高压设备电气试验的安全防护技术

高压设备电气试验的安全防护技术

杨埃林、张文全

（内蒙古蒙电华能热电股份有限公司乌海发电厂，内蒙古 乌海 016000）

摘要：在维护供电设施设备的过程中，高压设备电气试验是其重要操作环节。电力系统建设的不断完善使得变电设备的电压等级显著提升，高压设备电气试验的电压亦相应升高。由于试验主要在高电压设备之间进行，故而具有一定程度的危险性，需要技术人员谨慎操作。文章站在密切关注试验技术人员人身安全的基本立场，聚焦传统、新型与辅助防护手段，对高压设备电气实验的安全防护技术进行了简要探讨，希望可以对读者有所启示。

关键词：高压设备；电气试验；安全防护技术

引言：高压设备的电气试验能够切实有效保障电力系统的稳定、安全运转。该实验的主要测试对象包括GIS设备、母线和大型电力变压器等。高电压设备电气试验包含局放和交流耐压等主要内容，实验过程中涉及的电压通常处于数千伏至上百千伏之间，如未能实现有效防护措施产生漏电事故，不但会造成较大的财产损失，而且会对技术人员生命安全产生严重威胁。因此，做好安全防护措施、正确应用安全防护技术，可最大限度提升试验安全系数。

一、一般通用安全防护技术手段

（一）人身安全防护设备

安全绳索和围栏是传统防护技术手段的基础，也是保护技术人员人身安全的第一道防线。对于绳索和围栏的选用，应依照试验检测设备的性能和功率状况而定。通常情况下，为防止出现触电事故，绳索的绝缘性能应成为首要考虑因素。其次，高压电气设备试验往往需要在较高输电设备或输电线附近进行，因而绳索的另一主要用途即防止技术人员高空跌落。基于此，机械性能同样是绳索所必备的重要属性。使用植物纤维或韧性优良的尼龙绳即可充分满足上述需求。

高压电气设备试验的危险性不但与参与试验的技术人员有关，同样会对试验场地附近的其他人员带来一定安全隐患。在试验进行过程中，应将安全围栏部署在试验场地附近，使用红白颜色相间或红绿颜色相间的醒目围栏产生提示效果，防止无关人员随意进入试验区域。

（二）安全警示装置

现阶段，高压设备电气试验通用安全警示装置的主体颜色通常为荧光绿色。安全警示装置往往与安全围栏共同使用，其上会标示出明显的警示字样，阻止无关人员靠近试验场地。相较于其他颜色，荧光绿色对人眼的注意力吸引效果更好，便于有效引起现场技术人员的注意。通过在试验场地大量部署安全警示装置，可在一定程度上消除无关人员对试验的干扰，在保护人身安全的同时，间接推动试验顺利完成。

二、改进型安全防护技术手段

（一）红外探测技术

红外探测技术安全防护手段的基本载体为PBD设备，即光束遮断式感应器。该设备的主要组成部分包括LED指示灯、球面镜片、瞄准孔和光束强度指示灯等。在实际试验过程中，光束遮断式感应器往往成双成对使用。其中，发射器主要负责产生红外线，并使红外线具备警戒线的作用，两个装置之间由红外线连接。

当红外线被通过的物体暂时阻断时，受光器信号会受其影响产生明显变化，信号经过装置完成放大处理后，即产生具有提示作用的声信号和电信号，及时警示技术人员，便于其尽快处理危险状况[1]。光束遮断式感应器具备发出长度适宜响应时间的能力，可有效防止因长时间响应而出现漏报和迟报现象，或因时间过短而产生较多干扰。通常情况下，其最短遮光时间的确定速度为10m/s，体型正常的技术人员在其面前最短的遮断时间为20ms。使用74HC373芯片的光束遮断式感应器通过锁存输入电平信号的方式，可使其处理单元能够对报警信号持续发出响应，进而提升了设备的可靠性。

（二）无线射频技术防护

RFID技术，即无线射频识别技术，是具有非接触性特点的自动化识别技术。该技术的基本原理为充分利用电磁耦合的传播性和射频信号的传输特性，实现自动化的对象物体识别操作。

RFID技术在高压设备电气试验的应用层面，主要涵盖RFID标签与控制器两大主要组成部分。其中，控制器的探测信号主要为低频信号，而UHF高频信号主要负责进行采集数据的接收。当RFID标签出现在目标范围之内后，控制器即会探测到相应的低频信号，并使用高频信号进行报警。无线射频识别技术具有非接触识别能力，其能够同时识别多个目标，对正处于高速移动状态的物体亦具有较强识别能力，因而适用于多班组交叉作业、多人员试验等特殊高压设备电气试验操作[2]。

（三）电源速断装置

作为一般通用的高压设备电气试验安全防护设备，安全围栏并无明显的强制性闭锁功能，当试验用检测设备未经调试即进入试验场地或技术人员误碰带电被试验对象后，一般安全围栏无法实现对设备与人员的有效安全保护。

通过应用试验电源速断装置，人员与设备的安全系数能够得到有效提升。该装置通常与RFID装置和红外线探测装置协调使用。当光束遮断式感应器探测到异常现象的出现后，电源速断装置的处理接收模块即接收相应信号，并将信号及时发送给控制线圈，进而实现对试验相关电源的导通或关闭，同时，RFID系统的控制器在接收到标签信息后，信号逻辑处理部位将继电器分开信号输出，并将试验电源切断。该装置的快速反应性能使其在高压设备电气试验中应用较为广泛。

三、辅助型安全防护技术手段

（一）放电棒信号闭锁

在高压设备电气试验过程中，当技术人员切断升压控制台的电源时，此时操作区域的设备会存在保留残余电压的状况。如技术人员在未能接地放电的前提下擅自接触高压电设备，产生触电事故的概率会大幅提升。使用放电棒即可将设备中的残余电荷及时清除干净，防止技术人员接触大容量试品后因触电而受伤。

通过借助放电棒建立起放电棒信号闭锁防护措施，可进一步提升试验安全系数。该闭锁结构所配备的高强度铝合金开关基本结构为单刀双置开关，经受冲击能力较强。当将接地放电棒部署在指定位置后，此时压下开关即可接通动触点，将电信号转变为高电平状态。当动触点处于接地状态后，电信号将转变为低电平状态，进入逻辑处理单元的电平信号能够实现对电源通断的有效控制[3]。

（二）脚踏控制闭锁

脚踏控制闭锁设备的主要原理为，将脚踏压板部署在电源控制设备或操作设备等处，由于脚踏压板内部以重力感应组件为核心部件，因而具有电源控制功能的交流接触器与装置输出端口能够实现互联互通。

在进行试验时，技术人员将双脚压在踏板上，受人体重力的影响，踏板中的重力感应组件即发挥功能，使交流接触器控制电源正常工作。此时试验区域的电源控制设备和操作设备正常运转。当试验结束后，技术人员双脚离开踏板，此时重力感应装置无法感受到人体重力影响，输出高电平信号使电源因失电而闭锁，高压电源的切断即可有效维护技术人员人身安全。

（三）基于单片机的数字防护

通过将设计灵活简便的单片机作为微处理器，可辅助RFID设备进一步提升高压设备电气试验的整体安全性。单片机的数字防护主要涵盖供电模块、信号输出装置和高、低频收发电路等主要组件，具有明显的低功耗特点。当其处于长时间无唤醒信号状态下时，设备将通过进入休眠状态来实现节能。尽管该技术的抗干扰能力仍有较大进步空间，但上述优点使其仍成为RFID设备最主要的安全防护辅助装置之一，在较多的高压设备电气试验中得到广泛应用。

结论：综上所述，安全防护技术与手段正在高压设备电气试验中起到越来越重要的作用。技术人员除妥善使用包括安全围栏、绳索和警示器等基础安全防护设备外，亦可积极应用包括光束遮断式感应器、RFID技术和电源速断装置等，并辅以放电棒信号闭锁、脚踏信号闭锁和单片机数字防护等安全技术手段，在切实保障自身安全和设备完好的基础上，为电力建设作出贡献。

参考文献：

[1]白凤雷.浅析电气设备高压试验安全防护系统应用分析[J].中国科技期刊数据库 科研,2020(5):39-941.

[2]司代均.电气设备绝缘的高电压试验与安全防护措施探讨[J].中国设备工程,2021(19):168-169.

[3]张世璐.电气高压试验设备的技术要点及改进措施[J].电力系统装备,2021(10):82-83.