高压试验电源快速切断装置的研制

罗志远，周刚，郭苏锋，梁鸿

(浙江嘉兴电力局，浙江 嘉兴 314033)

1 引言

在电力系统日常工作中，高压试验是电力设备运行和维护工作中的一个重要环节，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。通过高压试验可以分析设备的实际状态，及时发现设备存在的一些重要缺陷等。高压试验在变电站运行生产中所占的比重也是比较大的。但是高压试验过程中会产生几十千伏的高压，一不小心就可能造成人身伤害和设备损坏。所以，一套安全可靠的防护装置对于保障人员和设备的安全是至关重要的。

2 高压试验安全措施现状

高压试验是个高危工种，在对10kV设备的高压试验过程中就会产生几十千伏的高压。在目前的电力系统中，各工种处于同一作业面的情况也越来越普遍，工作现场人员、设备情况复杂。而目前的高压试验过程中，常用的安全防护措施采用的仍为一般的安全围栏和围绳，如图1所示。

图1 安全围栏及围绳使用实例

在围栏中工作的试验人员，极有可能由于在试验过程中设备放电、闪烙，更改接线，更改设备状态等原因，在没有切断试验电源的情况下进入试验区域，直接接触带电试验设备，而对自己的人身造成伤害。而其他的工作人员也可能由于各种原因误入高压试验区域，误碰带电设备而受到伤害。现有的安全围栏和围绳，没有强制的闭锁等功能，无法强行阻止试验设备带电时的人员误入和误碰，从而有效地保护误入人员和设备的安全。另外，室外工作时，对于可能随风飘入落在带电设备上造成设备损坏的杂物也无法起到有效的防范。

原有的红白带、围栏等常规安全措施在高压试验工作中只能起到警示的作用，而不能彻底的消除在高压试验过程中出现的安全隐患，无法确保人身及设备的安全。

3 高压试验电源快速切断装置的研制

鉴于目前的高压试验中常采用的围栏及围绳在实际运用过程中的种种弊端和安全隐患，我局配电运检工区，研制了一种能够提高高压试验现场安全性的高压试验电源快速切断装置。该装置结合红外感应、无线通信、声光报警、电源控制等功能模块，在有工作人员或异物进入带电区域时，发出告警信号，并且具有在出现异常情况时迅速主动切断电源的电源快速切断功能，保证工作人员和设备的安全。

3.1 装置原理图

装置主要由红外报警和电源控制装置组成，通过红外线发射装置感应异常，得到相应数据，传递给接受处理模块后，对控制线圈发出信号，控制电源开关的导通或者关闭。通过红外装置感应工作人员和异物的非法入侵，当工作人员或异物误入装置第一投射围栏所监测的带电区域时，通过声光报警提醒工作人员，如危险解除则返回，停止告警;当工作人员或异物继续侵入第二投射围栏所监测的带电区域，则迅速启动电源控制装置切断工作电源，保证人员和设备的安全。装置工作原理图如图2所示。

高压试验快速电源切断装置由图3两部分构成。

它包括试验电源控制装置和至少两个红外线围栏，一般设定四个红外线围栏呈四方形排列在被试电力设备周围。该红外线围栏上端安装有一个报警器、下端固定有三脚架，红外线围栏内配置有电池，主体上设有两个红外线收发装置形成第一投射围栏和第二投射围栏，形成两道反应装置。所述的四个红外线围栏位于同一水平面上并经无线信号互相连接，四个红外线围栏经无线信号或有线连接试验电源控制装置。

4 装置的现场应用

4.1 装置的使用

图4对高压试验电源快速切断装置在工作现场的实际应用加以说明。

图2 装置实物图

图3 装置实物图

图4 装置现场使用示意图

从图中可以看到，在高压试验工作的现场，在常规红白带围栏内被试品及试验设备区域四周设置了一道红外线围栏，等于在常规警戒围栏内又增加了一道防护装置。红白围栏起第一层警示作用，试验人员在红白围栏内工作，非试验人员在红白围栏外活动。当试验设备带电时，若有人员或异物进入试验区域，装置就会立刻发出声光报警信号，并快速切断试验电源，从而确保人身及设备的安全。

该高压试验电源快速切断装置解决了现有的红白带围栏等安全措施在工作中只能起到被动隔离的作用的问题，提高了高压试验电源的稳定性和安全性。

4.2 装置的验证

本装置研制成功后在工区所辖的陆桥变、步云变、洪合变等变电所现场进行了多次模拟试验。在有人员或异物误入装置所保护的带电区域时，高压试验电源快速切除装置能够迅速可靠地反应切断电源。其试验数据如表1所示。

表1 装置试验数据表

通过试验结果可以看出，本装置具有如下三个特点:

(1)可靠性:在试验过程中，一旦保护动作，将可靠跳开试验电源空开。

(2)快速性:从其判断异物侵入时间到跳开试验电源，只需要短短的20ms。

(3)灵敏性:发生异物侵入试验区域的情况时，能迅速启动保护功能。

5 结论

这套装置能防止试验过程中出现异常情况时，由于工作人员注意力集中在异常设备上，误入试验区造成事故的情况;同时也杜绝了非试验工作人员为了贪图方便跨越警戒线，进入高压试验区而造成的人身伤亡事故，彻底解决试验过程中对自己、他人及设备的伤害。在实际应用中具有可靠性、快速性、灵敏性等特点，大大加强了在高压试验过程中对试验人员和设备的保护功能，提高了安全性，易实现和推广。另外，由于本套装置的红外线感应器、红外线围栏无线信号、CPV中央外理器等都采用模块化、接口化设计，便于本装置的横向使用。比如，将试验电源切断模块更换为报警模块则可用于盗窃报警、误入禁止区域报警等。

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