配变台区接地引下线带电报警装置研制应用

配变台区接地引下线带电报警装置研制应用

马鑫 冯明 杨鹏 南钰

国网河南省电力公司开封供电公司 河南省开封市 475000

摘要：低压配变台区的变压器接地引线带电和中性线出线故障可能造成严重的人身触电问题及其他衍生危害，目前针对这两种故障现象，各低压台区还没有投入高效的故障隔离与控制功能的相关保护装置。本文创新的研制出一套同时具备告警联络与电气保护功能的配变台区接地引下线带电报警装置，避免人身触电伤害事故的发生。

关键词：配电台区、接地线、中性线、带电报警、保护

低压配电台区所带用户较多，台区出线及走向复杂，部分台区线路设备投运时间长，平时得不到有效检修维护，线路及设备容易出线漏电现象。这样不但导致供电企业电量损失，更影响了台区用户正常安全用电。

1现状调查

开封供电公司的0.4千伏低压配电网普遍采用三相四线制供电模式，配变台区的变压器本体外壳、低压侧中性线、低压综合配电箱等全部要通过变台的接地扁铁进行电气设备接地。通过对低压台区运行情况及故障事件总结，我们发现，变台区域的设备往往会发生两个方面的问题，可能引发严重的用户设备财产损失及人身触电问题：

其一，配变台区接地扁铁的接地极，随着设备使用过久或一些外部因素影响，会造成接地极的接地电阻过大，超出设备运行规程规范的要求，导致变台的接地引下线电位高于地电位而出现带电现象。此时如果存在周边人员误碰接地扁铁，就会造成人身触电，对人员生命安全形成严重威胁。

其二，配变低压中性点接线柱至配电箱进线总开关之间的这段中性线，受环境因素或接头氧化等问题影响，可能出现断线问题。中性线一旦断线，当台区三相负荷不平衡时会造成单相严重过电压问题，从而烧毁用户电器设备，甚至可能引发用户人身触电等衍生危害。

以上两方面的问题，当故障发生时，均可能造成严重的人身触电问题及其他衍生危害，而目前针对这两种故障现象，各低压台区还没有投入高效的故障隔离与控制功能的相关保护装置。

2项目研究的预期目标

低压配变台区的变压器接地引线带电和中性线出线故障可能造成严重的人身触电问题及其他衍生危害，目前针对这两种故障现象，各低压台区还没有投入高效的故障隔离与控制功能的相关保护装置。本项目将创新的研制一套同时具备告警联络与电气保护功能的配变台区接地引下线带电报警装置，避免人身触电伤害事故的发生。

3总体设计和实施方案

3.1总体功能设计

通过对配变台区故障排查及处理工作现状的分析，当低压台区发生变台接地引下线带电故障或者配变低压侧中性线断线故障后，由于故障不会立刻引发台区停电等明显现象，因此故障排查及定位具有滞后性，往往是经过工作人员长时间巡视或者衍生危害已经发生后，抢修人员通过用户报修才能得知故障情况，这样属于一种事后补救的工作形式，从本质上无法做到及时的故障隔离，无法起到人员触电等危害的预防效果。因此，针对以上故障的保护装置，在功能设计上必须保证三点革新：

1）在故障发生时能够第一时间在现场完成故障点隔离及警示；

2）在故障发生后能够采用一种快速直观的方式提示抢修人员设备需要修复；

3）装置的各功能动作应当具备自动化。

当配变台区接地引下线出现带电故障时，报警装置将自动的进行三项操作：一是迅速切断配电箱总保护开关，消除接地引下线的带电现象，防止发生触电，保护人员安全；二是点亮现场接地引下线带电指示灯；三是以手机APP告警信息的形式远程联络抢修人员，通知故障发生需要修复，缩短故障排查巡视周期，提高抢修效率。

当配变低压侧中性线出现断线故障时，报警装置将自动的进行三项操作：

一是迅速切断配电箱总保护开关，防止中性线断线引发单相过电压烧毁电器，实现故障隔离，避免衍生危害；二是点亮现场断线故障指示灯；三是远程联络抢修人员，实现故障台区迅速定位，缩短故障排查巡视周期，提高抢修效率。

3.2带电报警装置研制

通过对项目方案的反复推敲，我们将配变台区接地引下线带电报警装置按照不同的功能目标分模块化进行设计开发：

1、利用断路器、继电器、接触器等组合制作保护控制电路，通过继电保护原理实现报警装置的现场故障隔离及警示功能；

2、加载通信模块，通过手机APP软件与通信模块的绑定通讯，实现报警装置的远程联络功能；

3、报警装置的故障隔离及电气保护工作原理图如下：

报警装置的研判信号采集及电源接入工作原理图如下：

报警装置对接低压配电箱工作原理图如下：

4项目应用效果

本项目研发的配变台区接地引下线带电报警装置同时具备告警联络与电气保护功能，该保护装置采用继电控制原理，利用继电器、断路器等组合成控制电路实现保护功能，设备构造简单，不容易发生运行故障，不需要经常性维护。

该报警装置在启动后，可以自动的完成各模块功能，不需要人员过多操作，保障人员作业安全。在变台设备故障发生后，可以第一时间通知抢修人员，准确定位故障台区，既有效的完成了故障隔离，全面预防人身触电等衍生危害的发生，又缩短了故障排查定位周期，减轻了设备巡视工作量，充分提升低压配电网运检工作效率。

5结束语

低压配变台区的变压器接地引线带电和中性线出线故障可能造成严重的人身触电问题及其他衍生危害，目前针对这两种故障现象，各低压台区还没有投入高效的故障隔离与控制功能的相关保护装置。本项目研制出同时具备告警联络与电气保护功能的配变台区接地引下线带电报警装置，经实际挂网运行，可以有效的预防变台接地引下线带电和配变低压侧中性线断线可能引发的人身触电及电器损毁等问题，从而直接减少了用户的生命财产损失和供电单位的赔偿维修支出。同时避免了相应的用户投诉、民事诉讼等问题，保护了供电优质服务的良好形象，对供电公司的社会形象及声誉都有很好的维护和推动作用。

参考文献：

[1]国家电网公司.国家电网公司电力安全工作规程2014年新版配电部分（试行）[S]. 北京：中国电力出版社，2014.

[2]李宽如，姜才军，戴浩斌．配变台区接地线防盗报警系统研究[J]．电力信息化，2013（3）:32－34．

[3]卜树坡，高华为，王蕴恒．变压器铁心接地电流在线监测系统的设计[J]．电测与仪表，2009，46(8)：63-66．