临时接地线闭锁装置的设计与应用

康金良姜春雨董 明

(华能国际电力股份有限公司上安电厂,河北 石家庄 050310)

1 概述

发电厂中低压电气设备检修作业过程中,经常需要挂设临时接地线,用来防止突然来电对检修人员和设备造成伤害[1]。临时接地线具有分散性、地点不固定等特点,操作人员在拆除接地线的过程中可能发生漏拆接地线的情况,存在发生带接地线合断路器恶性误操作事故的高风险。究其原因,作业人员精神状态、业务水平、熟练程度等固然是重要因素,但更深层的原因是将临时接地线纳入中压断路器闭锁装置缺乏有效的技术手段。因此设计一种临时接地线闭锁装置,完善中压断路器“防止带临时接地线合断路器的”的五防功能很有必要[2]。

2 装置功能特点和设计思路

2.1 功能特点

所设计的临时接地线闭锁装置具有以下功能特点:

a.通过压力开关采集接地线状态;

b.通过无线通信模块实时传输接地线状态信号;

c.闭锁装置根据远程接收到的接地线状态信号,进行“闭锁或解锁”断路器摇进操作机构,从而实现“防止带接地线合开关”的功能;

d.闭锁装置为便携式、非固定安装,与临时接地线配套使用,随用随取,无需在盘柜上进行任何改造。

2.2 设计思路

装置分为临时接地线和便携式闭锁装置两部分。临时接地线上装有信号采集装置,运行人员将临时接地线安装到现场设备后,装置采集到“地线装设完毕”状态,并通过LORA 无线装置传输至断路器盘柜处的便携式闭锁装置,随后运行人员将带有强磁磁铁的便携式闭锁装置安装至对应中压断路器的盘柜门上,遮挡住断路器摇进机构操作孔,此时闭锁装置无法取下,运行人员无法将断路器摇进工作位,避免带接地线送开关。只有当运行人员将三相接地线全部拆除后,接地线通过无线装置发出“地线拆除完毕”信号,并传输至盘柜处的便携式闭锁装置,闭锁装置接收到“地线拆除完毕信号”后,此时运行人员按下闭锁装置上“解锁按钮”,强磁磁铁磁性消失,闭锁装置才可以从盘柜拆下,运行人员才可以将断路器摇到工作位,进行合闸操作。

3 闭锁装置硬件组成

装置主要由接地线信号采集模块、信号处理模块、闭锁模块组成,见图1。

图1 临时接地线闭锁装置硬件组成

3.1 信号采集模块

信号采集模块[3]由接地线线夹、压力开关和线缆组成,线夹上装设压力开关,预先设定压力开关动作值,当线夹压紧力超过动作值后,压力接点闭合,并通过线缆将“闭合/断开”信号传输至信号处理模块。运行人员将带有信号采集模块的临时接地线,通过拧紧地线线夹安装到现场设备上,加装完毕后,线夹压力开关接点动作,并传输至信号处理模块。

3.2 信号处理模块

信号处理模块由单片机和无线信号发射装置组成,单片机将从信号采集模块接收到的“闭合/断开”信号转换为LORA 信号,送至无线输出组件。信号处理模块附属在临时接地线上,将接收到接地线的状态信号转换为无线LORA 信号,并无线传输至便携式闭锁装置。

无线传输组件采用目前比较成熟且应用广泛的LORA 通信系统,可以保证在7 km 距离内保证通信数据的可靠性。

3.3 闭锁模块

闭锁模块由强磁磁铁、无线信号接收装置、单片机、接地线状态指示和解锁按钮组成,闭锁模块通过2块强磁磁铁固定到盘柜上,磁铁通电时消除磁性,磁铁断电时恢复磁性;无线接收装置采用无线通信装置与无线发送装置配套使用;内置单片机将无线信号转换为通断信号,当接收到接地线安装完毕信号后,接地线状态指示灯电路导通,指示灯保持常亮,地线拆除后,指示灯熄灭。“解锁按钮”回路只有在接地线全部拆除后,按下“解锁按钮”,磁铁电路导通,磁性消失后才可以从盘柜上拆下。

4 应用情况

此新型临时接地线闭锁装置已在电厂6 k V干式变压器装设临时接地线操作中得到应用,操作过程中将临时接地线装设在干式变压器的低压侧,接地线“已装设”信号可传输到闭锁装置,对开关柜进行闭锁,临时接地线闭锁装置安装在6 k V 馈线开关的操作孔处,当接地线装设完成时,闭锁装置可闭锁操作孔,严禁带接地线送电,起到了将临时接地线纳入五防闭锁的功能。

5 结束语

当前,防止带临时接地线合闸的自动控制装置虽具有合闸闭锁功能,但需要在断路器或盘柜内进行改造,安装成本高、可靠性差。本文设计制作的这套临时接地线闭锁装置,将临时接地线纳入到相应断路器盘柜的“五防闭锁”中去,不但能够规范接地线装设与拆除时作业流程问题,而且可以有效避免“带接地线送电”的事故发生,进而构成一套完整的操作流程。同时利用无线传感技术实现闭锁操作孔的方法具有较高的可靠性,该装置结构简单,安装方便,操作步骤简洁,不需要增加额外的人员投入,减小设备投资,经现场实际使用效果良好。