高風險回路線纜智能安全防護新型裝置的應用

［摘 要］文章旨在探討變電站誤接入誤拆除事故的危害，并提出一種基于新型裝置的解決方案，即高風險回路線纜智能安全防護裝置。變電站內工作常伴隨著二次線纜的誤接入、誤拆除，以及對端子排的誤觸、誤碰等問題，這些操作風險可能導致嚴重的電力安全事件。文章通過危害分析，闡述了這一問題的嚴重性，并介紹了新型智能防護裝置的原理、應用前景以及技術創新點。該裝置通過智能化設計、人工智能、物聯網技術等多方面創新，有效解決了線纜誤接入誤拆除的問題，提高了工作安全性和效率。

［關鍵詞］變電站；誤接入；誤拆除；高風險回路線纜；智能安全防護裝置

［中圖分類號］TM75 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）03–0065–03

在變電站內，誤接入誤拆除是一種普遍存在的風險，其危害涵蓋多個層面。因變電站內電氣回路繁多、復雜，線纜眾多、接線位置不固定，操作人員可能無法準確辨識線纜和設備，從而導致誤接入錯誤的回路或誤拆除線纜。此類錯誤可能導致設備損壞、電力中斷或電流過載，進而引發嚴重故障。

1 危害分析

繼電保護裝置是電力系統的重要組成部分，其正常運行對系統的穩定性和安全性至關重要。然而，變電站誤接入誤拆除可能導致繼電保護裝置誤動作，造成以下危害：①設備損壞和系統不穩定。當誤接入或誤拆除發生時，可能導致繼電保護裝置誤認為某一部分電氣設備需要斷開或保護，而導致錯誤的操作。這可能會損壞設備，如變壓器、斷路器、隔離開關等，并引發電力系統的不穩定。例如，誤拆除主變壓器的保護可能導致主變壓器過載，甚至損壞。②停電和生產損失。繼電保護裝置誤動作可能會引起誤切斷電源，導致變電站或附近地區的停電。這不僅會影響生產和運營，還可能對民生和商業活動造成重大損失。③電力質量問題。繼電保護裝置誤動作可能導致短時電壓波動、頻率波動或其他電力質量問題，影響電力系統的穩定性，也可能對設備和系統的壽命產生負面影響。④環境風險。誤動作可能導致設備故障，釋放有害物質，如油污或化學物質，對環境造成污染，需要昂貴的清理和修復。

為了更具體地分析繼電保護裝置誤動作的危害，以二次回路（圖1）為例，說明誤接入、誤拆除、誤碰、誤觸等操作可能帶來的風險。①誤接入操作。如果錯誤地將額定電壓為直流110 V 的二次回路1CD1 連接到主變壓器的保護跳閘輸入二次回路1KD1，繼電保護裝置可能會誤認為主變壓器處于故障狀態，觸發斷路器跳閘，導致斷電。這不僅會影響生產和民生，還可能損壞斷路器。②誤拆除操作。當錯誤地拆除上述二次回路連接時，可能導致繼電保護裝置無法檢測主變壓器狀態，這可能使主變壓器在故障狀態下運行，導致設備損壞或火災。③誤碰操作。如果誤碰到二次回路的連接，可能導致二次電纜連接不牢固，出現隱性安全風險，進而影響主變壓器的正常運行，引發停電和設備損壞。④誤觸操作。錯誤地觸碰繼電保護裝置的設置參數或者壓板狀態，可能導致裝置誤動作或者非正常狀態運行，造成安全隱患。

2 新型裝置介紹

2.1 高風險回路線纜智能安全防護新型裝置工作原理

高風險回路線纜智能安全防護新型裝置的核心工作原理是通過智能技術實現對電纜線路的準確監測和保護。該裝置采用多種硬件和軟件組件，包括智能鎖、檢測裝置、網絡連接、后臺服務器等。智能鎖和檢測裝置構成了線纜接頭的防護設備。每個檢測裝置通常帶有多個線纜檢測夾，可同時檢測多個線纜接頭。這些檢測裝置與后臺服務器和控制中心連接，形成一個智能安全系統。通過后臺管理系統，操作人員可遠程監控、布防和撤防，實時接收告警信息。其中，控制線纜鎖裝置包括智能鎖和N 個線纜檢測夾，智能鎖與N 個線纜檢測夾通過電信號連接，用于檢測線纜檢測夾的狀態，其中，智能鎖包括主控電路、內部按鍵和433M 芯片，N 個檢測夾通過電信號與所述主控電路連接。線纜檢測夾如圖2所示，智能鎖如圖3所示。

2.2 技術創新點

高風險回路線纜智能安全防護新型裝置技術創新點如下：①編碼擴展和線纜接頭檢測。裝置通過編碼擴展實現了線纜接頭檢測范圍的擴大。這意味著操作人員可以更全面地監測線纜連接，減少了漏檢的可能性。此技術創新使操作更加簡便、快捷，提高了可用性，適用范圍更廣。②智能鎖與專用亞克力結構設計。智能鎖與專用亞克力結構設計相結合，使線纜接頭的防護更為靈敏和可靠。當外部物體觸碰到防護設備時，立即觸發告警，確保及時采取措施來防止事故發生。這種一體化設計在結構上更加簡單，但在實際應用中展現了出色的防護效果。③人工智能和物聯網技術應用。裝置采用了人工智能和物聯網技術，通過三制式網關與后臺服務器連接，實現了快速檢測和智能告警功能。操作人員可通過后臺管理系統對裝置進行遠程管理，實時接收告警信息。這一技術創新使裝置更快速、智能、安全，有助于提高工作的可操作性和安全性。

2.3 應用前景和優勢

高風險回路線纜智能安全防護新型裝置的應用前景廣泛，其優勢在于提高了電力系統維護和改造工作的安全性和效率，具體如下：①可減少誤接入誤拆除的風險，提高了操作人員的生命安全；②提供了智能化的線纜接頭監測和告警系統，減少了人工巡檢的需要，提高了工作效率；③通過編碼擴展和線纜接頭檢測，裝置能夠覆蓋更廣泛的檢測范圍，減少了漏檢風險；④采用了智能鎖和專用亞克力結構設計，提高了線纜接頭的防護效果；⑤采用了人工智能和物聯網技術，使監測和告警更快速、更智能、更安全。

3 案例分析

（1）案例一：誤接入導致的變電站事故。在某市區的變電站，一次誤接入事件引發了一場嚴重事故。在此次事故中，由于操作人員的疏忽大意，一臺未停電的設備被錯誤地接入運行中的系統，導致系統失衡，電流突增，引發了火花和設備損壞。這一瞬間的失誤帶來的連鎖反應導致了整個變電站的嚴重故障，影響到周邊地區的電力供應。事故發生的主要原因在于操作人員未能正確執行標準操作程序，未確認設備的停電狀態就進行了接入操作。此外，由于設備操作界面不夠直觀，也增加了誤操作的可能性。這一事故的教訓表明，當前的變電站設備操作系統亟需進一步優化，以減少人為因素導致的事故。通過引入高風險回路線纜智能安全防護新型裝置可解決誤接入問題的發生。該裝置能夠通過先進的感知技術實時監測設備的運行狀態，并通過智能算法判斷設備是否停電。一旦檢測到設備未停電，該裝置將自動禁止接入操作，從而有效避免誤操作引發的事故。此外，該裝置還配備了直觀的操作界面，使操作人員更容易理解設備狀態，降低了操作失誤的概率。

（2）案例二：誤拆除導致的變電站事故。另一起事故中，維護人員在對變電站進行設備維護時，錯誤地拆除了一個關鍵元件，導致了整個系統的崩潰。這個錯誤的拆除操作不僅使得設備受損，還引發了電力系統的不穩定，最終導致了電力供應的中斷。事故原因分析：維護人員在進行拆卸操作時未能正確識別設備的重要性，以及該設備對整個系統的關鍵作用。此外，缺乏明確的拆卸流程和標準化的操作指南也是導致事故的原因之一。這一事件凸顯了對設備操作規程和標準化維護程序的迫切需求。通過引入高風險回路線纜智能安全防護新型裝置可針對誤拆除問題提供解決方案。該裝置通過智能識別技術，能夠辨別設備的功能和重要性，并在維護人員進行拆卸操作時提供實時警告。該裝置的應用將大幅降低因為維護操作不當而引發的事故概率，為變電站的安全運行提供有力支持。

需要注意的是，目前高風險回路線纜智能安全防護新型裝置尚處于推廣階段，還未廣泛應用于各個變電站。其在提高變電站安全性方面的潛力需要在更廣泛的試驗和試點中驗證，以確保其穩定性和可靠性。

4 高風險回路線纜智能安全防護新型裝置應用效果

4.1 提升安全性和效率

在上述案例中，高風險回路線纜智能安全防護新型裝置顯著提高了工作的安全性和效率。通過智能檢測和告警系統，操作人員可在進行任何操作之前準確識別線纜連接，從而減少了誤操作的可能性。這不僅改善了工作的安全性，還提高了工作效率。裝置的一體化設計和技術創新點，如智能鎖與專用亞克力結構，為工作提供了更為可靠和靈敏的防護，確保了操作人員的生命安全。因此，高風險回路線纜智能安全防護裝置不僅提高了電力系統的可靠性，還為電力公司提供了更安全和高效的維護和改造解決方案。

4.2 減少回路風險和預防電力安全事件

上述案例表明，高風險回路線纜智能安全防護新型裝置成功降低了誤接入、誤拆除和誤碰觸等回路風險。通過實時監測和告警系統，裝置可迅速識別潛在的危險，減少了電力安全事件的發生。能夠預防電力系統的中斷和設備損壞，降低了維修費用和供電中斷對客戶的影響。該裝置的成功應用證明了其在電力系統可維護性和可操作性方面的關鍵作用，為電力行業提供了一種重要的工具，以預防電力安全事件的發生。

5 結束語

文章探討了高風險回路線纜智能安全防護新型裝置的應用。這一裝置通過智能監測和告警系統，有效減少了電力系統維護過程中的誤操作風險，提高了工作安全性和效率。通過減少回路風險，有力地預防了電力安全事件的發生，減少了設備損壞和供電中斷對電力公司和客戶的不良影響。

參考文獻

[1] 唐輝秀，王晴晴，王橋，等. 基于NBIOT 的廚房安全防護裝置設計[J]. 電子制作，2022，30（12）：94-96，99.