用激光穿透法防止高压柜恶性误操作的探索设计

用激光穿透法防止高压柜恶性误操作的探索设计

方圆宋国栋蒋奇邓舒平

（云南电网有限责任公司昆明供电局云南昆明650011）

摘要：随着社会的发展，高压柜是电力传输的主要设备，由于机械、电气多方原因，在倒闸操作中带电接地刀开关合闸等破坏性事件仍在发生，在分析研究的基础上，利用激光发射，接收原理，设计出激光穿透探测刀开关触头运行轨迹和停留位置的新方法，有效的防止了高压柜恶性操作的再度发生，大幅度提高了电网安全的系数。

关键词：高压柜；设备；电网安全

目前，在相关的程序上，高压柜会经常出现问题，而这些问题就是受到多种因素的影响，给电力系统用户造成破坏和极大的经济损失，为此，相关的专家也进行了分析，寻找出原因，制定合适的措施来进行改造。

1探测器的设计制作

通过相关的案例可以看出，并且也发现了一个重大问题，机械装置在结构和分闸位置指示上都有可能出错，给操作人运行员造成了误导，从而酿成了大祸，那么，能否更好的技术手段来加强测试，并自动判断和显示刀开关操作的实际位置，以弥补机械指示的缺陷，这就是高压柜激光探测装置。

1.1激光发射电路

激光频闪发射电路的数值是比较大的，保险BX和变压器B降压，二极管VD桥式整流，电容滤器，三端集成块状的稳压，向各个器件提供直流工作电流，发光二极管和电阻的阻值，并且可以进行分压，做成电源的指示。

在相对应的电路中，集成块和电容的阻值是在和电位器上所构成的环型振荡器，对于输出的频率是不一样的，那么该频率经过电阻的时候，传送给复合的三极管指数，导致了继电器完成同步的时候，也会停止运转的。

当电源符合要求的时候，按下相应的开关以后，激光管起动工作，在频率震荡和继电器常开触点中进行，并且发射出闪动的激光光束。

1.2光敏接收电路

光敏接收电路是由输出插座和输入插座来接通的，供给光敏管相应的数值上，并且和串联的发光二极管进行使用，光敏管在接收的时候，分别和激光管的数值产生一定的作用，使的光敏管发出光束的声音，能准确照射在对应的光敏管上，光敏管在弱光下的电阻值就达到了几十千欧以上，如开关脱离，故各个发光管不会工作，但当接收到直射极强的激光光束的时候，电阻值立即降到几十甚至是几欧姆以下，犹如开关接通，使的各个环节的串联发光管点亮。

以上，发光管的亮熄为刀开关所在位置实施了检测，因刀开关运作在什么位置，将挡住该段激光束的通过，由此，对应的光敏管得不到激光照射将自动关闭，故串联在同一支路的发光管失去通导，将会熄灭，而各光敏管的亮与熄，正好给予倒闸操作是否到位做出了检测。

另外，在期间设有一排强大的光型发光管组成试验光源的相对应的组件，是没有激光照射的时候，发光支路的调试，验证使用。

当然除此之外，还设有输出插座的相对应组件，根据前后板块工作和电路操作控制的需要，将交流控制开关，试验等方面的问题，发光并联支路以及地线汇集在一起，并且给出重要的信息。

2探测器安装的使用

当激光探测电路设计制作完成后，就要实施高压柜的安装应用。

2.1发射接收器安装

激光发射器接收器安装的时候，在一样的电路中是同步进行的，以A相为主作介绍，当然在实际工作中，触头是不一样的，虚线和实线表示在连杆和拐臂的机械操作过程中动触头的90度旋转的行动轨迹，带弧形的三角体虚线与实线，表示激光发射器与光电接收器是靠一定的设备来完成的，合闸的时候动触头金属端被推入静触头卡槽中，在分闸的时候，被嵌入上端嵌位槽中。

在相关的资料中可以看出，倒闸操作的动触头运转中，经过多次发射的激光能够穿透接收，表明中间没有遮拦，否则，说明触头有停顿，由此，可以知道判断刀开关所在的实际位置。

2.2面板观察判别

激光发射、接收器安装调试过程中，前提是要检查仪器是否有故障，并且将监测信号送给柜面显示器，柜面显示器和光电接收器的发光二极管也是相互并联的，因此，它们在倒闸操作过程中可以将同熄同亮，在开关柜面上起观察识别作用，让其判别操作前后刀开关所在位置是否正确。

目前，在使用中，首先按下电源开关来进行操作，传感指示灯电亮，再按下试验开关相应的指示等来进行操作，说明相关电路工作是正常的。

在操作中，激光发射穿透下，不论是合闸还是分闸，瞬间遮挡光线是正常的，但光敏管长时间得不到光线，就说明转动是停滞的，动触头已经停在被遮挡的光电位置上。

①如是合闸，在操作后，相应的灯就会熄灭，不对应的就是显示为正常。

②如果是分闸，在操作后，相应的灯同样会熄灭，如果出现故障的话，那么就需要及时进行解决。

3实际案例

3.1某开关站内原高压环网柜防失误功能

在某开关站上，所采用的设备是提前制定好的高压环网柜内接线为主，断路器十三位置隔离开关位置，断路器与三位置隔离开关间有机械闭锁，三位置隔离开关与带电显示器之间无强制闭锁线路有电合接地开关功能。

3.2防失误方案改进

将相关的软件进行高压环网柜上原带电显示器替换为户内高压带电显示闭锁装置，在高压环网柜上断路器操作孔、三位置隔离开关操作孔上分别加挂机械编码锁，并且配置五防数据中心，手持终端等，组成了移动型防失误闭锁系统，通过防失误系统软件采集和整理机械编码锁，型户内高压带电显示闭锁装置编码，使的断路器、三位置隔离开关与机械编码锁，型户内高压带电显示闭锁装置形成对应关系，实现操作的强制闭锁，改进后的防失误操作系统是不一样的。

在该案例中，开关站采用的是移动型防失误闭锁系统后，明显地改进了设备的防失误功能，主要体现在以下几个方面：①由提示验电变成了强制验电；②实现全部五防功能；③操作流程更加规范；④记录管理更完善；⑤人员权限管理更为严重。

3.3防失误系统工作的原理

在最大程度上可以看到进线单元加装系列高压带电显示闭锁装置，通过防失误系统软件采集和整理机械编码锁，系列装置形成对应的关系，实现对一次设备操作的强制闭锁，并实现在执行和线路接地隔离开关等操作前，强制实行线路验电的功能。

在相关的防失误闭锁系统上，存放所有开关站的数据中，包括了一些电气一次接线模拟图，设备操作规则和操作记录，这样对于其检测质量也有了一定的提高。

4小结

以上所述，移动式防失误系统可以有效的解决现有高压环网柜防失误缺陷，实现所有五防功能，还能使的操作更加规范，管理更加严谨，其模式更加值得推广，并且逐渐对现有运行中高压环网柜采用类似的方案进行研究，对新建开关站高压环网柜投运前直接安装相似的系统，并通过五防数据中心，直接升级为集控模式，设立集控中心和操作班，实现所有配电网开关站在设备防失误操作管理上的集中控制和统一管理模式，可以进而减少因电气失误操作造成的设备事故、人身伤亡等事故，使的配电网的管理水平上升到一个新台阶。

参考文献：

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[2]粟和林，王毅，王宇.用激光穿透法防止高压柜恶性误操作的探索设计[J].电气应用，2014，（3320）：82-84.

[3]杨橄生，卢庆华，于治水，郭崇，诸振涛.高强钢激光穿透焊接T型接头成形与性能分析[J].热加工工艺，2013，（4223）：28-31.