一种继电保护智能“防误碰”系统的研制

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一种继电保护智能“防误碰”系统的研制

叶东华，产焰萍，方欢

(国网漳州供电公司，福建 漳州 363000)

误碰、误接线、误整定是继电保护专业工作中最需要提防的“三误”。防三误的重中之重是防误碰。继电保护误碰的场合主要在消缺、安措执行、检修作业、恢复安措等工作；误碰的介质主要包括运行芯线、压板、空开、按钮等；误碰的危害主要有保护装置误动、拒动或装置异常等。近年来，误碰导致继电保护误动作的案例屡屡发生，如何有效地“防误碰”，成为继电保护人员亟待解决的问题。

1 继电保护防误碰现状

目前，最常用的防误碰方式是采用红色3M胶布对运行芯线、压板、空开、按钮等进行隔离，警示运维检修人员。这种防误碰方法在一定程度下大大降低了误碰概率，特别在芯线包扎上具有方便快捷等特点得到了广泛的应用。随着一些误碰事故的发生，胶布隔离方法的隐患和弊端随之而出：(1)继电器试验插针紧挨，线夹加引线的形式容易引起线夹搭接误碰，损坏调试仪器；(2)二次芯线隔离采用红色3M胶布的方式不牢固，裸露未包扎的芯线相互碰触，对回路的安全构成了威胁，可能导致直流失地或误出口；(3)胶布包扎的方式容易出现脱落或刺破，可能会造成人身触电的危险；(4)空开把手压板采用胶布粘贴方式，防护性能较差；(5)胶布包扎隔离的方式不方便临时标识，对于号头不清晰的运行回路可能增加误接线的概率；(6)胶布包扎需要手工撕开或临时裁剪，再进行相应包扎，工艺水平因人而异，质量参差不齐；(7)胶布包扎后容易在被包扎介质上留下粘性物质，影响相应的性能，且胶布无法循环利用等等。

除了以上弊端外，无法有效地监视误碰措施的执行与恢复情况，容易造成执行的偏差。基于此，文中结合工作实际，提出一种继电保护智能“防误碰”系统的思路，赋予误碰措施智能化、系统化，构建整体的“防误碰”体系，保障电网安全。

2 智能“防误碰”系统

目前二次电缆芯线的隔离不能自主识别和传送隔离执行情况，未充分利用现有电子技术和传感器技术、获取二次回路防误碰系统的运行特征。本文提出的系统如图1所示。

触摸屏人机文文交互系统程序判断与响应件件智能开启系统导解入析主控系统CPU智能控制系统系系统统智能告警系统智能仓智能隔储系统离工具图1 智能防误碰系统示意图

基于物联网的继电保护智能防误碰系统引入物联网理念，将隔离措施与隔离工具有效融合，以智能隔离工具为基础，隔离措施为核心，隔离智能控制为目标，赋予隔离工具实体及智能防误碰系统一体化的“生命特征”，同时承载信息交互和智能控制，打造具有“自我意识”的“隔离系统”，以降低甚至消除误碰事故发生的概率，提高电力设备运行的稳定性，全方面保障检修人员在生产工作过程中人身、电网、设备的安全。具体的，智能防误碰系统主要包括主控系统、智能仓储系统、智能隔离工具等三个部分。

主控系统示意图如图2所示，主控系统是基于物联网的继电保护防误碰系统的核心，是基于高精度、高速度处理器，能对隔离文件实现导入与解析，并形成“可执行”的隔离步骤。同时，结合人机交互系统以及与智能仓储系统的信息融合，实时在线显示隔离执行信息。主控系统能够实时监测防误碰措施的各个环节，及时闭锁误操作环节，形成智能解析决策——智能过程管理——智能闭环管控等环节，避免人为因素造成隔离措施的漏执行或漏恢复，具体的工作流程如图3所示。

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电工电气 (20󰀱9 No.6)

故障自检智能型隔离工具人机自我分析、自我判断和自我决策智能仓储单元交互系智能仓储系统统智能告警系统物联网传感器通信技术图2 主控系统示意图

开始通电自检隔离文件导入、解析启动智能仓储系统人机交互系统提示隔离步骤智能仓储单元开始工作执行操作本次隔离步骤执行完毕？NY人机交互系统提示隔离步骤全部N执行完毕？Y智能仓储系统待机是否开始回收隔离工具？NY启动智能仓储系统，执行回收操作隔离工具全部回收？NY结束图3 主控系统工作流程图

如图4所示，智能仓储系统是基于物联网的继电保护防误碰系统重要环节。仓储系统是基于快速可靠的通信技术，能与智能隔离工具和主控系统实现信息交互。其包含多个带有“编号”的仓储单元。每个仓储单元存储一个智能隔离工具，且在每个在6󰀸

一种继电保护智能“防误碰”系统的研制仓储单元旁都有红绿灯显示系统，结合自带的重量传感器和智能隔离工具反馈的信息，实时显示隔离工具使用情况。智能仓储系统的启动和恢复的工作流程如图5、图6所示。如图7所示，智能隔离工具是基于物联网的继电保护防误碰系统的基础。智能隔离工具采用了高活性的吸附材料，使用时，可

保证电缆二次芯线与圆柱体有效接触和吸附，不会造成脱落的危险。具有醒目红色的“严禁拆除”警示标签，起到了警示作用，并有可临时标识的部分，方便恢复核对。具有通用性和自适应性，可以广泛适用于1.5～4mm2的电缆芯线，自适应性强。而且，智能隔离工具是基于传感器技术，能“自主”启动声光警示系统，提示检修人员“已执行到位”，并将信息反馈给智能仓储系统。

多个智能仓储单元智能仓储单元“编号”化智能“开启”仓储单元实时显示系统设计仓储单元传感器设计智能“回收”仓储单元形状设计信息交互系统设计智能仓储系统设计

智能仓储系统功能

图4 智能仓储系统示意图

开始智能仓储系统激活智能仓储单元相应的智能仓储单元绿灯亮，红灯灭智能仓储单元依序开启，起用隔离工具对应仓储单元格的绿灯灭，红灯灭执行隔离步骤，反馈执行情况是否执行成功？NY对应仓储单元格的绿灯灭，红灯亮隔离步骤是否执行完毕？NY结束图5 智能仓储系统的启用流程图

一种继电保护智能“防误碰”系统的研制 电工电气 (20󰀱9 No.6)

开始智能仓储单元激活依序回收隔离工具N式自适应于1.5～4mm2三种规格的二次电缆芯线，并且拆装快捷、携带方便。另外，采用硅橡胶的材质，不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，具有绝缘、热稳定性好的特点，同时它是一种高活性的吸附材料，使用时，可保证电缆二次芯线与圆柱体有效接触和吸附，并且具有良好的扩张力与收缩力，能够循环利用，节能环保。使用研制的隔离工具后，二次芯线隔离平均耗时明显缩短，隔离工具脱落率有效降低，保障了现场二次隔离的可靠性。目前隔离工具正实现智能化，具备声光感应及智能信息交互功能，结合智能“防误碰”系统的研制，将可广泛应用于各种生产现场，有效提高现场“防误碰”举措，该系统主要有以下优点：(1)提出了隔离工具智能化理念，以传感器为载体，自主判断执行情况，依托隔离工具和主控系统的信息交互，彻底打破避免“人为因素”造成隔离措施执行不到位的风险。(2)提出隔离工具信息化理念，赋予编号、隔离对象等信息，并赋予其自适应能力，隔离

执行隔离步骤隔离工具存储到位？Y相应仓储单元格红灯灭，绿灯亮N所有隔离工具存储到位？Y关闭所有仓储单元格关闭智能仓储系统结束图6 智能仓储系统的回收流程图

形状设计开始工具可适用各种规格芯线。(3)提出智能仓储单元，

N材料设计是否执行到位？声光警示系统设计Y隔离工具声光警示系统启用传感器设计隔离工具将执行情况反馈给智能仓储系统结束智能隔离工具工作流程

基于高精度传感与信息通信技术，智能控制隔离工具的存储、启用、回收，并赋予“红绿灯”显示系统，实时反馈隔离工具使用情况。(4)引入人机交互系统，实现“人机对话”，智能解析隔离方案，并实时展示隔离方案执行情况。(5)提出了基于物联网的继电保护智能防误碰系统，构建以主控系统为核心的智能仓储控制系统及告警系统，赋予隔离工具“自我意识”，实现隔离工具及仓储系统互动化，实现了隔离方案执行过程的可控、能控、在控机制，彻底打破“人为因素”的壁垒，并有实时告警功能，降低误碰概率。智能“防误碰”系统的应用将在一定程度上降低误碰概率，避免人为因素导致设备误动或拒动，同时减少检修人员触电概率，有效保障现场人身、设备安全。

修稿日期：2019-03-27

通信系统设计智能隔离工具研制

图7 智能隔离工具示意图

3 智能“防误碰”系统应用前景

目前，已初步研制出二次芯线隔离工具，该隔离工具全长48mm，手持部分20mm，圆柱体总长28mm，镂空内径25mm，喇叭开口镂空圆柱体的样

(上接第66页)

鉴定试验研究[J].核安全，2016，15(2)：70-76.

[5] Nuclear Power Engineering Committee.IEEE

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收稿日期：2019-01-28

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