微機防誤閉鎖裝置的使用及發展

李榮坤

摘 要：變電運行的倒閘作業、檢修作業、值班巡視是變電值班員日常工作的主要部分，而如何保證此類工作的正確性，如何達到安全生產的目的，就是防誤操作的基本作用。防誤操作的基本方法主要有電氣閉鎖、機械閉鎖和微機閉鎖三種。

關鍵詞：微機防誤閉鎖裝置；走空程；誤操作；電氣閉鎖

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0157-02

電氣操作是改變電網運行方式，為設備檢修提供條件的必要手段，發生誤操作不僅會影響電網的安全運行，嚴重的還會造成人身傷亡。所以避免電氣誤操作事故，已經成為供電企業安全管理的重要任務。為了確保變電站的安全運行，在設備的二次回路上設置電氣閉鎖同時裝設機械閉鎖和微機五防系統，已成為防止誤操作等事故發生的有效而可行的手段。近年來，隨著微機防誤技術的應用和發展，微機五防已經廣泛應用于變電站的電氣操作中，下面就微機防誤閉鎖裝置應用和發展，以及如何防止微機防誤閉鎖裝置的“走空程”進行研究。

1 微機防誤的基本原理及特點

1.1 誤操作原因分析及防范

發生誤操作事故可以是人為的，即運行值班人員、檢修人員以及其他人員的誤操作造成的，也可以是操作二次回路絕緣損壞造成的。其中人為的誤操作主要有人員技術素質不高、倒閘操作規定不遵守、防誤閉鎖裝置不完善或管理不嚴、精神狀態不良等情況造成。微機防誤閉鎖系統就是針對運行人員誤操作而采取的一種防范措施。它是在微機上實現的，是虛擬的，可以滿足防止運行值班人員誤操作的要求。而因檢修人員或其他原因造成的誤操作問題，電氣二次回路閉鎖就成了防誤操作的最后一道防線。此外，由于二次操作回路局部絕緣破壞、無關人員誤碰等外力原因造成的誤操作事故，也需依靠電氣二次回路閉鎖來防止。因此，在實際的安裝和使用中電氣閉鎖、機械閉鎖和微機閉鎖是同時存在的，共同為防止各類誤操作提供保證。

1.2 微機防誤操作的意義

電氣操作包括電氣一次設備和二次設備的各項操作，電力系統中的“五防”是指：①防止帶負荷拉隔離開關；②防止帶地線合閘；③防止帶電掛接地線；④防止誤拉、合斷路器；⑤防止誤入帶電間隔。

（1）防誤操作的措施是人們長期經驗的積累和總結，除了管理措施防誤操作外，技術措施也是變電運行的主要防誤辦法。在實際的變電站設計時候，在電氣設備的原理上采取了一部分的閉鎖措施，而對于手動操作機構和高壓間隔一般用普通機械鎖，防誤操作作用不是特別明顯，所以微機防誤閉鎖的使用很大程度上防止了此類設備上誤操作事故的發生。

（2）一直使用的傳統防誤措施，不能防止防止帶電掛接地線誤操作事故的發生，只是從管理制度和管理流程中對此類誤操作進行控制，而經過多年的運行情況來看，帶電掛地線發生的幾率在誤操作中占有相當大的比例，所以微機防誤的使用，可以從技術手段上避免此類誤操作事故。

1.3 微機防誤裝置構造及原理

（1）微機防誤裝置由計算機、微機防誤軟件、電腦鑰匙、臺式通訊適配器、電編碼鎖和機械編碼鎖組成。微機防誤閉鎖裝置閉鎖的設備有四類：開關、刀閘、地線（地線刀閘）、遮欄網門（開關柜門），上述設備均是通過電編碼鎖和機械編碼鎖實現閉鎖的。

①計算機、微機防誤軟件：根據變電站的現場情況預先編入并存儲防誤規則，通過計算機顯示全所的主接線圖，操作圖上的模擬按鈕將符合規則的程序向電腦鑰匙傳輸，實際倒閘操作完成后接收電腦鑰匙回傳操作過程的信息。記錄操作情況，打印操作票。

②電腦鑰匙：用于接收微機防誤主機的操作程序，識別、控制編碼鎖正確開鎖，并向主機回傳操作順序的部件。

③臺式通訊適配器：操作時傳輸電腦鑰匙操作信息，日常對主、備用電腦鑰匙進行充電。

④電編碼鎖：采用數字編碼結構，運用電氣方式對高壓電氣設備及其附屬裝置電氣操作回路實現閉鎖，并按電腦鑰匙的操作指令開鎖的鎖具。

⑤機械編碼鎖：采用數字編碼結構，運用機械方式對一次電氣設備及其附屬裝置實現閉鎖，并按電腦鑰匙的操作指令開鎖的鎖具。

（2）計算機及微機防誤軟件是該設備的核心部分，系統建立閉鎖邏輯數據庫，將現場大量的二次電氣閉鎖回路變為計算機中的防誤閉鎖規則庫，防誤主機使用規則庫對模擬預演操作進行閉鎖邏輯判斷，記錄符合防誤閉鎖規則的模擬預演操作步驟，生成實際操作程序。運行人員按照防誤主機及電腦鑰匙的提示，依次對設備進行操作。對不符合程序的操作，設備拒絕解鎖，操作無法進行，從而防止誤操作的發生。通過跟蹤現場設備的實際狀態、接收電腦鑰匙的回傳信息，防誤主機對當前操作進行確認后，進行下一步操作，直到操作任務全部完成。操作完成后及時將倒閘情況回傳主機，電腦自動把五防主接線圖與實際設備對位。

1.4 微機五防與傳統電氣防誤技術比較

（1）電氣防誤閉鎖回路是一種現場電氣聯鎖技術， 主要通過相關設備的輔助接點聯接來實現閉鎖，這是電氣閉鎖最基本的形式，閉鎖可靠。但這種方式需要接入大量的二次電纜，接線方式較為復雜，運行維護較為困難。微機五防系統一般不直接采用現場設備的輔助接點，接線簡單，通過五防系統微機軟件規則庫和現場鎖具實現防誤閉鎖。

（2）電氣閉鎖回路一般只能防止開關、隔刀和地刀的誤操作，對誤入帶電間隔、接地線的掛接（拆除）等則無能為力，不能實現完整的“五防“。微機五防系統可根據現場實際情況，編寫相應的“五防”規則，可以實現較為完整的“五防“功能。只是在微機系統故障而解除閉鎖時，五防功能完全失去。另外，微機五防系統還存在“走空程”導致誤操作的問題。

1.5 微機防誤的“走空程”

（1）微機防誤“走空程”的危害。微機五防系統的走空程（操作過程中漏項）問題，是目前微機防誤系統在使用中不可忽視的問題。所謂“走空程”，是指運行人員用電腦鑰匙操作電編碼鎖、機械編碼鎖后未進行實際操作或實際操作了而設備本身未動作，操作人員通過電腦鑰匙提示信息，人工確認操作完成，并進入下一項操作。 如果此時操作的開關電氣、機械閉鎖不夠完善，就會直接導致誤操作引起重大事故的發生。

（2）微機防誤“走空程”的解決辦法。值班人員在進行操作時，電腦鑰匙處于離線狀態，所有的變電站實時信號，上傳不到五防主機，操作只能依靠電腦鑰匙從五防主機下載的邏輯程序一步一步地進行。致于每一步的操作是否到位，由于遙信回路不能及時回傳主機，所以無從判斷。這樣就需要在需操作的設備上另取一個返校信號，輸入至電腦鑰匙，在設備本體動作后根據回傳的信號，去執行下一步的操作，從而達到防止“走空程”的目的。

根據操作不同的設備提取的返校信號的方式不同，大致分為以下三種情況。①斷路器和電動隔離開關，將電編碼鎖串接在斷路器或電動隔離開關的分合閘公共控制回路中，并將斷路器或隔離開關的一對常開接點引入到電編碼鎖內，作為變位返校信號回路。②手動隔離開關刀閘，在機械操作機構上安裝兩個狀態檢測器，分別是合位和分位狀態檢測器（是一種用編碼片的編碼反映電氣設備操作機構合、分位狀態的機械附件）用電腦鑰匙插入狀態檢測器獲取變位返校信號。③掛設接地線，對于戶內位置的接地線，可與五防開關柜（網）門聯系起來，將接地線另一端掛設在開關柜（網）門的外或內，接地線未拆除，開關柜（網）門不能關閉，下一步就不能進行操作。對于戶外位置的接地線，可在掛接地線處，安裝智能防空鎖，通過防空鎖向電腦鑰匙回傳返校信號。

2 微機防誤閉鎖裝置的使用、維護

（1）通過分析防誤操作規章制度和“五防”的具體內容，可知變電站的防誤操作是要求操作人員嚴格執行規章制度和操作流程。為此，要杜絕誤操作，有三個前提條件：第一個是要杜絕未經同意隨意解鎖或者間接解鎖；第二個是按防誤一次模擬圖開出正確的操作票，這是整個防誤的必要條件；第三個是操作人員按規定在監護人的監督下嚴格按照操作票順序執行操作，這是充分必要條件。這三者正是防誤閉鎖裝置所要嚴格控制的方面。

（2）值班人員應對微機防誤閉鎖裝置熟悉，掌握操作方法做到正確使用。在倒閘操作中，如遇防誤閉鎖裝置失靈（銹死、損壞等）時，應停止操作，冷靜分析原因，絕對禁止盲目解鎖，同時匯報變電運行主管部門領導，經變電運行主管部門領導核實同意后才能解除防誤閉鎖裝置，繼續操作。

（3）微機防誤閉鎖裝置配置的計算機，為防止計算機感染病毒，保證防誤裝置可靠運行，嚴禁在計算機上運行任何非生產用磁盤及光盤。嚴禁隨意刪除計算機上的系統文件及防誤閉鎖裝置程序文件。

（4）符合下列情況之一者，經變電運行主管部門領導同意后，可解除防誤閉鎖裝置，但解除時間不得超過24小時。解除防誤閉鎖裝置后，現場應做好記錄：①隔離開關修復后的試拉、合；②事故時，需保持合閘狀態；③因防誤閉鎖裝置銹死、損壞等原因；④異常運行方式的倒換。

2.1 微機防誤閉鎖裝置緊急解鎖鑰匙的使用規定

（1）變電站的緊急解鎖鑰匙、正常解鎖鑰匙要有固定的擺放處，現場保證有兩把以上，是交接班檢查的重要內容之一。

（2）正常操作時必須使用正常解鎖鑰匙，不得擅自使用緊急解鎖鑰匙。

（3）異常情況要使用緊急解鎖鑰匙的，必須經變電運行主管部門領導同意，方可使用，并做好緊急解鎖鑰匙使用登記。

（4）緊急解鎖鑰匙擺放在緊急解鎖鑰匙盒內。

（5）解鎖鑰匙不得外借，必須外借時，應得到變電運行主管部門領導的批準，并做好鑰匙外借的登記。

2.2 微機防誤閉鎖裝置的巡視檢查

（1）交接班時應對微機防誤閉鎖裝置進行檢查。

（2）微機防誤閉鎖裝置的機械鎖每月定期進行試開鎖一次，同時應對機械鎖進行加油潤滑，如遇鎖碼編碼不符及銹死等情況應及時匯報變電站技術負責人。

（3）值班人員在日常的設備巡視檢查中，除按現場規定的檢查項目外，應將防誤閉鎖裝置列入檢查項目。

2.3 微機防誤閉鎖裝置的檢查項目

（1）防誤閉鎖裝置計算機：開關機正常，防誤閉鎖裝置程序開啟正常，口令及權限設置符合現場人員實際操作權限。

（2）微機防誤閉鎖裝置主接線圖：主接線圖應與設備實際運行狀態相符合。

（3）緊急解鎖鑰匙箱：箱內各鑰匙放置在規定位置，數量足夠；緊急解鎖鑰匙箱應上鎖，完好無破損。

（4）電腦解鎖鑰匙：開關機正常，操作靈活，保持在充滿電狀態。

（5）接地樁頭：應焊接牢固，接觸面無銹蝕。

（6）帶電顯示閉鎖裝置：應指示正常，功能完好。

（7）機械鎖：應開啟靈活，無銹蝕及卡塞，編號清晰正確。

3 微機防誤的優缺點及發展方向

3.1 微機防誤不足之處的看法

（1）高壓網門使用五防鑰匙打開后，如果在高壓間隔作業，此時的機械編碼鎖一般處于打開狀態，一般在工作完成后需要關門時候直接上鎖，沒有強制性的“五防”操作循環，網門的上鎖與否還得依靠值班人員判斷，還需采取技術措施加以保障。

（2）因為“五防”主機的系統故障造成癱瘓，使“五防”徹底失去作用。還有可能發生全所低壓交流失電后，“五防”裝置完全的失去作用的事件。因此，微機防誤閉鎖裝置必須有持續可靠的交流電源為計算機供電。

（3）微機防誤是在原有倒閘操作的基礎上又增加了操作程序，因此延長了倒閘時間，對于頻繁操作的鐵路牽引變電站來說，常常因為挖潛提效等方面的要求，而被值班人員排斥使用。

3.2 微機防誤的優點

（1）具有一次設備狀態實時采集功能，防誤主機可實時獲得現場一次設備的狀態，可實現圖示設備狀態與現場設備實時對位。

（2）具備防止誤切開關在內的五防功能，能實時打印操作票及其他表格等功能。

（3）由于現場鎖具無需敷設電纜，所以具有投資小、覆蓋面廣、可靠性高，結構簡單的優點。

3.3 微機防誤發展方向

（1）防誤裝置不再作為獨立的系統存在，“五防”的主接線圖共享綜合自動化的信息平臺，嵌入變電站綜合自動化系統中，實現一體化。

（2）將所有操作步驟都納入電腦鑰匙，并可以進行現場操作對位，將改變現階段一手持操作票一手持電腦鑰匙的現象，由電腦鑰匙取代操作票。并發音提示當前操作什么，下一步操作什么，并增加錄音功能，記錄操作人員全程操作的正確性，確保安全。

（3）目前，遠動操作正確性的卡控主要靠調度遠端的程序進行，現場除了原有電氣閉鎖、機械閉鎖外，微機防誤閉鎖對遠動操作不起作用，未來需要解決遠動操作設備時的閉鎖問題。

（4）現在變電站使用的防誤裝置基本都是單機進行，在倒閘任務較多的大型檢修試驗現場，操作中效率低下的問題表露無疑，因此可以充分借鑒當前電子科技的進步成果，利用手機、平板電腦等實行遠距離傳碼、開鎖等，實現多任務并行操作，同時又節省了值班人員主控室與操作場地間來回的時間，提高操作效率。

4 結語

針對現在電氣設備越來越先進、智能化的特點，在變電站運行過程中為了防止誤操作的發生，微機防誤裝置必將起到很好的保護作用。從目前的運行情況來看，為了安全可靠起見，在大力推廣應用微機五防系統的同時，適度保留間隔的電氣閉鎖回路或將五防系統接點引入到電動操作回路中，應該是比較有效的防誤閉鎖措施。

隨著變電技術的日新月異，變電設備穩定性逐步提高，無人值守的變電站、配電所、鐵路分區所、AT所逐步增多。對于這些處所，是由檢修人員和其他非運行人員進行倒閘操作，他們對運行方式和設備情況不是十分熟悉，發生誤操作的可能性更高，因此在無人所安裝微機五防系統是一個很好的選擇。