反光標(biāo)識方法在遠(yuǎn)程監(jiān)控判別隔離開關(guān)位置中的應(yīng)用

李達(dá)揚 黃曉光 陳 深 黃定威

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529000）

1 隔離開關(guān)的狀態(tài)

1.1 狀態(tài)說明

隔離開關(guān)主要分為分閘與合閘兩個狀態(tài)。但在分閘與合閘的狀態(tài)下，又存在分閘不到位與合閘不到位兩種情況[1]。

隔離開關(guān)的分閘狀態(tài)，隔離開關(guān)兩拐臂相互平行，沒有任何接觸。當(dāng)隔離開關(guān)的兩個動觸頭完全分離，但兩拐臂未達(dá)到平行時，稱此狀態(tài)為分閘不到位。

隔離開關(guān)的合閘狀態(tài)，隔離開關(guān)兩拐臂相互水平連成直線，動觸頭完全接觸。當(dāng)隔離開關(guān)的兩個動觸頭相互接觸或即將接觸，但兩拐臂未連成直線時，稱此狀態(tài)為合閘不到位。

1.2 分合閘不到位的弊端

當(dāng)出現(xiàn)隔離開關(guān)分閘不到位時，證明設(shè)備的傳動機構(gòu)運作出現(xiàn)問題，但并未對設(shè)備運行造成太大影響。

而針對隔離開關(guān)合閘不到位的問題，當(dāng)動觸頭連接片相接觸但未按照技術(shù)設(shè)定完全接觸時，因為接觸面積不夠?qū)щ娦阅苁艿接绊懀谠O(shè)備導(dǎo)通時容易產(chǎn)生發(fā)熱等現(xiàn)象；當(dāng)動觸頭連接片處于未接觸的狀態(tài)時，在設(shè)備導(dǎo)通時連接片間會產(chǎn)生電弧，因為隔離開關(guān)不具備滅弧功能，無法快速切斷電弧，會導(dǎo)致運行中設(shè)備跳閘，影響較大。

因此，隔離開關(guān)合閘到位與否，是日常操作必須確認(rèn)的環(huán)節(jié)，需要特別關(guān)注。

2 判別方法

2.1 肉眼判別

目前，倒閘操作中的隔離開關(guān)操作部分仍然保持現(xiàn)場人工操作的模式。在操作時，操作人接收調(diào)度發(fā)布的指令進(jìn)行操作，操作后環(huán)繞設(shè)備觀察動觸頭分合閘情況，確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)后匯報調(diào)度。

在由調(diào)度遠(yuǎn)程操作的流程下，如果需要保留人工現(xiàn)場觀察判斷設(shè)備狀態(tài)的環(huán)節(jié)，就沒有辦法達(dá)到調(diào)控一體化中節(jié)省人力資源和提高操作效率的初衷，因此，電網(wǎng)公司一直在尋求更適應(yīng)新操作模式的判別方法[2]。

2.2 視頻傳送圖像

在即將開啟遙控隔離開關(guān)這一新的里程之際，為解決無法現(xiàn)場觀察設(shè)備狀態(tài)的問題，可使用視頻傳送的方式，讓在遠(yuǎn)方操作的調(diào)度員通過視頻看到現(xiàn)場的狀況。

此方式的應(yīng)用，對圖像質(zhì)量和環(huán)境方面都有著較高的要求：

（1）對視頻清晰度的要求；

（2）為保證能全角度拍攝到設(shè)備，對單間隔攝像頭數(shù)量的配置和角度的要求；

（3）在黑夜、濃霧、暴雨等特定環(huán)境下，對攝像質(zhì)量的要求；

（4）設(shè)備對變電場地的占地限制等。

因為在電網(wǎng)中隔離開關(guān)間隔的數(shù)量非常龐大，技改原則應(yīng)堅持在能夠準(zhǔn)確達(dá)到判別目的的情況下盡可能縮小投資。目前，已有變電站在一次設(shè)備區(qū)的空地上通過立桿安裝攝像機，達(dá)到了監(jiān)視隔離開關(guān)變位的目的；但變電站內(nèi)場地面積有限，特別是一次設(shè)備區(qū)域，一般不容許安裝其他無關(guān)設(shè)備，如果攝像裝置通過立桿安裝在高處，勢必會增加一次設(shè)備觸電風(fēng)險，影響一次設(shè)備正常運行。另外，通過立桿安裝攝像裝置，還存在觀察角度欠佳、不便于觀察等不足。所以，研究的方向應(yīng)是在不影響運行設(shè)備的原則下，占用更小的場地，使用更少的設(shè)備，采用更簡單直接的方法來進(jìn)行判斷[3]。

3 光標(biāo)判別方法

3.1 原理

（1）光標(biāo)判別方法是建立在視頻傳送圖像方式的基礎(chǔ)上，對判斷依據(jù)的一種簡化辦法。

（2）通過光源照射在反光物上產(chǎn)生清晰光標(biāo)來反映動觸頭的位置。

（3）通過研究光標(biāo)位置和兩端光標(biāo)所成夾角，作為動觸頭分合閘情況的判據(jù)。根據(jù)實際測試獲取兩動觸頭接觸時光標(biāo)所成夾角的角度X°，當(dāng)夾角角度在X°～180°之間時，設(shè)備為合閘位置；角度為180°時，隔離開關(guān)處于標(biāo)準(zhǔn)合閘位置，誤差5%內(nèi)判斷為合閘到位。

3.2 技術(shù)實施

（1）在隔離開關(guān)的動觸頭組件上加裝反光條。

（2）裝設(shè)能覆蓋反光條移動范圍并清晰形成光標(biāo)圖像的光源。

（3）在隔離開關(guān)的正下方設(shè)有能監(jiān)視隔離開關(guān)狀態(tài)的云臺攝像裝置。

3.3 技術(shù)要求

3.3.1 對放光物質(zhì)的選取

由于反光條是設(shè)置在隔離開關(guān)的動觸頭組件上，采用可導(dǎo)性能較差的物質(zhì)材料會影響到設(shè)備的日常運行[4]。

3.3.2 選取反光條的設(shè)置位置

考慮到隔離開關(guān)動觸頭接觸面處的導(dǎo)電要求較高，反光條的設(shè)置應(yīng)避開動觸頭元件，在圖形處理時，采用光標(biāo)虛擬延長線的方式獲取夾角量而非在觸頭位取點，以點線連接的方式獲取。

3.3.3 對光源角度的選取

光源射向反光條的光線軌跡應(yīng)避開反射光線射向攝像裝置的軌跡，以保證拍攝成像效果。

3.3.4 對攝像裝置的技術(shù)要求

攝像裝置組件包括攝像控制器與云臺攝像裝置。攝像控制器包括可旋轉(zhuǎn)的防塵防雨控制功能和仰角控制功能，通過控制云臺攝像裝置的轉(zhuǎn)角角度，使其可以拍攝到隔離開關(guān)A/B/C三相分合情況。云臺攝像裝置在攝像時的仰角范圍為45°～135°。

3.3.5 攝像角度誤差

針對隔離開關(guān)底座鋼架的不同結(jié)構(gòu)，攝像裝置安裝時需要配合，因而攝像裝置未必能處于隔離開關(guān)的正下方，此時會存在一定的攝像角度誤差，因此，對于上述合閘臨界點X°的選取應(yīng)以實際安裝位置為準(zhǔn)。

4 技術(shù)應(yīng)用

4.1 項目簡介

項目小組將光標(biāo)判別隔離開關(guān)位置的方法應(yīng)用于遠(yuǎn)程操作隔離開關(guān)技術(shù)改造項目中。小組選取廣東江門電網(wǎng)雙龍變電站作為項目試點。雙龍變電站全站的戶外隔離開關(guān)都具備遙控功能，配合隔離開關(guān)遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)項目進(jìn)行改造。

4.2 判斷邏輯

調(diào)度員進(jìn)行隔離開關(guān)分合閘操作后，外置光源照亮各相動觸頭組件，調(diào)度員通過控制器控制云臺攝像裝置旋轉(zhuǎn)角度觀察設(shè)備實時狀態(tài)，光標(biāo)輔助判斷，系統(tǒng)通過掃描光標(biāo)圖像自動分析判斷設(shè)備狀態(tài)，生成分合閘信號，如判斷為分合閘不到位，則發(fā)出警報信號至調(diào)度臺。可見，系統(tǒng)采用了人工觀察實時圖像和系統(tǒng)信息自動判別兩種手段進(jìn)行判斷，有效保證了對設(shè)備狀態(tài)判斷的正確性[5]。

4.3 實例驗證

在技術(shù)改造工程的驗收階段，項目小組對光標(biāo)判別方法的判斷效果進(jìn)行了測試。小組在110 kV群雙線線路側(cè)12344刀閘上執(zhí)行分合閘測試各10組（從分閘狀態(tài)開始，完成一次合閘與一次分閘為1組操作），分別以現(xiàn)場觀察、遠(yuǎn)方視頻觀察與系統(tǒng)自動判斷3種形式獲取設(shè)備狀態(tài)信息。組別編號為1～10，-1為合閘測試、-2為分閘測試，結(jié)果狀態(tài)為合閘、分閘、合閘不到位、分閘不到位4種，數(shù)據(jù)如表1所示。

測試結(jié)果：在10次的分閘和10次的合閘中（共20次），有18次3種方式下判斷的結(jié)果一致，有兩次不一致。其中，有一次現(xiàn)場判斷合閘到位，遠(yuǎn)方視頻觀察判斷合閘到位，系統(tǒng)自動判斷合閘不到位；有一次現(xiàn)場判斷合閘到位，遠(yuǎn)方視頻觀察判斷合閘不到位，系統(tǒng)自動判斷合閘不到位。這兩次測試執(zhí)行后，現(xiàn)場再次對現(xiàn)場設(shè)備換角度后進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)刀閘動觸頭的接合處確實有少許的位置偏差。測試驗證，系統(tǒng)的自動判別能力比人工判別的精度更高，可在電網(wǎng)運行中推廣使用。

5 結(jié)語

綜上所述，本文針對判別隔離開關(guān)位置提出了新的辦法——通過在設(shè)備上設(shè)置反光標(biāo)識，以反光標(biāo)識的位置判斷設(shè)備位置。在此判斷方式的配合下，能夠在不影響設(shè)備正常運行的前提下，以較小的占地、更簡單直接的方式，達(dá)到準(zhǔn)確判斷隔離開關(guān)位置的目的。此方法的實施，為滿足調(diào)控一體化遠(yuǎn)程操作隔離開關(guān)的要求提供了有力的保障，為推進(jìn)一體化建設(shè)的進(jìn)程奠定了堅實的基礎(chǔ)。

表1 光標(biāo)判別方法的判斷效果