基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的配網(wǎng)防誤分析

翁治江

（佛山順德供電局，廣東 佛山 528300）

基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的配網(wǎng)防誤分析

翁治江

（佛山順德供電局，廣東 佛山 528300）

配網(wǎng)防誤一直是配網(wǎng)管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，配電網(wǎng)網(wǎng)架復(fù)雜、設(shè)備種類繁多，不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備在操作方式各不相同，容易造成配網(wǎng)故障的發(fā)生。本文從配網(wǎng)防誤的概念出發(fā)，系統(tǒng)地介紹了配網(wǎng)防誤的各種措施，并結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)分析與風(fēng)險(xiǎn)控制，提出各種配網(wǎng)防誤的觀點(diǎn)，對(duì)配網(wǎng)防誤的設(shè)計(jì)、應(yīng)用起到一定的參考作用。

配網(wǎng)；防誤；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制

1 引言

配網(wǎng)防誤的概念是從主網(wǎng)引伸出來的，包括：①防止誤分合開關(guān)；②防止帶負(fù)荷分刀閘；③防止帶接地刀閘（接地線）合開關(guān)；④防止帶負(fù)荷合接地刀閘（掛接地線）；⑤防止誤入帶電間隔。但因配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備多樣，網(wǎng)架變動(dòng)頻繁、運(yùn)行方式時(shí)常改變等，使配網(wǎng)防誤又有著其自身的特點(diǎn)。

2 防誤裝置的類型

2.1 警示裝置

主要包括帶電顯示器（光）和帶電報(bào)警器（聲）：警示裝置通過燈光、聲音等方式給操作人員指示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以防止誤操作的發(fā)生。但嚴(yán)格來講警示裝置并不是一種可靠的技防措施，它必須結(jié)合管理手段才能實(shí)現(xiàn)可靠的防誤。

2.2 位置掛鎖

位置掛鎖可實(shí)現(xiàn)多種功能：①當(dāng)掛鎖鑰匙不允許運(yùn)行人員使用時(shí)，相當(dāng)于設(shè)備不可操作（假如設(shè)備是開關(guān)，則等同于死開關(guān)）；②當(dāng)掛鎖鑰匙允許運(yùn)行人員使用時(shí)，起到防止了外單位人員隨便操作設(shè)備的作用；③當(dāng)進(jìn)線開關(guān)掛鎖，出線開關(guān)不掛鎖時(shí)，起到了警示了操作人員注意防止來電的作用。位置掛鎖是設(shè)備本身防誤功能不完善所產(chǎn)生的產(chǎn)物，它起到一定的防誤作用，但可靠性不高。

圖1 帶電顯示單元

圖2 斷路器分閘位置掛鎖

2.3 機(jī)械聯(lián)鎖

（1）機(jī)構(gòu)內(nèi)部聯(lián)鎖。開關(guān)、刀閘、接地刀閘、活動(dòng)門等設(shè)備通過各種固定安裝的鎖止開關(guān)、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、連桿等機(jī)械部件，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備之間按照既定邏輯關(guān)系進(jìn)行分合、開閉的機(jī)械聯(lián)鎖方式。

（2）機(jī)構(gòu)輔助聯(lián)鎖。有些機(jī)構(gòu)內(nèi)部聯(lián)鎖通過了鑰匙的傳遞實(shí)現(xiàn)，需要人工的配合，比如有些小車開關(guān)內(nèi)部，小車室內(nèi)裝設(shè)了鎖具，只有拉出小車開關(guān)，才能在小車室內(nèi)的鎖具上取得地刀的操作鑰匙，進(jìn)行解鎖后才能合上地刀；同樣，只有分開地刀，取得鑰匙，插進(jìn)小車室內(nèi)的鎖具上，小車才能推進(jìn)去，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部聯(lián)鎖。

（3）機(jī)械級(jí)聯(lián)程序鎖。開關(guān)、刀閘、接地刀閘、活動(dòng)門等設(shè)備通過各自固定安裝的鎖具的操作鑰匙的傳遞實(shí)現(xiàn)各設(shè)備之間按照既定邏輯關(guān)系進(jìn)行分合、開閉的機(jī)械聯(lián)鎖方式。該種聯(lián)鎖方式的特點(diǎn)是：只有進(jìn)行了前一個(gè)設(shè)備的操作，才能取得下一個(gè)設(shè)備的操作鑰匙，各設(shè)備必須使用操作鑰匙開鎖后才能操作。

機(jī)構(gòu)內(nèi)部聯(lián)鎖、機(jī)構(gòu)輔助聯(lián)鎖適用于單個(gè)設(shè)備的內(nèi)部聯(lián)鎖，而機(jī)械級(jí)聯(lián)程序鎖適用于跨區(qū)域的遠(yuǎn)方聯(lián)鎖。機(jī)械聯(lián)鎖具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠，故障率低的優(yōu)點(diǎn)。

2.4 電氣聯(lián)鎖

（1）控制回路閉鎖。在開關(guān)控制回路中串接入其他開關(guān)、刀閘的輔助接點(diǎn)，只有在其他開關(guān)、刀閘的輔助接點(diǎn)在確定位置時(shí)，控制回路才能取得操作電源。

（2）保護(hù)聯(lián)跳。在變壓器室門、箱門等容易發(fā)生誤入帶電間隔的地方，在其室門或箱門處裝設(shè)輔助接點(diǎn)，當(dāng)變壓器未停電時(shí)，箱門一旦打開，變壓器取樣電源便經(jīng)輔助接點(diǎn)向配變開關(guān)柜的保護(hù)裝置輸出跳閘信號(hào)，以確?？煽客ｋ?，防止誤入帶電間隔。

電氣聯(lián)鎖是比較可靠的聯(lián)鎖方式，缺點(diǎn)是聯(lián)鎖設(shè)備之間需要布線，假如是跨區(qū)域的級(jí)聯(lián)閉鎖，布線工程量較大。

2.5 組合聯(lián)鎖

在實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)械聯(lián)鎖、電氣聯(lián)鎖等連鎖方式往往是組合應(yīng)用的。如電磁鎖，它通過引入運(yùn)行設(shè)備的電信號(hào)，通過電磁感應(yīng)，控制輔助觸點(diǎn)的導(dǎo)通和鎖止，從而控制電磁鎖是否能取得電源，一旦取得電源，則電磁鎖的勵(lì)磁線圈發(fā)生勵(lì)磁，對(duì)鎖栓進(jìn)行吸合，從而實(shí)現(xiàn)開鎖。

2.6 微機(jī)五防鎖

在變電站 10kV高壓室應(yīng)用較廣，原理主要是先將各種設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一編碼，并安裝編碼鎖，操作設(shè)備時(shí)只能按照規(guī)定的順序用五防鑰匙對(duì)設(shè)備進(jìn)行解鎖后才能操作。由于配網(wǎng)設(shè)備分散，單個(gè)配電站的配電設(shè)備較小，不適宜采用微機(jī)五防鎖。

3 配網(wǎng)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析及控制

3.1 開關(guān)柜的風(fēng)險(xiǎn)分析及控制

（1）風(fēng)險(xiǎn)分析

存在帶電合地刀（掛接地線）、帶地刀（接地線）合開關(guān)，發(fā)生三相接地短路，產(chǎn)生爆炸以及人員電弧燒傷；存在帶負(fù)荷拉刀閘，造成電弧放電；存在打開帶電的電纜室門，并進(jìn)入工作，造成觸電事故；存在誤碰設(shè)備，造成誤分、合閘。

（2）風(fēng)險(xiǎn)控制措施

對(duì)于 KYN柜，普遍具有基本的五防功能，包括：只有開關(guān)斷開才能拉出小車（防止帶負(fù)荷拉刀閘），只有拉出小車才能合地刀（防止帶電合地刀），只有拉開地刀才能推入小車（防止帶地刀合開關(guān)）；合上地刀后才能開啟電纜室門（防止誤入帶電間隔）；開關(guān)按鈕加裝擋板并加鎖或加裝“遠(yuǎn)方/就地”切換按鈕，平時(shí)打在遠(yuǎn)方狀態(tài)，誤碰開關(guān)按鈕時(shí)不會(huì)操作開關(guān)設(shè)備（防止誤分、誤合開關(guān)）。

對(duì)于負(fù)荷開關(guān)柜普遍具有基本的五防功能，包括：開關(guān)為三工位負(fù)荷/接地開關(guān)（開關(guān)、接地刀閘共用操作孔），只有分了開關(guān)才能操作地刀（防止帶電合地刀），只有分開地刀才能操作開關(guān)（防止帶地刀合開關(guān)）；合上地刀后才能開啟電纜室門（防止誤入帶電間隔）；負(fù)荷開關(guān)柜一般為機(jī)械操作，不存在誤碰設(shè)備（防止誤分、誤合開關(guān)）。

當(dāng)開關(guān)柜屬于進(jìn)線開關(guān)、出線開關(guān)、配變開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)時(shí)，則仍存在較大風(fēng)險(xiǎn)，以下分別討論。

1）開關(guān)屬于進(jìn)線開關(guān)時(shí)，即使開關(guān)分開（小車柜小車已拉出），但線路仍然帶電，仍然存在帶電合地刀的風(fēng)險(xiǎn)。目前處理方式有以下幾種。

——加裝帶電顯示器。有一定的提示作用，但只起到提示的作用，不能實(shí)現(xiàn)可靠的技防措施，只能結(jié)合管理手段來控制。同時(shí)帶電顯示器一旦發(fā)生故障（指示燈損壞的概率較高），則可能發(fā)生誤操作。

——拆除進(jìn)線開關(guān)地刀。很大程度上防止了帶電合地刀的情況。但當(dāng)需要接地時(shí)，必先要打開電纜室門，用驗(yàn)電筆先驗(yàn)電，后接地。但此時(shí)則出現(xiàn)另外一個(gè)問題：帶電打開電纜室門，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于KYN柜，采取的措施是在電纜室門加裝電磁鎖，假如線路帶電，電磁鎖不能開啟。但電磁鎖的故障率較高，直流電源的維護(hù)工作量較大。對(duì)于負(fù)荷開關(guān)柜，由于空間小，不能在電纜室內(nèi)加掛接地線，需要接地時(shí)，只能將上一級(jí)的出線開關(guān)接地，擴(kuò)大停電范圍，而且接地點(diǎn)距離工作地點(diǎn)遠(yuǎn)，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。即使負(fù)荷開關(guān)柜有足夠空間掛接地線，但跟KYN柜一樣存在帶電打開電纜室門的風(fēng)險(xiǎn)，而且，負(fù)荷開關(guān)柜因空間不足，而且沒有專門直流電源，不能安裝電磁鎖，只能安裝帶電顯示器作提示，必須結(jié)合管理手段來控制風(fēng)險(xiǎn)。

——加裝級(jí)聯(lián)程序鎖。在進(jìn)線開關(guān)柜的上一級(jí)電源柜處安裝鎖具，只有上一級(jí)電源柜開關(guān)分閘，才能取出鑰匙，再將鑰匙插入本進(jìn)線開關(guān)柜的地刀操作機(jī)構(gòu)的鎖具上，解鎖后才能操作地刀。如施耐得RM6柜就是一種帶有級(jí)聯(lián)程序鎖的負(fù)荷開關(guān)柜，在順德北滘地區(qū)的電纜網(wǎng)絡(luò)上用得較好。這種方式較可靠，但假如兩個(gè)配電站的距離較遠(yuǎn)，停電時(shí)間可能較長。

圖3

2）當(dāng)開關(guān)柜為出線開關(guān)時(shí)，假如下一級(jí)開關(guān)在檢修狀態(tài)，地刀合上（或掛上接地線），容易發(fā)生帶地刀（接地線）合閘的風(fēng)險(xiǎn)。目前處理方式有以下幾種：

——通過管理手段，確認(rèn)下一級(jí)已拆除安全措施后，才能允許本側(cè)操作。這種方式是純粹的管理手段。

——將下一級(jí)的地刀輔助接點(diǎn)引入本側(cè)開關(guān)的操作回路當(dāng)中，只有在地刀分閘后，本側(cè)開關(guān)才能取得操作電源進(jìn)行操作。這種方式在順德容桂區(qū)域應(yīng)用廣泛，但需要在兩個(gè)配電站之間布二次線實(shí)現(xiàn)，且開關(guān)必須是可以電動(dòng)操作的，負(fù)荷開關(guān)柜一般不能通過這種方式實(shí)現(xiàn)。

——拆除進(jìn)線開關(guān)地刀。分析跟進(jìn)線開關(guān)一樣。

——在出線開關(guān)柜的下一級(jí)負(fù)荷柜的地刀操作機(jī)構(gòu)安裝鎖具，只有下一級(jí)負(fù)荷柜地刀分閘后，才能取出鑰匙，再將鑰匙插入本出線開關(guān)柜的開關(guān)操作機(jī)構(gòu)的鎖具上，解鎖后才能操作開關(guān)。這種方式較可靠，但假如兩個(gè)配電站的距離較遠(yuǎn)，停電時(shí)間可能較長。

需要說明的是，對(duì)于出線開關(guān)，假如出線段為架空線路，且架空線上有臨時(shí)接地線或飄掛物，此時(shí)合開關(guān)必然造成短路故障，但這種情況只能結(jié)合管理手段，確保臨時(shí)接地線拆除，或者查找到故障點(diǎn)，目前暫不能采取有效的技防措施加以防范。

對(duì)于環(huán)網(wǎng)線路中的開關(guān)，根據(jù)不同的運(yùn)行方式進(jìn)線開關(guān)與出線開關(guān)的功能是可轉(zhuǎn)換的，因此在這種情況下，兩種運(yùn)行方式均要考慮。拆除地刀方式比較簡單，但如要檢修，需要掛接地線時(shí)必須結(jié)合管理手段來配合控制。加裝鎖具的方式比較可靠，且不必?fù)?dān)心停電檢修以及帶電誤入電纜室的問題，只需安裝交叉聯(lián)鎖鎖具，但要考慮造成停電時(shí)間的延長是否能夠接受，相對(duì)來講技防能力較上述方式都強(qiáng)。

圖4

3）開關(guān)柜是配變柜時(shí)，假如配變低壓側(cè)開關(guān)未斷開，用戶側(cè)接有發(fā)電機(jī)，容易發(fā)生反送電，更換配變柜內(nèi)的熔斷器時(shí)容易發(fā)生人身觸電；合地刀時(shí)容易發(fā)生帶電合地刀。目前處理方式有以下幾種：

——按照操作規(guī)范遵循變壓器停電應(yīng)先停低壓側(cè)，再停高壓側(cè)，但這種只能靠管理手段滿足。

——加裝電氣聯(lián)鎖，在分開配變高壓側(cè)開關(guān)時(shí)，同時(shí)跳開低壓側(cè)開關(guān)。

——在低壓側(cè)開關(guān)處加裝位置鎖具，只有低壓開關(guān)分開，才能取出鑰匙，再用該鑰匙到配變柜地刀操作機(jī)構(gòu)處解鎖，然后才能合上地刀，合上地刀后才能開啟電纜室門，取出配變保險(xiǎn)。

圖5

4）開關(guān)柜是聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜時(shí)，開關(guān)兩側(cè)帶電，若兩側(cè)電源相位不同、電壓差較大，誤合時(shí)容易造成弧光短路。

由于聯(lián)絡(luò)開關(guān)需要核相（線路改造后也需要重新核相），因此造成相位不同的概率不大，同時(shí)經(jīng)理論計(jì)算，同一個(gè)500kV電源下的10kV電路，電壓差并不大，可以直接并網(wǎng)，故誤合聯(lián)絡(luò)開關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)比帶地刀合開關(guān)要少得多。一般兩側(cè)均安裝帶電顯示器即可。近年由于可靠性的要求越來越高，許多供電局已開展先合環(huán)，后轉(zhuǎn)供（即不停電轉(zhuǎn)供），聯(lián)絡(luò)開關(guān)的防誤功能將逐漸弱化，甚至退出。對(duì)于現(xiàn)時(shí)建設(shè)有中心電房的比較復(fù)雜的“三供一備”甚至“多供一備”電纜網(wǎng)絡(luò)，其中心電房內(nèi)開關(guān)的防誤，性質(zhì)跟聯(lián)絡(luò)開關(guān)相同。

3.2 柱上開關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)分析及控制

（1）風(fēng)險(xiǎn)分析。柱上開關(guān)沒有安裝接地刀閘，但柱上開關(guān)的下一級(jí)如果接入開關(guān)柜，如果開關(guān)柜合上接地開關(guān)，則會(huì)出現(xiàn)帶地刀合開關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）風(fēng)險(xiǎn)控制措施。在架空線路、電纜線路混合架設(shè)的配電網(wǎng)，一般將開關(guān)柜的地刀加以拆除，以防止帶地刀合開關(guān)的情況發(fā)生。需要說明的是，對(duì)于柱上開關(guān)，假如后段架空線路上有臨時(shí)接地線或飄掛物，此時(shí)合開關(guān)必然造成短路故障，這種情況只能結(jié)合管理手段，確保臨時(shí)接地線拆除，或者查找到故障點(diǎn)，目前暫不能采取有效的技防措施加以防范。

3.3 雙電源帶母聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)分析及控制

（1）風(fēng)險(xiǎn)分析

雙電源設(shè)計(jì)的站點(diǎn)正常運(yùn)行時(shí)，不允許兩路電源合環(huán)運(yùn)行，可以一條線路帶兩段母線的負(fù)荷，母聯(lián)開關(guān)合閘運(yùn)行；或兩路電源分別帶一段母線運(yùn)行，母聯(lián)開關(guān)分閘。假如開關(guān)全部合閘，風(fēng)險(xiǎn)跟聯(lián)絡(luò)開關(guān)分析一致，見2.1.2.3.4。

（2）風(fēng)險(xiǎn)控制措施

1）加裝機(jī)械程序鎖。即“3合2”的模式，三個(gè)開關(guān)只能合兩個(gè)，通過配置2條操作鑰匙，確保只能同時(shí)合上兩個(gè)開關(guān)。

2）加裝電氣聯(lián)鎖。通過二次電纜引接開關(guān)分合狀態(tài)接點(diǎn)至控制操作回路中（帶有電動(dòng)合閘的時(shí)候才可使用該模式），確保只能“3合2”。

3.4 配電變壓器室（箱）的風(fēng)險(xiǎn)分析及控制

（1）風(fēng)險(xiǎn)分析

帶電進(jìn)入變壓器室（箱）內(nèi)工作，造成觸電事故。

圖6

（2）風(fēng)險(xiǎn)控制措施

1）安裝帶電報(bào)警器。當(dāng)打開未停電的變壓器室（箱）門時(shí)，警示裝置立即發(fā)出報(bào)警鈴聲，起到一定的警示作用。

2）安裝掛鎖。鑰匙由該電房的運(yùn)行人員保存，可防止非運(yùn)行人員誤入帶電間隔。

3）加裝保護(hù)聯(lián)跳回路。在變壓器室門、箱門等容易發(fā)生誤入帶電間隔的地方，在其室門或箱門處裝設(shè)輔助接點(diǎn)，當(dāng)變壓器未停電時(shí)，箱門一旦打開，變壓器取樣電源便經(jīng)輔助接點(diǎn)向配變開關(guān)柜的保護(hù)裝置輸出跳閘信號(hào)，以確?？煽客ｋ?，防止誤入帶電間隔。電氣連鎖是比較可靠的連鎖方式,但容易出現(xiàn)巡視檢查時(shí)誤拉開箱門，導(dǎo)致配變停電，降低可靠性。

4 結(jié)論

（1）對(duì)于電纜網(wǎng)絡(luò)，負(fù)荷開關(guān)柜基本沒有掛設(shè)臨時(shí)接地線的地方，該種網(wǎng)架適宜全線配置地刀，地刀與開關(guān)柜的電纜室門聯(lián)鎖，進(jìn)線、出線采用交叉式機(jī)械級(jí)聯(lián)鎖具，通過傳遞鑰匙滿足防誤需要。

（2）對(duì)于架空網(wǎng)絡(luò)，或者架空為主的網(wǎng)絡(luò)，可以將全線的進(jìn)出線地刀拆除，電纜室門加裝電磁鎖具，防止誤入帶電間隔。架空網(wǎng)絡(luò)容易找到靠近的接地點(diǎn)，可最大限度防止停電范圍擴(kuò)大。

（3）對(duì)于電磁鎖目前爭議較大，主要是其故障率較高。經(jīng)過對(duì)故障損壞的電磁鎖進(jìn)行分析，電磁鎖之所以故障率高是因?yàn)槠溟L期帶電勵(lì)磁，容易燒線圈。目前許多廠家已經(jīng)根據(jù)實(shí)際情況研發(fā)出正常運(yùn)行時(shí)不勵(lì)磁，不帶電，開鎖時(shí)才進(jìn)行勵(lì)磁，徹底改變了電磁鎖容易損壞的弊端。另一方面，對(duì)于沒有直流電源的配電站不能安裝電磁鎖的問題，已經(jīng)有廠家研發(fā)出帶電源的電磁鎖鑰匙，操作電源由電磁鎖鑰匙提供，大大拓寬了電磁鎖的應(yīng)用范圍，而且免去了眾多配電站直流電源的維護(hù)，原理見圖7。

圖7

綜上所述，隨著新技術(shù)的不斷應(yīng)用，配網(wǎng)防誤水平已經(jīng)有了很大的提高，然而并不是所有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都能實(shí)現(xiàn)完全的技防的，有時(shí)還必須與管理手段相結(jié)合才能達(dá)到比較滿意的效果，比如架空線上的臨時(shí)接地線，只能通過工作票管理、巡視檢查等手段加以確認(rèn)接地線已拆除。同時(shí)，所有設(shè)備都有故障的時(shí)候，聯(lián)鎖裝置故障也是經(jīng)常發(fā)生的。這里就引伸出來解除聯(lián)鎖的幾個(gè)概念：①開鎖：即解除設(shè)備的外部聯(lián)鎖關(guān)系，但不進(jìn)行開關(guān)、刀閘等操作的解鎖行為。這種方式主要在防誤裝置故障處理時(shí)用到；②操作解鎖：因解鎖裝置故障，需要解除設(shè)備的外部聯(lián)鎖關(guān)系，并進(jìn)行開關(guān)、刀閘等操作的解鎖行為；③事故解鎖：解鎖裝置正常，但因緊急情況，需要解除設(shè)備的外部聯(lián)鎖關(guān)系進(jìn)行開關(guān)、刀閘等操作的解鎖行為。一般來說，只有存在萬能解鎖鑰匙的設(shè)備才能進(jìn)行解鎖，比如電磁鎖；假如機(jī)構(gòu)內(nèi)部機(jī)械聯(lián)鎖發(fā)生故障，也只能停電檢修才能解決。

[1] 國家電網(wǎng)公司.防止電氣誤操作裝置管理規(guī)定.2003.

[2] 能源安保 1110號(hào)文.防止電氣誤操作裝置管理規(guī)定(試行). 1990.

Analysis of Blocking Against Misoperation Base on Risk Evaluation

Weng Zhijiang
(Shunde Foshan Supply Bureau, Foshan, Guangdong 528300)

Blocking against misoperation is the Focal point and difficult point of the distribution management, the complicated structure，multiplicity of equipment，and the multi-operation mode leads to accident of distribution network. The present paper from the concepts of blocking against misoperation in the distribution network, overall introduce all kinds of measurement , and put forward the viewpoints of blocking against misoperation base on risk evaluation and control , it’s helpful for the design and apply in the blocking against misoperation.

distribution network；blocking against misoperation；risk evaluation and control