

采用高壓傳感器，安裝在有效的安全距離以外（安全距離與電壓等級有關），與帶電設備不直接接觸，對主設備不會有任何負面影響，消除了將高壓引入到二次系統的安全隱患，可確保人員與設備的安全。運行人員在現場根據LED顯示燈準確判斷設備是否帶電，通過電腦鑰匙自動驗電并解鎖。

感應式高壓驗電裝置采用放大器和整流器，并設有濾波功能，環境適應力強，受電壓波動影響小，同時控制回路電纜有屏蔽層，提高了裝置抗干擾能力，有效避免了由于設備本身的電磁場對帶電顯示裝置的影響。

無線編碼機械鎖是最終的閉鎖執行機構，通過鎖片將一次設備柜門鎖住，經高壓驗電裝置驗電為無電時，通過電腦鑰匙打開機械鎖后，方可打開柜門，防止帶電掛接地線、帶電開柜門等誤操作事故及人身觸電事故的發生。

在電源供電方面，采用大容量可反復充電電池和交流220V電源供電，供電電源可從附近交流電源引入，適合各類安裝場所。同時采用高容量聚鋰合物可充電電池，一般電池壽命可達3年以上，在交流電源失去時，能給高壓帶電顯示裝置提供電源，避免誤判現象的發生。

在后臺采用管理軟件對系統設備間隔進行管理，管理軟件通常需要傳輸適配器的協助來完成與電腦鑰匙之間的數據交換。適配器還具有智能化的充電功能，能對電腦鑰匙的電池充入足夠的電量和有效的延長電池壽命。裝置配有專用的電腦鑰匙，電腦鑰匙采用 “雙無技術”，其典型的特征為無限編碼、無線采碼，與工控主機操作系統配合使用，用以對現場設備間隔的判斷以及對高壓帶電顯示裝置的驗電和解鎖。

4 感應式高壓帶電顯示裝置在現場的應用

當安裝感應式高壓帶電顯示的設備帶電時，帶電顯示單元的ABC三相帶電指示燈應顯示紅色并閃爍，此時解鎖回路觸電斷開，輸出強制閉鎖信號，無法對設備進行進一步操作。當該設備不帶電時，帶電顯示單元的ABC三相帶電指示燈應全部熄滅，應使用專用的電腦鑰匙進行驗電解鎖操作。

電腦鑰匙開機自動進入待機畫面，顯示“準備驗電”，將鑰匙插入高壓帶電顯示裝置內，此時電腦鑰匙會自動核對帶電顯示裝置的編碼與實際要操作的設備是否一致，防止誤入帶電間隔造成觸電或誤操作。若一致，則屏幕顯示：驗電器RFID碼正確！若不一致，鑰匙“嘟嘟嘟”3聲報警，并顯示“無效的RFID編碼”，拒絕進一步操作。

若編碼一致，電腦鑰匙將與高壓帶電顯示裝置通訊以獲取設備帶電狀態。驗電過程中，當電腦鑰匙顯示：無電，繼續操作！并有“嘀”報警聲時，表示設備無電，可以進行下一項操作。如果驗電過程中，電腦鑰匙顯示：有電，并有 “嘟嘟嘟”3聲報警聲時，表示設備有電，不能進行下一項操作。

如果驗電通過，即驗電結果為無電，則可進入機械鎖解鎖操作，此時，將電腦鑰匙插入對應的機械鎖體，屏幕顯示：正在解鎖，解鎖狀態：按鍵解鎖，此時，按下解鎖按鈕，即可完成解鎖，屏幕顯示：正在解鎖，解鎖狀態：解鎖完成，解鎖完成后拔出電腦鑰匙，自動返回待機畫面。

5 結束語

在現場高壓設備安裝了感應式高壓驗電裝置，實現了能準確快速地監視設備的帶電情況，同時提高驗電裝置的抗干擾性，增強了電氣操作的安全性，同時通過電腦鑰匙實現自動驗電并解鎖機械鎖，操作性強，在10kv設備上得到了廣泛的應用。

參考文獻：

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[3]優特科技 JOYO卓越高壓帶電顯示閉鎖系統V2.0使用說明書