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防误装置的设计安装应遵循的原则和技术要求 |
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| 防误装置的设计安装应遵循的原则和技术要求 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 9:31:32  |
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1.历次全国五防会议确立了防止电气误操作的基本原则。
1980年10月，水利电力部召开第一次全国电力安全生产会议，提出要在技术上采用一些闭锁装置，防止五种恶性误操作事故的发生。此后，水利电力部又多次发出文件和通知对防误工作和防误闭锁装置的安装进行了具体的布置和要求。
1982年12月，水利电力部在镇江召开了防止电气误操作经验交流会。1985年5月，水利电力部和机械工业部联合在广西的柳州召开了第二次防止电气误操作闭锁装置经验交流会。1990年8月，能源部安环司和机电部第一装备司又在兰州召开了全国第三次防止电气误操作工作会议。这次会议系统总结了开展防误工作的经验，明确的提出了防止电气误操作的原则和技术要求，并在10月份正式颁发了《防止电气误操作装置管理规定》。
《规定》是十年间在两部倡导和推动下，在全国范围内开展研制和安装五防闭锁装置的经验总结，为此后防误工作的深入开展指出了应遵循的基本原则和要求。这些基本原则主要是下边一些:
1.1凡是有可能发生人员失误而引起误操作的高压电气设备都应装设防误装置。装置的性能、质量应符合产品标准和有关文件的规定。
1.2防误装置应实现以下功能（简称五防）:
①防止误分误合断路器
②防止带负荷拉合隔离开关
③防止带电挂接地线、合接地刀
④防止带接地线（接地刀闸）合闸送电
⑤防止误入带电间隔
1.3防误装置的结构要简单、可靠、操作维护方便，尽可能不增加正常操作和事故处理的复杂性。
1.4 在成套的高压开关柜中的防误装置要优先选用机械闭锁。开关柜和全封闭组合电器要满足“五防要求”。
1.5“五防”中除“防止误分误合断路器”可采用提示性的装置外，其他四防应采用强制闭锁。
另外，防误工作中还有两个问题应予以足够重视:一是组织措施和技术措施的关系问题。明确提出防止电气误操作工作的组织措施和技术措施两者并重，不可偏废。强调人的因素，强化“两票三制”的贯彻落实。二是要把防误装置的安装贯穿始终，提出防误装置必须严格作到“三同时”，即同时设计，同时施工，同时投运。设计部门要把好第一关。
时间又过去了十多年。长时间的防误工作实践证明，上列一些主要防误原则是正确的。在这些原则精神的指导下，电力系统的防误工作取得了巨大的成绩，恶性误操作事故发生的次数大为下降，防止误操作闭锁装置的原理研究和产品开发都取得了新的进展。
涉及到防误装置的设计和安装原则和对防误产品的技术要求也应进行不断的完善和提出更为严密的要求，以期把防误工作推向新的高度。
2.根据防误工作的发展，需要对下列一些防误原则和技术要求进行讨论和明确:
2.1双向闭锁的原则。
变电站的操作，主要是停电、送电操作和倒闸操作。一般人们把停电操作的闭锁作用称为“正向闭锁”，而把送电操作的闭锁作用称为“反向闭锁”，任何一个闭锁装置应该同时满足停电和送电（即正向和反向）的闭锁要求。
一些固定安装的强制性闭锁锁具在正向闭锁解锁之后随着操作的进行能随之自动转入反向闭锁状态。所以一般正向闭锁和反向闭锁都能成立。
而非强制性闭锁的锁具,如程序挂锁和编码挂锁，当其正向闭锁解锁操作之后，要靠操作者将锁具锁向操作后的极限位置。如果操作者失误，忘记了这一辅助操作动作，则当送电操作时，该操作部位即处于无闭锁的状态。所以编码挂锁的反向闭锁不一定成立。
再如，高压带电显示闭锁装置在停电操作过程中，能起到防止带电合接地刀的作用；但是在送电过程中，却不能保证必须在地刀拉开后将线路合闸送电。
只有单向闭锁功能的闭锁装置,在变电站中只能作为辅助性的闭锁措施，而不能担纲作为主要闭锁装置使用，否则其反向闭锁不一定成立，给误操作事故的发生留下隐患。
所以，对变电站中的主要闭锁装置，有必要进一步申明双向闭锁的原则:闭锁装置的正向闭锁（停电过程的闭锁）和反向闭锁（送电过程的闭锁）的功能都要能够成立。
2.2关于“走空行程”现象。
所谓“走空行程”，是指闭锁装置的锁具在开锁之后，未对操作机构进行操作，即可转入下一步操作的现象。这种情况的出现可能导致误操作事故的发生，是一个能够造成严重后果的原则问题。在电力系统所发生的误操作事故中，有相当一些是由于所装设的闭锁装置出现了“走空行程”现象所造成的，应予充分重视。
在前述防误原则中，只强调了强制闭锁的问题，而对“走空行程”问题没有进一步申明。其原因是在上世纪的八十年代所应用的机械闭锁、和大多程序锁都是固定安装的强制性闭锁，其“走空行程”现象不甚突出（实际上某些有弹子程序锁和一把钥匙的无弹子锁也存在“走空行程”现象）。及至到了九十年代初，微机闭锁出现之后，由于其锁具采用了编码挂锁，该种锁具与操作机构之间没有任何机械联系，明显地出现了开锁之后不作操作即可转入下一步的认码开锁，而且不时发生因“走空行程”而导致的误操作事故。所以“走空行程”现象就被突出出来，引起了电力部门有关人员的关注，并引发长时间的争论。
由于编码挂锁在安装时不需停电，挂上就可，再加上它是具有高技术含量的微机闭锁的锁具，所以行业领导和有关人员对此问题持少有的宽容态度，至今未作定论。笔者在从事防误工作中曾与众多的变电站运行和管理人员讨论“走空行程”问题，多数认为“走空行程”现象能导致误操作事故发生，是安装防误闭锁装置后，变电站安全运行的隐患。“走空行程”现象是防误装置设计和安装中的原则问题，是防误装置性能上的严重缺陷,必须引起重视，加以解决。
研制具有防止“走空行程”功能的锁具并不是一件太难的事，而且已经有不存在 “走空行程”现象的产品问世，其安装虽稍为复杂，对户外装置可以在不停电情况下进行，并提高了整个闭锁装置的性能和技术含量，基本上实现了闭锁功能和可靠性的统一。所以现在应明确提出:闭锁装置在技术上应该能确保不出现“走空行程”现象。并应将其作为评价防误装置性能的一项重要指标。
2.3关于接地防误环节的闭锁要求。
在变电站装设接地线、接地刀是保证设备和线路检修时人员安全的重要措施。但它同时又是一柄双刃剑，如果闭锁措施不当，不是发生带电挂接地线、合接地刀，就是给带地线（地刀）合闸送电的误操作造成条件。所以在装设接地环节的闭锁装置时，决不能顾此失彼，必须兼而顾之。
根据电力部门的统计数字表明:五种恶性误操作事故中，带地线（或地刀未拉开）合闸所酿成事故的比例最高，在30%－40%之间；如果和带电挂接地线（合地刀）的事故合在一起，几乎占到所发生的误操作事故总数的50%-60%。这一数字充分表明接地防误环节存在的问题最为严重。必须将其作为防误工作的重中之重，做出严格的要求。
装于接地环节上的闭锁装置必须满足以下操作闭锁的要求:挂临时接地线（或合地刀）时，在其两侧（或多侧）与地刀相联系的所有回路的隔离开关，必须分断，并形成明显的断开点，而且在地刀和隔离开关之间要形成可靠的互锁关系:即只有两侧（或多侧）的隔离开关已经拉开并形成明显的断开点后，才能挂地线或合地刀；反之，只有地线（或地刀）拆除（或拉开）后，相关回路才能合闸送电。
只要满足上述的闭锁要求，既可以防止带电合接地刀，也绝不会发生带地刀合闸送电的事故。因此上述要求也称为接地环节的双防原则。
按照双防原则，当断路器停电检修时，必须将其两侧的隔离开关分断，形成明显断开点之后才能在断路器两侧挂临时地线（或合接地刀）；检修结束必须先行拆除地线（分地刀）之后，隔离开关方能合闸送电。隔离开关和接地线（地刀）之间要形成可靠的互锁关系，而且在检修过程中其状态不能更动。
同样，当变压器和母线停电检修时，变压器两侧或三侧的隔离开关与地刀之间或连于该母线所有回路母线侧隔离开关与母线地刀之间都必须满足以上闭锁要求，并形成可靠的互锁关系。特别是在大中型变电站中，当连于母线的回路数目较多时更应该严格要求，一个也不能少！
上述闭锁关系是由闭锁装置的功能来保证的,存在“走空行程”现象，反向闭锁不一定成立，需要靠人的帮助才能得以实现的闭锁装置，不能满足接地环节“双防”原则的要求，装有此类性能的闭锁装置，在人员失误的情况下，就可能发生带电合接地刀和带地刀合闸送电这两种最为严重的误操作事故！
当变电站的进出线回路检修线路侧的隔离开关其它设备和线路时，应将线路侧地刀接地（或挂临时接地线），以保证工作人员的人身安全。按照上述原则，应在线路侧隔离开关和对端变电站线路侧的隔离开关均已拉开，并形成明显断开点时，才能将线路地刀合闸。但对方隔离开关远在几十公里或上百公里的另一个变电站内，目前尚无法监控其隔离开关及对端地刀的状态。无法按双防原则进行闭锁，存在带电合地刀和带地刀合闸送电的可能。
在线路侧装设高压带电显示闭锁装置进行装置验电和闭锁地刀，能起到防止带电合接地刀的作用，但是在本侧变电站和对侧变电站都存在着带地刀合闸送电的可能，对此必须要有清醒的认识。
第三次全国防止电气误操作工作会议上曾将“研制防止对端地刀接地时合闸送电的闭锁装置”列为第1项技术攻关项目，迄今尚未圆满解决。所以目前任何类型的防误装置都不能完全满足线路地刀的双防要求。
2.4关于断路器的强制闭锁问题
在能源部关于《防止电气误操作装置管理规定》中第二十条第八款是这样规定的:“五防中除防止误分误合断路器可采用提示性闭锁装置外，其余四防应采用强制闭锁”。
从上世纪九十年代以来，情况发生很大变化。随着国民经济的快速发展和人民生活的提高，对供电的可靠性提出了越来越高的要求。不间断供电的比率要求达到99.9%以上。
中断供电会造成重大的经济损失和危及人的生命安全，影响社会秩序安定和人们正常的生活。由于电力系统容量越来越大，误分断路器严重时甚至会造成系统解列。过去那种认为“误分误合断路器只是产生供电中断，不会造成严重的设备损坏和人身事故，可以降格要求”的看法应予改变。
再者，根据有关统计数字，误分误合断路器的机率几乎占到所有误操作事故的20%，其主要原因也是由于断路器处于非强制性闭锁的状态，意外的误碰及跑错间隔都极易导致误分误合断路器的事故发生。
鉴于上述原因，提高对断路器的闭锁要求已势在必行。有必要将强制闭锁的要求扩展至断路器。即五防闭锁的锁具均应达到强制性闭锁的要求。
断路器的分合有远程的微机控制和就地的转换开关或按钮操作，转换开关及按钮系人工操作，均应使其达到强制性闭锁的要求。
2.5关于变电站实现微机保护和监控之后断路器与隔离开关的闭锁衔接问题。
新建变电站大都采用微机保护和微机监控装置，而老的变电站在两网改造中也逐步进行技术改造实现变电站的综合自动化。
在这些变电站中断路器的分合均由微机控制，面对这一新的情况，原有的电磁锁及开关柜上的机械闭锁能够满足隔离开关与断路器之间闭锁要求，而程序锁则不能。所以原先已安装有程序锁的变电站，在进行微机保护和控制技术改造之后，其闭锁失去作用。在新建的变电站中，不能采用单一的程序锁作为闭锁措施，只有采用电磁程序联动锁，利用电气程序转换锁在断路器与隔离开关之间建立起闭锁上的联系,方能满足这一新情况下的闭锁要求。
采用电磁程序联动锁的要点是在送电过程中隔离开关的分闸钥匙必须返回电气程序转换锁之中，将合闸控制回路预先接通，断路器方能合闸送电。在断路器合闸之后，该钥匙即被锁住。否则，既可能发生在断路器合闸状态下，误合隔离开关的事故，也可能由于隔离开关的分闸钥匙处于不可控之中，而可能发生带负荷拉隔离开关的误操作事故。
2.6关于防误工作中的组织措施和技术措施亦即人和闭锁装置之间的关系问题。
在防误工作中组织措施与技术措施要两者并重不可偏废。在操作中应体现人的因素的主导作用，闭锁装置应简单可靠，操作方便，当操作者按操作票的要求正确操作时，闭锁装置应尽快开锁不增加或少增加辅助操作，而当操作者出现失误时，要求闭锁装置实现可靠的闭锁，形成一道可靠的第二道防线，阻止误操作的进行。所以闭锁装置在闭锁环节上不能存在漏洞和缺陷，否则，这第二道防线就不可靠了。
还应强调技术措施应作到万无一失，“不能用组织措施弥补技术措施的不足”。闭锁装置的功能要靠装置自身去完成，而不能依赖操作者的帮助，否则人若失误，闭锁功能亦不复存在。闭锁装置就失去了其存在的意义。
编码挂锁在开锁之后，要求操作者对操作机构进行操作，在操作到位后把锁具移向操作后的位置并将其锁住，才能够保证反向闭锁的存在，这是不符合上述原则的。
3.从局部闭锁到“系统防误、整体闭锁”。
在防误工作开展的初期和中期，变电站防误闭锁的水平基本上都处于不同程度的局部闭锁状态。这一时期，主要强调在因人的失误而可能引起误操作的部位都要装设防误闭锁。这些不同操作部位的闭锁可以是各自为战，互不联系。只要有一定的闭锁作用，而不要求其具有全部的五防功能。这类闭锁装置如机械闭锁、电磁锁，高压显示闭锁装置，程序锁，都属于局部闭锁装置。
这些闭锁装置在变电站中单独使用时，有的能达到一防两防或三防，但谁也达不到五防的全部闭锁要求。有的闭锁装置具有正向闭锁而无反向闭锁，有的有走空行程现象。特别是在防止带电合接地刀和防止误入带电间隔等闭锁环节上，普遍存在有较严重的缺陷。
所以，尽管在变电站中都安装了不同形式的闭锁装置，名义上说是有了“五防”，实际上都远没有全面达到真正的五防要求，都处于局部闭锁的水平。由于存在着不同程度的闭锁上缺陷和漏洞，而误操作事故可能恰恰就在这些部位上发生。
在变电站中所进行的停送电和倒闸操作，都是按操作票所规定的操作路线对电气设备的操作部位进行系统的操作过程，在这一操作过程的每一个操作部位不但要满足本回路的竖向闭锁要求，而且还要满足不同回路之间的横向闭锁要求。在线路地刀、间隔网门等环节上还要接收有无高压电信号作为能否进行操作的条件。
在变电站中不同电压等级的配电设备之间（例如主变三侧的接地闭锁）和不同作用的配电设备之间都存在有横向和竖向的闭锁联系。所以变电站的五防在具体实施中，是一个系统防误的问题。要求闭锁装置能够根据变电站所有的操作部位，按照操作票操作顺序的规定达到“系统防误、整体闭锁”全面五防的要求。
满足“系统防误、整体闭锁”的闭锁装置属于系统防误闭锁装置，它必须能够实现“依顺序、按条件”进行开闭锁操作。顺序也是操作的条件，所以任何一个操作部位，其开闭锁的条件必须全部满足，一个也不能少。
由淄博通用电器研究所研制开发，淄博微联电子有限公司生产的JLS型机械程序电磁联动闭锁装置和WLB型微机联动闭锁装置能够实现“依顺序按条件”的开锁操作，能全面满足防误装置应遵循的原则和技术要求,使整个变电站达到“系统防误、整体闭锁”的防误水平。
4.关于“三同时”的要求贯彻实行的问题。
第三次全国五防会议提出，防误装置必须要严格作到“三同时”，即“同时设计、同时施工、同时投运。设计部门要把好第一关”。实现这一要求的关键在于变电站改扩建或新建之初，设计部门把闭锁装置的选型和系统闭锁方案的设计纳入设计图纸。
在九十年代，两部曾将110KV及以上变电站采用电磁锁和电气联锁的闭锁方案设计委托给西北电力设计院去完成，随后即向各个电力设计院提供了设备选型和闭锁方案图纸，供变电站设计时选用起到了良好的效果。此后其他类型的闭锁装置和新出现的闭锁装置，都没有闭锁方案设计图册供设计部门选用，给变电站闭锁方案设计带来了一定的困难。
所以，目前设计部门在进行变电站的设计时还只限于选择或推荐某一厂家的闭锁装置，而不能对于整个变电站的系统闭锁方案进行设计，致使变电站中在设计时所选用的不同类型的高压配电装置在闭锁上各自为战，互不联系，不能形成完整的闭锁系统，造成一些闭锁环节上存在缺陷的现象。等到变电站建成后，当运行部门发现闭锁不完善时再设法进行改造,不仅造成资金上的重复投入,而且改造又需在停电时间进行,这显然是十分不合算的。
现在，微机闭锁和各种联动闭锁均已发展到成熟和完善的地步，可以组织有关设计部门和从事防误研究和生产的厂家，编制防误产品样本和变电站系统防误闭锁方案图册，经讨论和专家审定之后，推荐给电力设计部门试用，把闭锁方案的设计纳入设计图纸作为设计内容的一个组成部分。
在工程实施过程中，以闭锁方案设计图纸为依据，开关厂按要求在开关柜中安装闭锁机构；基建部门按图纸订购和安装防误装置；监理和运行部门按系统防误整体闭锁的要求,对防误闭锁装置进行调试和验收。
只有这样，才能落实“三同时”和达到“设计部门要把好第一关”的要求，使每个新建变电站和改扩建的变电站在建设过程中达到“系统防误、整体闭锁”的防误水平。
参考文献:
1.黄幼如、徐腊元、李冶:防止电气误操作事故，确保电力安全生产。《电力技术》杂志。1991.5
2.能源部:防止电气误操作装置管理规定。1990.10
3.袁大陆、熊幼京:1994年全国电气误操作事故的统计分析。《电网技术》1996.3
4.电科院开关研究所:电力系统防止电气误操作专业工作的现状、问题及对策。
1998-2000年电力系统防止电气误操作工作总结。
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