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变电设备高压实验安全防护措施综述

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变电设备高压实验安全防护措施综述

发布日期:2015-08-24 09:16 起源:http://pzhhxwz.com 点击:


变电设备高压实验安全防护措施综述    



高压实验是电力设备运行和掩护工作中的一个重要环节,是保证电力系统一次设备安全运行的有效手段之一。在高压实验的工作现场,尤其是对于现场大型的电力变压器、GIS设备、母线等设备,在进行交换耐压、局放等实验过程中会产生数千伏,甚至几十、上百千伏的高压,这对实验人员的人身安全是一种较大的要挟。


因此高压实验人员需要在实验现场,一方面要满足电力安全工作规程的规定进行作业;另一方面要严格采用必定的安全防护措施,最大程度上掩护个人的人身安全。


1  高压实验作业现场安全请求


在高压实验的作业现场,实验人员的工作领域重要分为电源把持区、加压操作区两部分,这些区域必须满足安全请求,并且实验人员距离加压操作区的被试品及升压设备的安全距离要满足相干规程,可参照DL56-1995电业安全工作规程(高压实验室部分)及国网公司电力安全工作规程[1](变电部分)的规定履行,如表1、2所示。


1  交换和直流实验安全距离

实验电压/kV

50

100

200

500

750

1000

安全距离/m

1。2

1。5

3

5

7

10

2  冲击实验(峰值)安全距离

实验电压/kV

250

500

1000

1500

2000

安全距离/m

操作冲击

4.5

6.5

8。5

15.5

20.5

雷电冲击

2

3

5

7

9


2  高压实验安全防护措施综述


目前,在对变电设备进行高压实验的工作现场,利用较为广泛的重要有安全围栏、绳以及安全警示带,而其它一些新型的安全防护措施也相继被提出,并得到了必定程度的利用与推广。论文对现有的变电设备高压实验安全防护措施进行了归纳和分类。

2.1  传统防护措施[2][3]


在高压实验现场,传统的防护措施重要有安全围栏、绳以及安全警示带。它们可以将被试品以及实验设备围在必定的区域,该区域以外保证处于距离带电设备以及实验电压的安全距离领域。


2.1.1  安全围栏、绳


围栏、绳一般采用绝缘性能和机械性能良好的尼龙绳或植物纤维绳,安置于高压实验工作领域的四周,并面向外悬挂“止步,高压危险!”的安全标识牌,色彩为较为醒目标红绿交替或红白相间,用以引起现场作业人员注意,防止人员误入操作区。


2.1.2  安全警示带


安全警示带以荧光绿为主体色彩,在现场安排时基础与安全围栏、绳雷同,通常警示带上印有“止步,高压危险!”字样的标示,荧光绿色更易引起现场人员的注意,也可在必定程度上防止误入情况的产生。


传统的防护措施是每个实验现场合必须采用的安全措施,优点是成本低,安排方便,性价比高;但其仅从视觉上对实验人员进行警示,警示效果单一。


2.2  新型防护措施


传统的安全围栏、警示带等防护工具在必定程度上掩护了实验人员的人身安全。随着实验现场的作业情况越来越复杂,新型的安全防护措施应运而生,在传统防护的基础上,采用声、光、电等多方面手段,对异常情况及时反响,掩护人员及设备的安全。


2.2.1  安全语音提示器[4]


安全语音提示器是一种以红外探测器为核心部件,内涵读卡器的一种语音录播系统。

在高压实验现场,通常将语音提示器安置在传统安全防护围栏上,当人员靠近安全围栏,提示器的内置红外探测器侦察到人体信号时,就会主动启动播报语音警示语,提示工作人员的注意。


由于其体积小巧,便于携带,并且可以随便录制语音内容,已大批用于电力系统发电厂、变电站等高压实验区域。


2。2。2  基于红外探测技巧的安全围栏


红外线围栏是基于光束遮断式感应器(Photoelectric Beam Detector)所开发的安全防护工具,其基础的结构包含瞄准孔、光束强度唆使灯、球面镜片、LED唆使灯等。


该装置通常成对涌现,其基础原理是:一端由发射器发射红外线,形成警惕线,另一端由受光器吸收,若有物体通过,光线被遮断,受光器信号产生变更,经放大处理后发出电、声信号用以报警。


红外对射装置要选择合适的响应时间:太短会容易引起不必要的干扰;太长则会产生迟报、漏报。通常以10m/s的速度来断定最短遮光时间。若人的宽度为20厘米,则最短遮断时间为20毫秒。大于20毫秒报警,小于20毫秒不报警。


红外安全围栏没有实体围栏,为了体现其良好性能通常与传统围栏等设备配合应用。


文献[5]-[10]均提出了含有红外线围栏的安全防护措施,利用效果较好。


为了保持红外围栏所发出的高电平信号,文献[11]、[12]提出采用74HC373芯片的方法,输出锁存输入的电平信号,使得处理单元持续响应产生报警信号,进步了利用的可靠性。


2.2.3  基于无线射频技巧的防护措施


无线射频辨认(Radio Frequency Identification,RFID)技巧是一种非接触式的主动辨认技巧,基础原理是利用射频信号和空间耦合(电磁耦合电磁流传)的传输特征,实现对辨认对象物体的主动辨认[13]。


RFID技巧由RFID把持器和RFID标签2部分组成。把持器采用低频信号进行探测,利用高频信号(UHF信号)吸收采集数据,如果RFID标签在目标领域内涌现,吸收器就会收到低频信号,并通过高频信号发出报警信息。由于具有高速移动物体辨认、多目标辨认和非接触辨认等特点,RFID技巧可以较好的利用于高压实验现场人员众多、多班组交叉作业的情况。


文献[8]、[11]、[14]提出了基于RFID技巧的安全防护措施,并通过实验证明了该措施的敏锐性与可靠性。


2.2.4  实验电源速断装置


传统的安全围栏等防护措施,无强制闭锁功效,无法强行禁止实验设备及被试品带电时人员的误入和误碰,因此不能有效地掩护误入人员及设备的安全。


实验电源速断装置的涌现很好的解决了这一问题,通常情况下,电源速断装置会与红外线探测装置,RFID管控系统配合应用。红外线装置感应异常,传递给吸收处理模块后,对把持线圈发出信号,把持电源开关的导通或者关闭;在RFID系统中,RFID把持器收到标签信息后通过信号逻辑处理输出继电器离开信号,切断实验电源。


文献[5]-[9]均提出了将红外探测装置与RFID技巧联合电源速断装置的安全防护措施,其良好的实际利用证明了装置的快速性。


2.3  赞助防护措施


新型的防护措施在传统措施的基础上大大提升了安全作用领域与防护效果,如果采用赞助型的防护措施,则更能够体现出其优越性。赞助防护措施可实用于人员较为的场合,尤其实用有外来施工人员的工作现场或是大容量试品的长时间实验以及安全可靠性请求较高的场合。


2.3.1  放电棒信号闭锁防护


升压把持台电源断开时,由于操作区设备可能有残余高压,尤其对于大容量的试品来说,此时若在未接地放电的情况下接触高压设备,就可能产生事故。放电棒的作用就是在实验人员接触试品之前放掉其残余电荷,防止其人身受到伤害。


文献[5]、[6]、[12]提出了一种接地棒信号闭锁防护措施,自主研制一种能铝合金开关,可经受频繁开关冲击,其基础原理是一个单刀双置开关,接地棒放到指定地位时开关被压下,动触点接通,信号为高电平;反之动触点接地,为低电平。该电平信号进入逻辑处理单元,可把持电源的通断。


2。3。2  脚踏把持闭锁防护


脚踏把持就是通过在操作机构或把持电源处加装脚踏压板,压板内部的核心部件为重力感应装置,装置的输出端与把持电源的交换接触器相连。操作时,工作人员双脚踏在压板上,交换接触器正常工作,电源正常;而当工作人员双脚离开压板,则相应的重力感应装置输出高电平信号,接触器不闭合,电源失电闭锁。


脚踏把持开关的功效重要是为了限定实验人员的地位,只有在保证把持电源在实验人员可控的条件下,才干满足电源有电;而在设备高压实验期间工作人员若离开把持区,高压电源切断,进一步确保工作现场人员的人身安全。


文献[5]、[8]、[9]、[11]-[13]均提出了脚踏把持闭锁防护措施,并得到了良好的利用,其中文献[8]的设计还增长了防抖功效,大大提升了设备及实验工作的可靠性。


2。4  数字防护措施


相比于模仿技巧,数字技巧的优势越来越突出:其一,数字把持基础不受元器件性能变更的影响,可靠性高;其二,系统的软件化可简化电路结构,减少外围器件;其三,数字把持使许多复杂算法更易于实现。因此,数字把持代替模仿把持已成为一种趋势[15]。数字防护措施根据多采用微处理器的不同又可分为基于单片机和基于ARM的数控防护。


2.4.1  基于单片机的数字防护


以单片机作为微处理器,设计简便、机动,可直接调用设计完善的子程序,成本较低。文献[14]提出了基于MSP430单片机芯片为标签电路处理器的RFID防护系统。


该系统用单片机进行处理的优点是功耗低,可以在长时间无唤醒信号的情况下进入休眠状态,从而节俭电源;其不足是抗干扰能力相对较差。


2.4.2  基于ARM的数字防护


ARM(AdvancedRISC Machines)处理器是一款32位的微处理器。以ARM芯片为核心的处理单元,具有较高的性能且第三方支撑较多,功耗低。


文献[14]所提出的RFID防护系统中以LPC1768 ARM芯片作为辨认电路的微处理器。


基于ARM的处理单元最大优势就是更加节能,且程序的履行效率高;毛病是开发具有必定难度。


2.5  综合性系统防护措施


综合性的安全防护措施是集成基于红外探测装置的单层或多层报警围栏,基于RFID技巧的现场人员标签辨认及报警,吸收到危险信号立即断电的多功效电源以及脚踏及放电棒闭锁断电装置于一体的成套装置。


信号采样模块通过吸收各种防护终端的输出信号,经数据处理模块送入处理器处理落后入成果履行模块进举动作。


由于该系统信号采样种类较多,所以数据处理模块通常用单片机、ARM芯片等为核心处理器用来处理采样的信号,进行逻辑断定。综合性的防护措施成本高、安排复杂,但防护效果优良,实用于作业现场条件较为复杂,人员众多以及安全性请求极高的场合。


文献[14]提出了上述的系统性安全防护措施,并采用了GPRS网络将要害点的状态实时发送至监控中心服务器,有效实现了工作全流程的记载。


文献[5]、[11]也采用了综合性的防护措施,并通过在变电站内的实地应用,验证了措施的合理性。


3  结论


高压实验安全防护措施在高压实验现场作业的过程中起着举足轻重的作用,传统的防护措施是进行高压实验时安全防护的必要手段,新型、综合性的防护措施也不断被提出,这些措施在加强实验人员安全防患意识的同时,又进步了工作效率。


实际工作中,应以标准化作业为前提,并根据实验现场的情况选择最佳的防护措施。智能化、数字化、系统化将是高压实验安全防护措施的发展方向。


   



相干标签:小型断路器

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