臨時接地線閉鎖裝置的設計與應用

康金良姜春雨董 明

(華能國際電力股份有限公司上安電廠,河北 石家莊 050310)

1 概述

發電廠中低壓電氣設備檢修作業過程中,經常需要掛設臨時接地線,用來防止突然來電對檢修人員和設備造成傷害[1]。臨時接地線具有分散性、地點不固定等特點,操作人員在拆除接地線的過程中可能發生漏拆接地線的情況,存在發生帶接地線合斷路器惡性誤操作事故的高風險。究其原因,作業人員精神狀態、業務水平、熟練程度等固然是重要因素,但更深層的原因是將臨時接地線納入中壓斷路器閉鎖裝置缺乏有效的技術手段。因此設計一種臨時接地線閉鎖裝置,完善中壓斷路器“防止帶臨時接地線合斷路器的”的五防功能很有必要[2]。

2 裝置功能特點和設計思路

2.1 功能特點

所設計的臨時接地線閉鎖裝置具有以下功能特點:

a.通過壓力開關采集接地線狀態;

b.通過無線通信模塊實時傳輸接地線狀態信號;

c.閉鎖裝置根據遠程接收到的接地線狀態信號,進行“閉鎖或解鎖”斷路器搖進操作機構,從而實現“防止帶接地線合開關”的功能;

d.閉鎖裝置為便攜式、非固定安裝,與臨時接地線配套使用,隨用隨取,無需在盤柜上進行任何改造。

2.2 設計思路

裝置分為臨時接地線和便攜式閉鎖裝置兩部分。臨時接地線上裝有信號采集裝置,運行人員將臨時接地線安裝到現場設備后,裝置采集到“地線裝設完畢”狀態,并通過LORA 無線裝置傳輸至斷路器盤柜處的便攜式閉鎖裝置,隨后運行人員將帶有強磁磁鐵的便攜式閉鎖裝置安裝至對應中壓斷路器的盤柜門上,遮擋住斷路器搖進機構操作孔,此時閉鎖裝置無法取下,運行人員無法將斷路器搖進工作位,避免帶接地線送開關。只有當運行人員將三相接地線全部拆除后,接地線通過無線裝置發出“地線拆除完畢”信號,并傳輸至盤柜處的便攜式閉鎖裝置,閉鎖裝置接收到“地線拆除完畢信號”后,此時運行人員按下閉鎖裝置上“解鎖按鈕”,強磁磁鐵磁性消失,閉鎖裝置才可以從盤柜拆下,運行人員才可以將斷路器搖到工作位,進行合閘操作。

3 閉鎖裝置硬件組成

裝置主要由接地線信號采集模塊、信號處理模塊、閉鎖模塊組成,見圖1。

圖1 臨時接地線閉鎖裝置硬件組成

3.1 信號采集模塊

信號采集模塊[3]由接地線線夾、壓力開關和線纜組成,線夾上裝設壓力開關,預先設定壓力開關動作值,當線夾壓緊力超過動作值后,壓力接點閉合,并通過線纜將“閉合/斷開”信號傳輸至信號處理模塊。運行人員將帶有信號采集模塊的臨時接地線,通過擰緊地線線夾安裝到現場設備上,加裝完畢后,線夾壓力開關接點動作,并傳輸至信號處理模塊。

3.2 信號處理模塊

信號處理模塊由單片機和無線信號發射裝置組成,單片機將從信號采集模塊接收到的“閉合/斷開”信號轉換為LORA 信號,送至無線輸出組件。信號處理模塊附屬在臨時接地線上,將接收到接地線的狀態信號轉換為無線LORA 信號,并無線傳輸至便攜式閉鎖裝置。

無線傳輸組件采用目前比較成熟且應用廣泛的LORA 通信系統,可以保證在7 km 距離內保證通信數據的可靠性。

3.3 閉鎖模塊

閉鎖模塊由強磁磁鐵、無線信號接收裝置、單片機、接地線狀態指示和解鎖按鈕組成,閉鎖模塊通過2塊強磁磁鐵固定到盤柜上,磁鐵通電時消除磁性,磁鐵斷電時恢復磁性;無線接收裝置采用無線通信裝置與無線發送裝置配套使用;內置單片機將無線信號轉換為通斷信號,當接收到接地線安裝完畢信號后,接地線狀態指示燈電路導通,指示燈保持常亮,地線拆除后,指示燈熄滅?！敖怄i按鈕”回路只有在接地線全部拆除后,按下“解鎖按鈕”,磁鐵電路導通,磁性消失后才可以從盤柜上拆下。

4 應用情況

此新型臨時接地線閉鎖裝置已在電廠6 k V干式變壓器裝設臨時接地線操作中得到應用,操作過程中將臨時接地線裝設在干式變壓器的低壓側,接地線“已裝設”信號可傳輸到閉鎖裝置,對開關柜進行閉鎖,臨時接地線閉鎖裝置安裝在6 k V 饋線開關的操作孔處,當接地線裝設完成時,閉鎖裝置可閉鎖操作孔,嚴禁帶接地線送電,起到了將臨時接地線納入五防閉鎖的功能。

5 結束語

當前,防止帶臨時接地線合閘的自動控制裝置雖具有合閘閉鎖功能,但需要在斷路器或盤柜內進行改造,安裝成本高、可靠性差。本文設計制作的這套臨時接地線閉鎖裝置,將臨時接地線納入到相應斷路器盤柜的“五防閉鎖”中去,不但能夠規范接地線裝設與拆除時作業流程問題,而且可以有效避免“帶接地線送電”的事故發生,進而構成一套完整的操作流程。同時利用無線傳感技術實現閉鎖操作孔的方法具有較高的可靠性,該裝置結構簡單,安裝方便,操作步驟簡潔,不需要增加額外的人員投入,減小設備投資,經現場實際使用效果良好。