基于安风思想的高压室综合应急处置方法研究及应用

云南电网有限责任公司玉溪供电局 杨永旭 郑果 皇剑 张琦 颜红得

35kV、10kV 不接地系统发生单相接地时允许运行2h，若接地点在开关柜内，人员易受跨步电压触电，同时接地相电压降低，非接地相电压升高，极易造成电缆头等部位绝缘击穿而发展为两相接地，严重的甚至发生开关柜爆炸，对人身安全威胁极大。现行处置方式存在以下问题。

第一，中低压不接地系统发生单相接地概率高。按照《南网安规》要求，高压设备接地故障时，室内不得接近故障点4m 以内，室外不得接近故障点8m以内。进入上述范围的人员应穿绝缘靴，接触设备的外壳和构架应戴绝缘手套。云南地处高原，线路通道复杂，跨越森林较多，接地发生概率较高，现场处置虽有相关规定，但尚无能够指导监测现场工作人员的具体措施。

第二，单相接地现场处置流程系统性不足。发生接地后，监控中心通过电压变化判断发生接地，根据负荷情况和线路布置情况依次进行拉路，如果小电流接地选线装置有相应报文的则优先拉开选出的线路。值班人员查看变电站出入站记录，电话通知现场，现行的处置流程对于现场作业人员的关注度不够。

第三，不接地系统保护有一定空档期。加装不接地系统保护装置，能够在单相接地时选择性地切除故障，主要分为小电流接地装置和消弧线圈控制装置两个方向[1]。其中，小电流接地选线装置选线和出口正确率不高，并且按照定值整定原则，选线跳闸后接地不消除到轮切母线，需要延时。消弧线圈控制装置通过在单相接地时将小电阻投入运行，使不接地系统变成临时接地系统，产生零序故障电流，通过线路保护动作切除故障，但这一过程也需要一定的延时。总之，目前不接地系统保护加装缩短了接地时间，但仍有一定空档期。

第四，接地运行期间开关柜爆炸风险高。一是绝缘薄弱点击穿风险高，接地持续期间接地相电压降低，非接地相电压升高，极易造成电缆头等部位绝缘击穿而发展为两相接地，严重的甚至发生开关柜爆炸，对人身安全威胁极大。二是电压互感器易爆炸，不接地系统电压互感器常采用星形接线方式，电压互感器的一次绕组是电网对地唯一的金属性通道。发生故障时，电网对地电容通过电压互感器一次绕组充放电，这一瞬间容易造成电压互感器炸裂甚至爆炸，使周围工作的人员暴露在危险的环境中。

第五，目前的接地信号上送方式不利于现场作业人员快速撤离。如今的变电站基本实现了“无人值班＋集中监控”模式，现场发生接地后，接地信号通过综合自动化系统发送至监控中心，反而正在接地点周围工作的人员并不能第一时间得知接地信息，存在信息传递的时间差。容易受跨步电压触电或暴露在开关柜爆炸风险中。

第六，安风体系思想在现场执行不足。安全生产风险管理体系明确要求，由于设备缺陷或者故障造成作业环境中不安全因素“弧光、火灾、SF6气体泄漏、跨步电压”，会对作业人员造成人身伤害风险[2]。安风体系第九单元中要求对场所通风、照明与能见度、消防管理等作业现场危害因素的风险进行识别和控制，确保生产、工作等环境场所的整洁、规范、安全健康和有序，防止人员伤害和财产损失。

从事故发展过程来看，接地发生到绝缘击穿有一定的时间差，若能第一时间获知接地信息并响应，现场作业人员完全有时间撤离。为了规范不接地系统的单相接地现场处置方式、保障现场作业人员人身安全，开展基于安风思想的高压室综合应急处置方法研究及应用势在必行。

安全综合预警系统结构如图1所示。系统包括判断模块、信息处理模块、告警模块和处置模块。其中，判断模块主要用于检测电力生产场所发生母线接地、SF6气体泄漏、火灾等预警动作，信息处理模块负责分析和处理信号，并将信号发送至告警模块和处置模块。告警模块收到告警信号后，启动声光及发出遥信报警；
处置模块收到告警信号后，启动门禁系统检测和应急系统。各个模块相互联动，组成一套从异常信息采集、处理、告警到处置的综合系统，能通过现代技术手段指导现场接地处置，确保人身安全。

图1 安全综合预警系统结构

判断模块。采用“现有＋新增”方式，能够综合反映高压室内的接地、弧光、火灾、SF6气体泄漏等危及人身安全的告警，包括保护装置、环境和采样判断三种功能。保护装置包括小电流接地选线装置、消弧线圈控制装置、弧光保护装置，通过小电流接地选线装置或消弧线圈控制装置的接地告警信号接点，判断母线发生接地。通过弧光保护的动作信号接点，判断高压柜内发生弧光短路。环境判断包括火灾报警检测、SF6气体泄漏、SF6气体浓度高告警，通过布置烟雾探测器，判断生产场所发生火灾。通过断路器SF6密度继电器的气体泄漏接点，判断SF6气体发生泄漏，通过SF6气体浓度检测传感器，判断SF6气体浓度过高。采样判断模块包括母线开口电压检测模块和跨步电压检测模块，通过外接母线开口电压采样数据，预先设置定值，通过开口电压升高判断母线发生接地。通过在高压室布置跨步电压感应器，当产生跨步电压时判断发生接地。

信息处理模块包括综合分析、联动、人员检测模块。综合分析模块负责收集处理保护装置、环境判断和采样判断提供的报警信号，各个判断模块接点采样按“或”逻辑处理。联动模块负责在报警信号发生时，启动告警模块和处置模块。人员检测模块通过红外感应，判断生产场所是否有工作人员，可根据人员进出情况相应地响应。

告警模块包括声光报警和遥信报警模块。声光报警模块收到信息处理模块异常信息后立即启动声光报警，提醒工作人员立即离开现场。遥信报警模块负责在收到异常信息后，提供硬接点，通过变电站综合自动化系统向远方发信。

处置模块包括门禁系统、告警计时系统和应急安全工器具管理模块。门禁系统具备人员进出管控、安全工器具检测和开启泄压通道功能。发生异常时按“只出不进”原则闭锁出入口，控制外部人员进入工作场所。确需进入的人员应该穿戴站内配置的绝缘靴和绝缘手套等安全工器具，并通过门禁系统的安全工器具检测模块，才能打开门禁系统进入工作场所。门禁系统泄压通道功能是当发生报警后，将门窗预置的玻璃板打开，仅保留铁纱丝网门窗，若生产场所室内发生短路，为柜内爆炸提供泄压通道。告警计时系统安装在室内墙上醒目位置，具备接地计时和语音通报功能，当发生接地灯告警时，开始计时，工作人员可直观获取接地时间信息，计时后每隔5min 语音播报1 次，计时超过2h，变化为更紧促声音提示。应急安全工器具管理模块以柜子的形式布置在门口和通道靠墙处，柜内配置两套绝缘工器具和绝缘手套，柜门平时自动落锁，发生告警时，自动打开柜门，方便现场人员取用。

安全综合预警系统布置位置如图2所示。

图2 安全综合预警系统布置位置

该系统是一个完整的现场风险管控系统，本着基于风险、预先控制和系统性的原则，将各个模块功能组装成一个集中装置，信息处理模块可安装在保护屏柜内或打孔安装在墙上，保护装置告警采集判断、环境判断等通过连接点接入无线通信模块，通过无线信号传输至信息处理模块。处理完成后，联动、告警、处置模块同样采用无线信号传输信息。

本系统采用就地布置告警方式，信号发生方式与现有的综自系统并行，互不干扰，一旦发生异常信号，立即告警提醒现场作业人员立即离开，缩短现场作业人员暴露在高风险中的时间，从根本上解决异常处置对现场作业人员关注不足以及信号上送方式不利于现场作业人员快速撤离的问题。

考虑到密闭空间和开阔空间爆炸的破坏力不同，率先设计接地报警立即开启的泄压门窗，将高压室密闭空间临时变为开阔空间，降低高压柜爆炸的破坏力，在一定程度上解决高压柜爆炸破坏力超大的问题。

第一，缩短作业人员暴露在风险中的时间。按照原有处置方式，调度人员电话通知现场人员，至少需要花费3min。该项目能够第一时间发出声光报警，提醒工作人员撤离到安全区域，现场人员获取接地信息并安全撤离耗时约20s，风险响应效率提升了9倍。

第二，改善高压场所的安全管理模式。除了第一时间在现场告警提醒人员快速离开之外，成果具备的人员进出管控，门窗泄压通道快速开启，接地倒计时等功能，可以全方面管控作业人员的行为活动，保障人身安全，同时通过系统的布置和实施，改善现场的安全管控模式。

第三，整合关键信号的发生及处置方式。变电站生产场所可以发送的异常信号数以千计，但是会危及现场作业人员人身安全的信号不多，通过整合现场关键信号，抓住重点信号，针对确实有可能危及人身安全的信号及时反应。

该成果解决了现行接地预警不及时等问题，弥补现场作业安全管控的不足，推进变电站风险管理系统化和实用化的发展，有助于南网安规在作业现场的实施，弥补安全生产的不足与短板。该系统具有安装简单、使用方便、投资少、回报高等特点，有极高推广价值。

猜你喜欢跨步电压绝缘模块利用斜井接地体降低输电杆塔周围触电风险研究智慧电力(2022年12期)2023-01-2728通道收发处理模块设计成都信息工程大学学报(2022年3期)2022-07-21“选修3—3”模块的复习备考中学生数理化(高中版.高考理化)(2022年5期)2022-06-01异性导电媒质对直流接地极跨步电压分布的影响科学技术与工程(2021年4期)2021-03-07让我家与雾霾绝缘幸福(2018年33期)2018-12-05侵限绝缘处的站联设计铁道通信信号(2018年6期)2018-08-2910kV配电网单相接地跨步电压有限元仿真电气技术与经济(2017年6期)2017-12-28OPLC光纤复合低压绝缘电力电缆现代传输(2016年4期)2016-12-01低压成套开关设备绝缘配合问题分析山东工业技术(2016年15期)2016-12-01发电站大型接地网跨步电压的测量及降低方法绿色科技(2014年7期)2014-11-17

推荐访问:处置 应急 高压