（国网上海市北供电公司 上海市北 200072）
摘要：目前，变电站内变压器接地线管理防误水平低、工作效率低。本文简要介绍了一套变压器接地线管理系统的工作原理，结合实际情况阐述了其在变电站内的应用模式和操作流程。该系统能够实现目前变压器各侧装设接地线时进行强制闭锁，真正做到只有变压器各侧确无电压时，工作人员才能取出相应接地线和在专用楼梯上下工作，确保人身和电网的安全。
关键词：变电站；接地线；防误闭锁
1、引言
当前大多数电力企业除了在制度上对接地线的使用做一些基本要求外，对接地线的具体使用和管理还存在不够规范现象，对接地线的存放、使用等各环节的管理和控制还缺少一套行之有效的办法，管理更多的依赖于使用人员自身的安全意识和自觉性，缺乏有效地技术手段和措施。在电力企业设备检修中，由于带接地线合闸而造成人员伤亡和设备严重损坏等重大安全事故屡有发生。根据国家电网公司的最新统计，带接地线合闸的恶性事故居各种误操作事故的首位，而这些事故的发生，大部分是由于接地线的误操作和缺乏安全监管造成，集中反映出接地线管理措施不完善或执行不严格等问题。本文基于对停电时变压器挂设接地线目前还没有强制闭锁系统的研究，彻底实现变电站“五防”全覆盖，更好保护人身和设备的安全，研制了变压器接地线管理系统。
2、相关规定
2.1接地线要求
接地线是为了保证电力工作人员在已停电的设备和线路上安全工作的重要工具，也被我们电力工作者称为安全线或是生命线。一旦在工作中失去接地线的保护可能带来严重的人身设备安全隐患。
根据《国家电网公司电力安全工作规程变电部分》7.4.10规定“成套接地线应由有透明护套的多股软铜线和专用限价组成，接地线截面积不得小于25平方毫米，同时应满足装设地点短路电流的要求。”
携带型短路接地线其操作棒的工频耐压试验中额定电压10kV的为45kV/min，35kV的为95kV/min，110kV的为220kV/min。
2.2五防要求：
根据《防止电气误操作装置管理规定》第二十一条规定：防误装置应实现以下功能(简称“五防”)：
(1)、防止误分、误合开关；
(2)、防止带负荷拉、合隔离刀闸；
(3)、防止带电挂(合)接地线(接地刀闸)；
(4)、防止带接地线(接地刀闸)合开关(隔离刀闸)；
(5)、防止误入带电间隔。
凡有可能引起以上事故的一次电气设备，均应装设防误装置。
第二十二条规定：“五防”功能中除防止误分、误合开关可采用提示性方式，其余“四防”必须采用强制性方式。
3、项目研制背景
项目组成员调研发现，如今，变配电站回路设备越来越多采用高压开关柜形式，其五防系统或是闭锁系统越来越完善，保护了电力工作者以及电气设备的安全。
但是，项目组成员同样发现目前变电站唯一存在“五防”盲点或是值得改进的就是对于停电时变压器挂设接地线的设计。因为对于变压器检修工作而言，变压器各端挂设接地线时，只有靠运行人员自身安全意识来确保正确装设接地线，并无强制闭锁装置，如果工作过程中有任何一个小环节出现问题，都有可能在带电的变压器上装设接地线，存在严重的安全隐患。一旦造成带电挂变压器接地线，造成的后果十分严重，不堪设想。
另外项目组成员也通过向运行操作人员了解到目前在变压器上装设接地线是一项十分繁重的工作，因为变压器接地线体积庞大，搬运起来很费力，因为变压器自身结构原因，当从底端带上变压器上方的过程更是难度颇大，同时越来越多的接地线给管理工作也带来一定的压力。
因此项目组决定研制一套变压器接地线管理系统，该系统能够确保安全工作的同时也能在日常管理工作上提供帮助。
根据研究，变压器各端装设接地线系统解决“五防”盲区首先有以下几点功能：
（1）、变压器各端需要有专门的带电检验装置。
（2）、变压器各端接地线应当专线专用。
（3）、变压器各端接地线专用管理应有强制闭锁功能。
针对“五防”事项，项目组要求：正常情况下，变压器两侧不带电且需要两侧挂接地线时，专用接地线箱带电指示器显示变压器两侧不带电时，专用接地线箱将允许打开，运行操作人员允许取出专用接地线进行悬挂。当带电显示指明变压器两侧带电时，专用接地线箱将无法打开，且无法取出接地线，防止运行操作人员在变压器两侧带电挂接地线。将变压器两侧挂接地线纳入“五防”闭锁规范。
同时，通过本项目装置的使用使相关接地线管理工作进一步到位。
之后，考虑到其他在变压器上带电工作（例如气体收集工作），变压器接地线管理系统是否可以进行区分，在保证安全工作的前提下，方便我们进行其他工作。因此决定尝试采用双门设计，即在进行正常变压器带电工作的时候，可以打开第一道门上下（此门锁配备一仓一锁），但是不能取出接地线。只有当确认变压器各侧无电时，才能打开第二道门，取出相应接地线进行变压器检修工作。
4、项目目标
4.1系统目标
（1）、设计一套带有强制闭锁功能的变压器接地线管理装置
（2）、只有系统验明变压器无电时，方可进行验电、放电，挂接地线工作
（3）、当需要进行变压器带电工作时（例如收集气体工作），将有带电提示，接地线无法取出
（4）、通过该系统实现变压器接地线专项定制管理
（5）、本装置必须符合相关的安全规定
4.2项目创新点：
（1）、实现接地线强制闭锁（弥补“五防”管理中变压器挂接地线无强制闭锁）
（2）、能够使接地线达到定制管理目的
（3）、减少操作人员劳动强度，不需要每次工作都搬运庞大，沉重的接地线
（4）、可以带电安装（非接触带电显示装置），不需要专门停电安装，可推广性强
5、项目研制过程和原理
5.1项目研制过程
项目组以国网上海市北供电公司110kV逸仙变电站三台110kV变压器为例，对其接地线进行改造。
选择110kV逸仙变电站三台110kV变压器原因：
（1）、110kV变压器为市北供电公司目前管辖范围内电压等级最高的变压器。
（2）、110kV逸仙变电站作为一座有人值守变电站，24小时内有运行人员或是操作人员，能更加方便项目组成员对项目进行跟踪了解。
（3）、110kV逸仙变电站三台110kV变压器为户外变压器，现场工作环境相对室内变压器环境更为复杂，对项目产品质量要求更高，能提高项目装置可靠性。
（4）、110kV逸仙变电站三台110kV变压器中有两台变压器为三绕组变压器。而三绕组变压器情况较双绕组变压器情况更为复杂，更具有代表性和推广性。
首先针对110kV逸仙变电站三台110kV变压器实际位置情况，确定变压器各侧接地线放置箱安装位置，接地线放置箱位置既要安全可靠，同时也要与变压器各侧接地线装设位置不能太远，否则实际操作劳动强度并不会减少很多。
接下来对接地线放置箱进行带电检测与闭锁回路设计。考虑到是对现有变压器接地线进行改造，因此决定进行不停电工作。这样不仅可以避免停电造成的损失也能为以后装置的推广提供便利，同时减少相应人力和物力的投入。根据不停电要求，决定采用GSN3无线带电显示装置作为系统带点检测单元。GSN3产品技术成熟可靠，已经在检修公司和各供电公司范围内广泛应用。在变压器110kV侧安装时离带电设备距离最远，对GSN3装置要求更高，更能反应出系统高标准，严要求的特点，因此将GSN3装置安装在变压器110kV侧。
5.2闭锁工作原理
在接地线装置箱闭锁回路设计过程中，针对闭锁要求各部件相互之间为一致关系，即系统各个部件全部符合相应要求时，才能开启各个接地箱以及变压器上下扶梯。
闭锁回路二次接线图如下图所示：
图5.2.1闭锁回路二次接线图
根据闭锁回路二次接线图可以看出带电显示装置与变压器各侧门锁、上下扶梯和警示灯之间为并联关系。这样的接线满足了相互之间闭锁和设计要求，而且接线简单方便，实地改造难度低。
由上图可以看出，电力设备实际运行工作中，此接线图能鉴定设备是否在带电状态，但不能判断设备是否在冷备用状态。因此进一步对设备进行优化，如下图所示：
图5.2.2闭锁回路二次接线图（连接变压器各侧刀闸附接点）
通过闭锁回路二次接线图，能够将变压器接地线管理与“五防”反闭锁结合起来，实现变压器接地线与变压器各侧闸刀或是手车闭锁相互闭锁的目的。只有当变压器各侧闸刀或是手车拉开或是拉出的时候，变压器接地箱方能打开取出接地线，相反只有当变压器各侧接地线存放至指定位置并锁上后，变压器各侧闸刀或是手车才能合上或是摇进。
6、现场调试
（1）、根据变压器坐落位置和各侧周边实际情况，选定三个接地线箱位置，并安装。
（2）、GSN3带电检测器的带电安装。根据变压器的工作原理，决定只需要选取一侧进行安装。因为只要任何一侧有带电，其余各侧均有电，这样在符合安全可靠的前提下，也省下一定的人力和物力。在安装过程中，为了保护安装人员，还额外增加绝缘挡板进行保护。安装完毕之后，接地箱装置可以正常工作。
（3）、变压器扶梯的改造工作。为了实际改造工作，决定保留原先变压器上下扶梯主体结构，在主体结构上加装一套带闭锁的双开门。针对日常带电工作时需要打开的梯门采取一仓一锁保证安全，对于需要取出接地线进行工作的时候，打开的则是相应电磁锁。这样两者进行区分，保证安全的同时，也不影响工作。
（4）、现场接地线的放置。接地线放置在接地线箱中实现预留的专用位置，即方便省力也起到了接地线的定制管理。
最后全套系统装置安装改造完毕之后，进行实际调试。发现实际带电时，各个门锁全部闭锁，无法打开，带电显示装置和警示灯正常工作。现场无电时，带电显示装置显示无电，各个门锁才能打开，取出相应的接地线。
7、总结
本文介绍的的接地线管理系统已经在国网上海市电力公司市北供电公司110kV逸仙中心站得到应用，几个月以来，情况反应良好。整个系统具有安全可靠，结构简单，设计合理，运行可靠，维护成本低的特点。
自系统使用至今以来，主变停役工作三次，运行操作人员实地操作了整套系统。反响良好，感觉有了变压器接地线管理系统，对于主变挂接地线更加放心可靠，就近的接地线箱也为工作省下了大量的劳动力和时间，做到接地线按章使用，规范管理，有记录可查询，为电力安全生产提供有力的保障。同时提高了运行、维护人员的操作水平，对其设备原理、装置性能做更深入的了解，使防误闭锁装置发挥真正的作用。
参考文献：
[1]占晓友，李道鹏，翁良杰.变电站接地线智能化管理系统的研制与应用[A].第二十届华东六省一市电机工程（电力）学会输配电技术研讨会论文集，2012,19(7):79-82.
[2]张艳芳.电气误操作的原因[J].电力安全技术，2007,(3):51-53.
论文作者:沈贤杰,王晨杰,柴俊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
标签：接地线论文; 变压器论文; 工作论文; 装置论文; 地线论文; 变电站论文; 项目论文; 《电力设备》2017年第15期论文;