(1嘉兴市恒创电力设备有限公司 浙江嘉兴 314000;2国网浙江省电力公司嘉兴供电公司 浙江嘉兴 314000)
[摘 要]本文针对电力系统高压试验日常生产工作中的接地保障问题，设计了一种高压试验接地智能在线监测系统，主要创新点包括高压试验接地智能在线监测系统由源端防护技术、智能检测技术、全程接地告警技术，实现了高压试验接地检测由“人工”走向“智能”、试验安全防护由“被动”走向“主动”的变革。通过技术创新，有力的提高高压试验工作的安全性，对运检一体化工作的深入开展起到强有力的推动作用。
[关键词]高压试验；接地；在线监测；
1 引言
随着我国电网不断发展、设备的日新月异，智能电网、在线监测的逐步推进带来的检修方式的革新，使得电网智能运检水平得到了全面深化提升，运检水平得到了全面深化推进，电气试验环境和要求都发生了变化，传统试验方法和装置已不满足当前变电站的试验需求。高压试验在变电站运行生产中所占的比重也是比较大的。但是高压试验过程中会产生几十千伏的高压，一不小心就可能造成人身伤害和设备损坏，如何提高高压试验的安全性和效率，成为当前热门的课题]。安全第一是亘古不变的话题，在保证规章制度层面安全的同时，技术层面安全也需要与时俱进。高压试验安全接地是进行高压试验的前提，同时也是保证试验人员人身安全的重要工前保障，传统高压试验前仅仅在试验前通过肉眼观察、主观判断的方式确认接地回路是否可靠。试验防护技术“被动”，全过程中无法管控接地情况，存在安全隐患。状态检修、在线监测技术均为在线带电检测技术，试验设备身处高压带电区，试验接地不良，易产生感应电压，特别是当系统发生故障时，甚至会产生高达数万伏的感应（悬浮）电压，由此可能会带来安全隐患。因此，为了人身设备安全，要求试验全过程必须可靠接地，否则需及时切断试验电源。
本文在推动“一强三优”的智能电网快速深入发展大背景下，针对以上接地管控问题，设计了一种高压试验接地智能在线监测系统，实现了高压试验接地检测由“人工”走向“智能”、试验安全防护由“被动”走向“主动”的变革。通过技术创新，促进资源效能的提高，对作业效率与生产效益进行改善，有力的提高高压试验工作的安全性，对运检一体化工作的深入开展起到强有力的推动作用。本系统主要创新点包括高压试验接地智能在线监测系统由源端防护技术、智能检测技术、全程接地告警技术。
1、源端防护技术：发明了接地电阻测量模块，模块由直流恒流输出回路、接地及辅助接地点差动电压测量回路构成，实时检测接地回路电阻，电阻异常时源头上闭锁或切断试验总电源。同时，设计多测量信号通道，根据接地回路电阻的大小自动切换至精度最高的测试通道，确保测试误差小于0.2%。
2、智能检测技术：装置采用直流伏安法，试验前检测试验接地回路电阻，异常时闭锁试验电源；同时，试验全过程实时监测接地回路电阻，异常时源头上切断试验电源，保障试验全过程可靠接地，突破了“工前保障”的接地模式。检测时间仅需0.5秒，切断电源时间仅需0.2秒。提出接地定值理念，发明电阻安全值设置单元，根据国家电网公司标准Q/GDW-11-41.39-2011区别化设置各种试验场所接地电阻，使装置具备强大的通用性。
3、全程接地告警技术：系统实时判断电源处于工作状态或切断状态，传输到声光、语音单元，0.5秒内实时进行区别化声光、语音提示，确保试验人员实时掌握设备试验状态。
2 研究内容
本文为解决传统高压试验中无法管控可靠接地，同时缺少在线监测接地无法获知接地情况的安全问题，成功研制出了一套高压试验接地智能在线监测系统实时测量接地电阻，并根据测量值判断接地是否可靠，进行相关的报警或动作。
高压试验接地智能在线监测系统主要通过测量接地电阻和接地回路电阻来实现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆220V火线与接地端构成接地电阻测量回路，回路中包含光耦控制元件来实现光、电隔离，以及实现回路的通断检测。一旦检测到接地回路发生了中断，回路就发出预警信号。接地回路电阻测量则采用12V直流电源和模数转换模块，计算回路电阻，回路电阻不合格同样发出预警信号。
复合材料选择、过盈配合设计：优选具有优良导电性及抗锈性的黄铜材料、易焊接的铁质材料，制作防误拆装置。发明嵌入式复合结构，利用热胀冷缩原理，铜质内环嵌入铁质外环中，材料衔接“0”缝隙，确保了装置优越导电性。
双重闭锁防误拆装置：装置由低电阻率复合材料制作的机械闭锁装置、电气闭锁系统构成，电气及机械双重闭锁功能，将试验接地的可靠性提升至100%。电气与机械的双重保护，杜绝了由于单一保护发生故障造成安全事故的隐患。
3 技术方案
系统用于检测试验中接地的良好状态，按照源端防护的技术理念，在试验全过程通过接地电阻测量模块实时检测接地回路电阻，电阻异常时源头上闭锁或切断试验总电源，从源头上保障试验安全，真正做到电气试验接地安全可靠。具体工作模式如下：
1）试验前检测试验接地回路电阻，异常时闭锁试验电源。装置上电工作时，首先根据试验标准及现场条件，进行合格接地电阻值设定，并测试实际试验接地电阻。当测试合格后，即可接通电源开始试验，并通过声光和语音连续进行报警。
2）若电阻合格，即可通电试验。
3）试验过程中，装置定时进行试验接地电阻检测，若接地线断开、解除，或接地不良，装置检测到接地电阻不合格，则自动快速切断试验电源，并且进行报警，提醒检修试验人员。
装置实现以下功能：
1）实时测量试验的接地回路电阻值，精度小于0.1欧姆；
2）根据检测接地回路电阻情况，允许接通试验电源或动作自动切断试验电源。
3）根据不同的现场条件，参考的接地回路电阻值可设定。
4 实施效果
本系统设计了多测量信号通道，根据接地回路电阻的大小自动切换至精度最高的测试通道，确保测试误差小于0.2%；同时，试验全过程实时监测接地回路电阻，异常时源头上切断试验电源，保障试验全过程可靠接地，突破了“工前保障”的接地模式，检测时间仅需0.5秒，切断电源时间仅需0.2秒；实时判断电源处于工作状态或切断状态，传输到声光、语音单元，0.5秒内实时进行区别化声光、语音提示，确保试验人员实时掌握设备试验状态。
本系统的可靠性在变电所检修试验工作现场进行了试验验证。试验接地智能预警装置在现场进行使用后，在检修试验接地线脱落、不合格时智能预警装置能够实现100%声光语音报警和快速断开试验电源，并且动作时间为0.5秒。
同时装置辅助的声光语音报警，实时判断电源处于工作状态或切断状态，传输到声光、语音单元，0.5秒内实时进行区别化的声光、语音提示，确保试验人员实时掌握设备试验状态。
结论
传统高压试验前通过主观判断的方式确认接地回路是否正常可靠，且试验过程中无法管控接地情况，无法确保试验及试验过程中接地可靠性，由此可能会带来安全隐患，因此设计了一种高压试验接地智能在线监测系统，过技术创新，促进资源效能的提高。本系统试验前检查可靠接地，试验全过程检测接地回路电阻保障试验的可靠接地，改变了传统试验在过程中无法掌控接地的情况，提高了试验的安全性能。将接地定值理念应用于检修试验。同时为方便使用，通过键盘即可实现标准电阻值的设定，操作简单方便，使装置具有很好的通用性。在经过电气试验人员实际生产的使用后，深受赞誉，极大地提高了试验安全性和工作效率，创造了无形的社会经济价值，创造了不可估量的社会效益。
论文作者:钱进1,周刚2,蔡亚楠2,黄杰2,戚中译2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/24
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