淺析感應(yīng)式高壓帶電顯示閉鎖裝置的應(yīng)用探究

摘要：針對傳統(tǒng)裝置上帶電顯示裝置存在的不足，引入感應(yīng)式高壓帶電顯示裝置，該裝置采用感應(yīng)式傳感器，將帶電信號引入裝置，通過無源閉鎖節(jié)點(diǎn)輸出來解鎖，防止電氣誤操作，提高高壓驗(yàn)電裝置的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：傳感器;驗(yàn)電;帶電顯示;閉鎖

目前10kV電壓等級的設(shè)備靠設(shè)備自身的電磁鎖閉鎖柜門，電磁鎖電源一般來自于400V低壓側(cè)線圈，存在安全隱患，因電源線松動導(dǎo)致電磁鎖失電現(xiàn)象時有發(fā)生，且因缺少帶電顯示裝置極易引發(fā)帶電掛接地線等誤操作事故，以及給人身安全及設(shè)備帶來隱患?！峨姌I(yè)安全作業(yè)規(guī)程》和《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》都對帶電顯示及閉鎖裝置的配置和使用提出了要求。針對這種情況，對10kV電壓等級的設(shè)備安裝高壓帶電顯示及閉鎖裝置，防止誤入帶電間隔及帶電掛接地線等事故的發(fā)生，最大限度的杜絕人為操作事故的隱患。

1、傳統(tǒng)驗(yàn)電裝置的缺點(diǎn)

目前開關(guān)柜上大量使用氖燈作為驗(yàn)電顯示器顯示信號，經(jīng)過長時間運(yùn)行，故障率高，盡管在平時可以使其關(guān)閉，但在一定程度上無法準(zhǔn)確快速地監(jiān)視高壓設(shè)備帶電情況。其次，傳統(tǒng)高壓帶電顯示閉鎖裝置大都采用支柱式高壓電容來取得高壓信號，高壓電容與帶電體鏈接，容易照成電容擊穿的安全隱患。為了減少高壓設(shè)備的安全隱患，減少事故的發(fā)生，可采用感應(yīng)式高壓驗(yàn)電裝置來實(shí)現(xiàn)閉鎖功能。

2、高壓帶電顯示及閉鎖裝置工作原理

在高壓設(shè)備設(shè)置傳感器，在靜電感應(yīng)的作用下，出現(xiàn)感應(yīng)電荷，利用小阻抗接地回路，將感應(yīng)電荷轉(zhuǎn)換成接地電流，通過電纜傳輸?shù)綆щ婏@示閉鎖裝置的輸入端，在內(nèi)部經(jīng)放大器對輸入信號進(jìn)行放大，再經(jīng)電路轉(zhuǎn)換為（0～5）V的電壓信號，被單片機(jī)采樣后作為額定電壓。當(dāng)以后采集的電壓值低于50%額定電壓時，認(rèn)為設(shè)備無電，可經(jīng)過解鎖程序解鎖，當(dāng)采集的電壓大于50%額定電壓是，認(rèn)為有電，LED有點(diǎn)指示燈亮，閉鎖解鎖程序，并有語音報警。

高壓帶電顯示裝置原理圖如圖1，等效電路圖如圖2，其中，C1為高壓帶電體（HV）與傳感器之間的電容，C2為感應(yīng)電極與高壓帶電之間的雜散電容，C3為電纜與高壓帶電之間的雜散電容，Z為裝置及電纜的內(nèi)阻，Ic為信號電流。

3、裝置特點(diǎn)

具有結(jié)構(gòu)簡單和絕緣安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，它在靠近高壓帶電體，通過感應(yīng)電極和高壓帶電之間的雜散電容，藕合高壓帶電體上的交變電壓信號，通過電纜把這一信號傳送至帶電顯示裝置上，使得高壓驗(yàn)電裝置判斷裝置有電，閉鎖解鎖機(jī)構(gòu)。

采用高壓傳感器，安裝在有效的安全距離以外（安全距離與電壓等級有關(guān)），與帶電設(shè)備不直接接觸，對主設(shè)備不會有任何負(fù)面影響，消除了將高壓引入到二次系統(tǒng)的安全隱患，可確保人員與設(shè)備的安全。運(yùn)行人員在現(xiàn)場根據(jù)LED顯示燈準(zhǔn)確判斷設(shè)備是否帶電，通過電腦鑰匙自動驗(yàn)電并解鎖。

感應(yīng)式高壓驗(yàn)電裝置采用放大器和整流器，并設(shè)有濾波功能，環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)，受電壓波動影響小，同時控制回路電纜有屏蔽層，提高了裝置抗干擾能力，有效避免了由于設(shè)備本身的電磁場對帶電顯示裝置的影響。

無線編碼機(jī)械鎖是最終的閉鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過鎖片將一次設(shè)備柜門鎖住，經(jīng)高壓驗(yàn)電裝置驗(yàn)電為無電時，通過電腦鑰匙打開機(jī)械鎖后，方可打開柜門，防止帶電掛接地線、帶電開柜門等誤操作事故及人身觸電事故的發(fā)生。

在電源供電方面，采用大容量可反復(fù)充電電池和交流220V電源供電，供電電源可從附近交流電源引入，適合各類安裝場所。同時采用高容量聚鋰合物可充電電池，一般電池壽命可達(dá)3年以上，在交流電源失去時，能給高壓帶電顯示裝置提供電源，避免誤判現(xiàn)象的發(fā)生。

在后臺采用管理軟件對系統(tǒng)設(shè)備間隔進(jìn)行管理，管理軟件通常需要傳輸適配器的協(xié)助來完成與電腦鑰匙之間的數(shù)據(jù)交換。適配器還具有智能化的充電功能，能對電腦鑰匙的電池充入足夠的電量和有效的延長電池壽命。裝置配有專用的電腦鑰匙，電腦鑰匙采用 “雙無技術(shù)”，其典型的特征為無限編碼、無線采碼，與工控主機(jī)操作系統(tǒng)配合使用，用以對現(xiàn)場設(shè)備間隔的判斷以及對高壓帶電顯示裝置的驗(yàn)電和解鎖。

4 感應(yīng)式高壓帶電顯示裝置在現(xiàn)場的應(yīng)用

當(dāng)安裝感應(yīng)式高壓帶電顯示的設(shè)備帶電時，帶電顯示單元的ABC三相帶電指示燈應(yīng)顯示紅色并閃爍，此時解鎖回路觸電斷開，輸出強(qiáng)制閉鎖信號，無法對設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步操作。當(dāng)該設(shè)備不帶電時，帶電顯示單元的ABC三相帶電指示燈應(yīng)全部熄滅，應(yīng)使用專用的電腦鑰匙進(jìn)行驗(yàn)電解鎖操作。

電腦鑰匙開機(jī)自動進(jìn)入待機(jī)畫面，顯示“準(zhǔn)備驗(yàn)電”，將鑰匙插入高壓帶電顯示裝置內(nèi)，此時電腦鑰匙會自動核對帶電顯示裝置的編碼與實(shí)際要操作的設(shè)備是否一致，防止誤入帶電間隔造成觸電或誤操作。若一致，則屏幕顯示：驗(yàn)電器RFID碼正確！若不一致，鑰匙“嘟嘟嘟”3聲報警，并顯示“無效的RFID編碼”，拒絕進(jìn)一步操作。

若編碼一致，電腦鑰匙將與高壓帶電顯示裝置通訊以獲取設(shè)備帶電狀態(tài)。驗(yàn)電過程中，當(dāng)電腦鑰匙顯示：無電，繼續(xù)操作！并有“嘀”報警聲時，表示設(shè)備無電，可以進(jìn)行下一項(xiàng)操作。如果驗(yàn)電過程中，電腦鑰匙顯示：有電，并有 “嘟嘟嘟”3聲報警聲時，表示設(shè)備有電，不能進(jìn)行下一項(xiàng)操作。

如果驗(yàn)電通過，即驗(yàn)電結(jié)果為無電，則可進(jìn)入機(jī)械鎖解鎖操作，此時，將電腦鑰匙插入對應(yīng)的機(jī)械鎖體，屏幕顯示：正在解鎖，解鎖狀態(tài)：按鍵解鎖，此時，按下解鎖按鈕，即可完成解鎖，屏幕顯示：正在解鎖，解鎖狀態(tài)：解鎖完成，解鎖完成后拔出電腦鑰匙，自動返回待機(jī)畫面。

5 結(jié)束語

在現(xiàn)場高壓設(shè)備安裝了感應(yīng)式高壓驗(yàn)電裝置，實(shí)現(xiàn)了能準(zhǔn)確快速地監(jiān)視設(shè)備的帶電情況，同時提高驗(yàn)電裝置的抗干擾性，增強(qiáng)了電氣操作的安全性，同時通過電腦鑰匙實(shí)現(xiàn)自動驗(yàn)電并解鎖機(jī)械鎖，操作性強(qiáng)，在10kv設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用。

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