配變臺區接地引下線帶電報警裝置研制應用

Summary：低壓配變臺區的變壓器接地引線帶電和中性線出線故障可能造成嚴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象，各低壓臺區還沒有投入高效的故障隔離與控制功能的相關保護裝置。本文創新的研制出一套同時具備告警聯絡與電氣保護功能的配變臺區接地引下線帶電報警裝置，避免人身觸電傷害事故的發生。Keys：配電臺區、接地線、中性線、帶電報警、保護低壓配電臺區所帶用戶較多，臺區出線及走向復雜，部分臺區線路設備投運時間長，平時得不到有效檢修維護，線路及設備容易出線漏電現象。這樣不但導致供電企業電量損失，更影響了臺區用戶正常安全用電。1現狀調查開封供電公司的0.4千伏低壓配電網普遍采用三相四線制供電模式，配變臺區的變壓器本體外殼、低壓側中性線、低壓綜合配電箱等全部要通過變臺的接地扁鐵進行電氣設備接地。通過對低壓臺區運行情況及故障事件總結，我們發現，變臺區域的設備往往會發生兩個方面的問題，可能引發嚴重的用戶設備財產損失及人身觸電問題：其一，配變臺區接地扁鐵的接地極，隨著設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，超出設備運行規程規范的要求，導致變臺的接地引下線電位高于地電位而出現帶電現象。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重威脅。其二，配變低壓中性點接線柱至配電箱進線總開關之間的這段中性線，受環境因素或接頭氧化等問題影響，可能出現斷線問題。中性線一旦斷線，當臺區三相負荷不平衡時會造成單相嚴重過電壓問題，從而燒毀用戶電器設備，甚至可能引發用戶人身觸電等衍生危害。以上兩方面的問題，當故障發生時，均可能造成嚴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象，各低壓臺區還沒有投入高效的故障隔離與控制功能的相關保護裝置。2項目研究的預期目標低壓配變臺區的變壓器接地引線帶電和中性線出線故障可能造成嚴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象，各低壓臺區還沒有投入高效的故障隔離與控制功能的相關保護裝置。本項目將創新的研制一套同時具備告警聯絡與電氣保護功能的配變臺區接地引下線帶電報警裝置，避免人身觸電傷害事故的發生。3總體設計和實施方案3.1總體功能設計通過對配變臺區故障排查及處理工作現狀的分析，當低壓臺區發生變臺接地引下線帶電故障或者配變低壓側中性線斷線故障后，由于故障不會立刻引發臺區停電等明顯現象，因此故障排查及定位具有滯后性，往往是經過工作人員長時間巡視或者衍生危害已經發生后，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防效果。因此，針對以上故障的保護裝置，在功能設計上必須保證三點革新：1）在故障發生時能夠第一時間在現場完成故障點隔離及警示；2）在故障發生后能夠采用一種快速直觀的方式提示搶修人員設備需要修復；3）裝置的各功能動作應當具備自動化。當配變臺區接地引下線出現帶電故障時，報警裝置將自動的進行三項操作：一是迅速切斷配電箱總保護開關，消除接地引下線的帶電現象，防止發生觸電，保護人員安全；二是點亮現場接地引下線帶電指示燈；三是以手機APP告警信息的形式遠程聯絡搶修人員，通知故障發生需要修復，縮短故障排查巡視周期，提高搶修效率。當配變低壓側中性線出現斷線故障時，報警裝置將自動的進行三項操作：一是迅速切斷配電箱總保護開關，防止中性線斷線引發單相過電壓燒毀電器，實現故障隔離，避免衍生危害；二是點亮現場斷線故障指示燈；三是遠程聯絡搶修人員，實現故障臺區迅速定位，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推敲，我們將配變臺區接地引下線帶電報警裝置按照不同的功能目標分模塊化進行設計開發：1、利用斷路器、繼電器、接觸器等組合制作保護控制電路，通過繼電保護原理實現報警裝置的現場故障隔離及警示功能；2、加載通信模塊，通過手機APP軟件與通信模塊的綁定通訊，實現報警裝置的遠程聯絡功能；3、報警裝置的故障隔離及電氣保護工作原理圖如下：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項目應用效果本項目研發的配變臺區接地引下線帶電報警裝置同時具備告警聯絡與電氣保護功能，該保護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保護功能，設備構造簡單，不容易發生運行故障，不需要經常性維護。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，保障人員作業安全。在變臺設備故障發生后，可以第一時間通知搶修人員，準確定位故障臺區，既有效的完成了故障隔離，全面預防人身觸電等衍生危害的發生，又縮短了故障排查定位周期，減輕了設備巡視工作量，充分提升低壓配電網運檢工作效率。5結束語低壓配變臺區的變壓器接地引線帶電和中性線出線故障可能造成嚴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象，各低壓臺區還沒有投入高效的故障隔離與控制功能的相關保護裝置。本項目研制出同時具備告警聯絡與電氣保護功能的配變臺區接地引下線帶電報警裝置，經實際掛網運行，可以有效的預防變臺接地引下線帶電和配變低壓側中性線斷線可能引發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損失和供電單位的賠償維修支出。同時避免了相應的用戶投訴、民事訴訟等問題，保護了供電優質服務的良好形象，對供電公司的社會形象及聲譽都有很好的維護和推動作用。Reference：[1]國家電網公司.國家電網公司電力安全工作規程2014年新版配電部分（試行）[S].北京：中國電力出版社，201