配變臺區(qū)接地引下線帶電報警裝置研制應(yīng)用

配變臺區(qū)接地引下線帶電報警裝置研制應(yīng)用

Summary：低壓配變臺區(qū)的變壓器接地引線帶電和中性線出線故障可能造成嚴(yán)重的人身觸電問題及其他衍生危害，目前針對這兩種故障現(xiàn)象，各低壓臺區(qū)還沒有投入高效的故障隔離與控制功能的相關(guān)保護(hù)裝置。本文創(chuàng)新的研制出一套同時具備告警聯(lián)絡(luò)與電氣保護(hù)功能的配變臺區(qū)接地引下線帶電報警裝置，避免人身觸電傷害事故的發(fā)生。Keys：配電臺區(qū)、接地線、中性線、帶電報警、保護(hù)低壓配電臺區(qū)所帶用戶較多，臺區(qū)出線及走向復(fù)雜，部分臺區(qū)線路設(shè)備投運時間長，平時得不到有效檢修維護(hù)，線路及設(shè)備容易出線漏電現(xiàn)象。這樣不但導(dǎo)致供電企業(yè)電量損失，更影響了臺區(qū)用戶正常安全用電。1現(xiàn)狀調(diào)查開封供電公司的0.4千伏低壓配電網(wǎng)普遍采用三相四線制供電模式，配變臺區(qū)的變壓器本體外殼、低壓側(cè)中性線、低壓綜合配電箱等全部要通過變臺的接地扁鐵進(jìn)行電氣設(shè)備接地。通過對低壓臺區(qū)運行情況及故障事件總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)，變臺區(qū)域的設(shè)備往往會發(fā)生兩個方面的問題，可能引發(fā)嚴(yán)重的用戶設(shè)備財產(chǎn)損失及人身觸電問題：其一，配變臺區(qū)接地扁鐵的接地極，隨著設(shè)備使用過久或一些外部因素影響，會造成接地極的接地電阻過大，超出設(shè)備運行規(guī)程規(guī)范的要求，導(dǎo)致變臺的接地引下線電位高于地電位而出現(xiàn)帶電現(xiàn)象。此時如果存在周邊人員誤碰接地扁鐵，就會造成人身觸電，對人員生命安全形成嚴(yán)重威脅。其二，配變低壓中性點接線柱至配電箱進(jìn)線總開關(guān)之間的這段中性線，受環(huán)境因素或接頭氧化等問題影響，可能出現(xiàn)斷線問題。中性線一旦斷線，當(dāng)臺區(qū)三相負(fù)荷不平衡時會造成單相嚴(yán)重過電壓問題，從而燒毀用戶電器設(shè)備，甚至可能引發(fā)用戶人身觸電等衍生危害。以上兩方面的問題，當(dāng)故障發(fā)生時，均可能造成嚴(yán)重的人身觸電問題及其他衍生危害，而目前針對這兩種故障現(xiàn)象，各低壓臺區(qū)還沒有投入高效的故障隔離與控制功能的相關(guān)保護(hù)裝置。2項目研究的預(yù)期目標(biāo)低壓配變臺區(qū)的變壓器接地引線帶電和中性線出線故障可能造成嚴(yán)重的人身觸電問題及其他衍生危害，目前針對這兩種故障現(xiàn)象，各低壓臺區(qū)還沒有投入高效的故障隔離與控制功能的相關(guān)保護(hù)裝置。本項目將創(chuàng)新的研制一套同時具備告警聯(lián)絡(luò)與電氣保護(hù)功能的配變臺區(qū)接地引下線帶電報警裝置，避免人身觸電傷害事故的發(fā)生。3總體設(shè)計和實施方案3.1總體功能設(shè)計通過對配變臺區(qū)故障排查及處理工作現(xiàn)狀的分析，當(dāng)?shù)蛪号_區(qū)發(fā)生變臺接地引下線帶電故障或者配變低壓側(cè)中性線斷線故障后，由于故障不會立刻引發(fā)臺區(qū)停電等明顯現(xiàn)象，因此故障排查及定位具有滯后性，往往是經(jīng)過工作人員長時間巡視或者衍生危害已經(jīng)發(fā)生后，搶修人員通過用戶報修才能得知故障情況，這樣屬于一種事后補救的工作形式，從本質(zhì)上無法做到及時的故障隔離，無法起到人員觸電等危害的預(yù)防效果。因此，針對以上故障的保護(hù)裝置，在功能設(shè)計上必須保證三點革新：1）在故障發(fā)生時能夠第一時間在現(xiàn)場完成故障點隔離及警示；2）在故障發(fā)生后能夠采用一種快速直觀的方式提示搶修人員設(shè)備需要修復(fù)；3）裝置的各功能動作應(yīng)當(dāng)具備自動化。當(dāng)配變臺區(qū)接地引下線出現(xiàn)帶電故障時，報警裝置將自動的進(jìn)行三項操作：一是迅速切斷配電箱總保護(hù)開關(guān)，消除接地引下線的帶電現(xiàn)象，防止發(fā)生觸電，保護(hù)人員安全；二是點亮現(xiàn)場接地引下線帶電指示燈；三是以手機(jī)APP告警信息的形式遠(yuǎn)程聯(lián)絡(luò)搶修人員，通知故障發(fā)生需要修復(fù)，縮短故障排查巡視周期，提高搶修效率。當(dāng)配變低壓側(cè)中性線出現(xiàn)斷線故障時，報警裝置將自動的進(jìn)行三項操作：一是迅速切斷配電箱總保護(hù)開關(guān)，防止中性線斷線引發(fā)單相過電壓燒毀電器，實現(xiàn)故障隔離，避免衍生危害；二是點亮現(xiàn)場斷線故障指示燈；三是遠(yuǎn)程聯(lián)絡(luò)搶修人員，實現(xiàn)故障臺區(qū)迅速定位，縮短故障排查巡視周期，提高搶修效率。3.2帶電報警裝置研制通過對項目方案的反復(fù)推敲，我們將配變臺區(qū)接地引下線帶電報警裝置按照不同的功能目標(biāo)分模塊化進(jìn)行設(shè)計開發(fā)：1、利用斷路器、繼電器、接觸器等組合制作保護(hù)控制電路，通過繼電保護(hù)原理實現(xiàn)報警裝置的現(xiàn)場故障隔離及警示功能；2、加載通信模塊，通過手機(jī)APP軟件與通信模塊的綁定通訊，實現(xiàn)報警裝置的遠(yuǎn)程聯(lián)絡(luò)功能；3、報警裝置的故障隔離及電氣保護(hù)工作原理圖如下：報警裝置的研判信號采集及電源接入工作原理圖如下：報警裝置對接低壓配電箱工作原理圖如下：4項目應(yīng)用效果本項目研發(fā)的配變臺區(qū)接地引下線帶電報警裝置同時具備告警聯(lián)絡(luò)與電氣保護(hù)功能，該保護(hù)裝置采用繼電控制原理，利用繼電器、斷路器等組合成控制電路實現(xiàn)保護(hù)功能，設(shè)備構(gòu)造簡單，不容易發(fā)生運行故障，不需要經(jīng)常性維護(hù)。該報警裝置在啟動后，可以自動的完成各模塊功能，不需要人員過多操作，保障人員作業(yè)安全。在變臺設(shè)備故障發(fā)生后，可以第一時間通知搶修人員，準(zhǔn)確定位故障臺區(qū)，既有效的完成了故障隔離，全面預(yù)防人身觸電等衍生危害的發(fā)生，又縮短了故障排查定位周期，減輕了設(shè)備巡視工作量，充分提升低壓配電網(wǎng)運檢工作效率。5結(jié)束語低壓配變臺區(qū)的變壓器接地引線帶電和中性線出線故障可能造成嚴(yán)重的人身觸電問題及其他衍生危害，目前針對這兩種故障現(xiàn)象，各低壓臺區(qū)還沒有投入高效的故障隔離與控制功能的相關(guān)保護(hù)裝置。本項目研制出同時具備告警聯(lián)絡(luò)與電氣保護(hù)功能的配變臺區(qū)接地引下線帶電報警裝置，經(jīng)實際掛網(wǎng)運行，可以有效的預(yù)防變臺接地引下線帶電和配變低壓側(cè)中性線斷線可能引發(fā)的人身觸電及電器損毀等問題，從而直接減少了用戶的生命財產(chǎn)損失和供電單位的賠償維修支出。同時避免了相應(yīng)的用戶投訴、民事訴訟等問題，保護(hù)了供電優(yōu)質(zhì)服務(wù)的良好形象，對供電公司的社會形象及聲譽都有很好的維護(hù)和推動作用。Reference：[1]國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程2014年新版配電部分（試行）[S].北京：中國電力出版社，201