五防
电气五防(2009-02-23 10:01:43)转载标签：杂谈 分类：面包奶酪
电气五防为:
1、防止带负荷分、合隔离开关。（断路器、负荷开关、接触器合闸状态不能操作隔离开关。）
2、防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器。（只有操作指令与操作设备对应才能对被操作设备操作）
3、防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关。（只有当接地开关处于分闸状态，才能合隔离开关或手车才能进至工作位置，才能操作断路器、分荷开关闭合）
4、防止在带电时误合接地开关。（只有在断路器分闸状态，才能操作隔离开关或手车才能从工作位置退至试验位置，才能合上接地开关）
5、防止误入带电室。（只有隔室不带电时，才能开门进入隔室）电气二次防误闭锁与微机防误闭锁共同运行的必要性
开关柜应具有五防的功能：开关柜真正完全机械五防联锁。即防止误分误合断路器；防止带负荷推入或拉出断路器小车隔离插头；防止带电合接地开关；防止接地开关在合闸位置送电；防止误入带电间隔。具体要求如下：
a 断路器在合闸位置时，断路器手车拉不出。
b 断路器在合闸状态下，断路器手车不能从实验位置推入。
c 断路器手车在运行位置时，接地开关不能合闸。
d 接地开关在合闸或分闸未到位时，断路器手车不能从实验位置推入。
e 断路器手车一次隔离插头不到位，断路器不能合闸。
f 断路器手车在移动过程中，断路器不能合闸。
g 断路器手车与控制回路插头应闭锁。当断路器手车处于工作控制回路的插头不能拔出。
h 接地开关处于合闸状态时，断路器手车不能从试验位置推进工作位置。
i 接地开关处于合闸状态下，电缆室门才能被打开；带电时，电缆室门不准打开。
j 带电显示与接地开关闭锁。
k 断路器应有防跳功能，在一次指令下只能合闸一次。
1 问题的提出
《电业安全生产规程》和1990年能源安保[1990] 1110号文提出了电气设备"五防"的要求，其中明确规定110 kV及以上电压等级的电气设备应优先采用电气防误联锁的设计原则。所以在操作二次回路上设置电气闭锁已成为防止人为误操作等事故发生的有效而可行的手段。近几年来，随着微机防误闭锁系统的广泛运用，许多老式防误闭锁的变电站也在进行微机防误闭锁系统的加装或改造，取得了良好的效果。那么新建变电站在配置了微机防误闭锁系统后, 是否可考虑不设计电气二次回路闭锁? 针对这些问题，本文从安全管理、微机"五防"技术与传统电气二次防误装置功能比较，以及实际运行中存在的问题等几个方面，展开讨论。
2 误操作事故原因的
分析
从误操作的过程来看，人为误操作由三个部分组成，即运行值班人员、检修人员以及其它人员的误操作造成。还有因操作二次回路绝缘损坏，造成的恶性事故发生。
微机防误闭锁系统就是防止运行人员的误操作这类事故而采取的一种积极措施。但是它是在微机（或模拟屏的单片机）上实现的，是虚拟的。它只能满足运行值班人员的操作要求，并不能完全解决检修人员和其它原因的误操作问题。因为在检修、试验过程中，这时的拉合是由检修人员执行，在不能依赖微机防误闭锁装置的前提下，电气二次回路联锁就成了最后一道防线。此外，还有二次操作回路一点的绝缘破坏、无关的人员误碰等原因造成外力原因误操作事故。
3 传统电气二次防误闭锁与现代微机防误闭锁技术分析
电气防误操作是建立在二次操作回路上的一种防误功能，一般通过断路器和开关的辅助接点，在其操作二次回路上串入并相互联锁来实现。微机五防"则是一种采用计算机技术，用于高压开关设备防止电气误操作的装置。通常主要由主机、模拟屏、电脑钥匙、机械编码锁、电气编码锁等功能元件组成。现行微机防误闭锁装置闭锁的设备有断路器、开关、地线、地线开关、遮拦网门（开关柜门），上述设备需由软件编写操作闭锁规则程序。微机防误闭锁系统与传统电气二次防误技术比较，主要有以下几点区别：
（1）电气二次防误闭锁回路是一种现场电气联锁技术, 主要通过相关设备的辅助接点连接来实现闭锁。这是电气闭锁最基本的形式，闭锁可靠。但这种方式需要接入大量的二次电缆，接线方式较为复杂，运行维护较为困难，辅助接点设备工作不可靠。
（2）微机防误闭锁系统一般不直接采用现场设备的辅助接点，接线简单，通过防误闭锁系统微机软件规则库和现场锁具实现防误闭锁。
（3）电气闭锁回路一般只能防止断路器、隔离开关和接地开关的误操作，对误入带电间隔、接地线的挂接（拆除）等则无能为力。不能实现完整的"五防"功能。
（4）微机防误闭锁系统可根据现场实际情况，编写相应的"五防"规则程序，可以实现较为完整的"五防"功能和杜绝不正常的操作行为发生（易引发恶性事故发生），但是在微机系统故障而解除闭锁时，"五防"功能完全失去。另外，电动操作的隔离开关和接地开关的二次操作回路绝缘破坏还极易导致开关的误拉和误合。
4 完善的防误解决方案
从以上的分析和比较可知，片面地认为电气闭锁回路可靠和不可靠，认为微机防误闭锁系统万能，可以彻底取消电气二次闭锁回路，都
是不可取的。
电气二次闭锁回路是电力系统发展过程中经过不断完善和总结，发展起来的一套行之有效的防误闭锁方法，实现起来方便、可靠，但回路复杂，间隔多的大型变电站实现起来耗费大量电缆，且在运行中存在开关辅助接点工作不可靠、户外电磁锁机构易损坏等问题，再者其防误功能随二次接线而定，不易增加和修改，不能实现完全?quot;五防"功能。
微机防误闭锁系统通过软件将现场大量的二次闭锁回路和操作行为变为电脑中的"五防"闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化，并可以实现以往不能实现或者是很难实现的防误功能，应该说是电气设备防误闭锁技术的最新技术和飞跃。但微机防误闭锁系统的漏洞和其致命的弱点在于"五防"功能以操作逻辑为核心，对于无票操作和误碰（主要是检修人员）及二次绝缘破坏则有可能防不住。通过分析传统电气二次闭锁回路和现代微机防误闭锁系统各自的特点，对于新建和改造的变电站，我们建议采用的"五防"闭锁系统方案如下：
方案一：对于站内所有断路器和开关的位置为实遥信，且微机防误闭锁系统与变电站自动化监控系统共享一个数据库的，可以考虑不设计或取消电气二次回路闭锁，所有防误功能由微机"五防"系统独立完成，且要求微机防误闭锁系统有"防空程"措施。
方案二：对于站内所有断路器和开关的位置为虚遥信，且微机防误闭锁系统与变电站自动化监控系统共享一个数据库的，可以考虑部分不设计或部分取消电气二次回路闭锁（主要是指接地开关电磁锁和综合闭锁），防误功能由微机防误闭锁系统和间隔电气二次闭锁回路共同完成。要求微机防误闭锁系统有"防空程"措施。
方案三：无论站内所有断路器和开关的位置为虚遥信还是实遥信，也无论微机防误闭锁与变电站自动化监控系统是否共享一个数据库，不设计或取消电气二次回路闭锁，但在电动操作的开关或接地开关机构箱的操作电源回路中加入微机防误闭锁系统的强制接点，防误功能由微机防误闭锁系统独立完成，并要求微机五防系统有"防空程"措施。
5 结论
随着计算机及网络通信技术的发展，变电站自动化技术对电气"五防"系统的要求进一步提高，传统电气防误闭锁方式已不能满足要求，而作为变电站综合自动化运用发展方向的微机防误闭锁系统，在功能方面还有待进一步完善和提高。从目前的运行情况来看，为了安全可靠起见，在大力推广应用微机防误闭锁系统的同时，适度保留间隔的电气二次闭锁回路或将微机防误闭锁系统接点引入到电动操作回路中，应该是比
较有效的防误闭锁措施。
合闸操作或继电保护自动装置动作后，出现分合闸线圈严重过热或冒烟，可能是分合闸线圈长时间带电所造成的。发生此现象时，应马上断开直流电源，以防分、合闸线圈烧坏。
1、合闸线圈烧毁的原因有：
（1）合闸接触器本身卡涩或触点粘连。
（2）操作把手的合闸触点断不开。
（3）重合闸装置辅助触点粘连。
（4）防跳跃闭锁继电器失灵。
（5）断路器辅助触点打不开。
2、跳闸线圈烧毁的原因主要有：
（1）跳闸线圈内部匝间短路。
（2）断路器跳闸后，机械辅助触点打不开，使跳闸线圈长时间带电。
一，断路器合闸操作完成后，再位分闸时不能再次合闸
二，断路器合闸操作完成后，在该次合闸信号喂解除的情况下，无论真空断路器处于合闸或分闸状态，该合闸信号均不能使真空断路器再次合闸，这是真空断路器内部控制回路实现的防跳功能。
三，手车式断路器在从试验位置到工作位置的摇进过程中，断路器不能进行合闸操作。
四，手车式断路器在试验位置或工作位置合闸后，断路器不能推进（从试验位置到工作位置）或拉出（从工作位置到实验位置）
五，接地开关处于合闸状态时，断路器手车不能推进（从试验位置到工作位置）
以上全部五防连锁
高压开关柜的“联锁”是保证电力网安全运行、确保设备和人身安全、防止误操作的重要措施。GB3906--1991《3～35千伏交流金属封闭开关设备)对此作了明确规定。一般把“联锁”描述为：防止误分、误合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂(合)接地线(接地开关)；防止带接地线(开关)合闸；防止误入带电间隔。上述五项防止电气误操作的内容，简称“五防”。 “五防”装置一般分为机械、电气和综合三类。目前，市场上高压开关柜类型很多，大多数都有完善的联锁方式。但仍有不少高压开关柜的联锁尤其是机械联锁不完善，尚不能完全达到“五防”要求。在此着重就机械联锁提出一些看法，与同仁探讨。 联锁实现方式 在固定柜和手车柜中。众所周知，隔离开关无专门的灭弧装置，一般不能用来接通或切断负荷电流。在固定柜中，断路器与隔离开关的联锁关系明确，即只有在断路器分断的情况下才能操作隔离开关，隔离开关和断路器之间的机械联锁关系较易实现。如在CC-1A(F)中，为防止带负荷分、合隔离开关，常采用一个扇形撞块和圆板结构，与操作隔离开关的CS6-I机构上的弹性定位锁配合，在断路器合闸时，圆板阻止定位锁拔出，从而防止带负荷分闸。但手车柜的情况有
所不同，手车进出实际上相当于固定柜中隔离开关的合分操作，因而对隔离开关的联锁要求同样适用于手车的进出要求。当手车在试验位置与工作位置之间移动时，必须保证断路器处于分闸状态，不得合闸，即应具有所谓的“合闸闭锁”。在投运的各型手车柜中，“合闸”电气闭锁一般通过将反映手车位置的行程开关接点串入断路器的合闸回路中来实现。 断路器两侧的隔离开关的操作顺序。GG一1A(F)一07方案对断路器两侧的隔离开关的操作顺序规定如下：在装置会动作跳闸切除故障，缩小了事故范围。反之，送电时，如果断路器误在合闸位置，后合母线侧隔离开关时，等于母线侧带负荷送电。必将发生弧光短路，而使故障扩大。这种情况下，如先合母线侧隔离开关，然后再合线路侧隔离开关，就等于用线路侧隔离开关带负荷合闸，一旦发生弧光短路，由于短路点在断路器外侧，故断路器保护即可动作跳闸，切除故障，缩小事故范围。因此送电时要先合母线侧隔离开关。 能按上述操作顺序分合隔离开关当然是件好事，但实际上要保证断路器两侧隔离开关严格按上述顺序操作是困难的。对环网开关及母联开关来说，本身较难区分母线及线路侧。对手车柜而言，则断路器两侧的触头是同时进出的。如果电流互感器装于隔离开关外侧，则情况也会有所不同。所以只有确实保证断路器与隔离开关之间的联锁可靠性，才能从根本上解决上述误操作隔离开关的问题。 电气安规与联锁要求的冲突 历年来，大量电气事故的统计表明，人身触电伤亡和电气设备事故，往往与电气工作人员的技术业务水平有着直接关系。严格按电气安全工作规程操作，能有效减少并避免误操作事故的发生。但在实际工作中，往往会发生规程与联锁相互冲突的情况。如KYN28A-12、JYN6-2等出线侧装有接地开关的开关柜，由于有联锁功能，开关柜的电缆室门(或盖反)在未合上接地开关前无法打开，以防误入带电间隔。而规程规定只有确认线各无电后才能合接地开关，这样势必要打开柜门经验电确认线路无电后才能操作接地开关，规程与联锁要求相互冲突。白解决此类问题；可采用以下方法：一是线路侧加装带显示，观察无电后合接地开关，或是在接地开关操作杆上加装电磁锁，确保线路有电时不能合接地开关是在柜门上开缺口允许谨慎验电。三是在电缆室门(或盖板)上配装紧急解锁装置，由专业人员用专用工具解锁。 主动式联锁与被动式联锁 对于“五防”中的每项联锁要求，无论是固定柜还是手车柜，尽管其柜型、二次方案存在多样化，但都可以设计出各种方案来实现联锁功能。
归纳起来，机械联锁主要有两种形式，即主动式和被动式。所谓“主动式联锁”是指在该种联锁状态下，若无正常的解锁条件，不会被解锁，从而保证误操作根本无法执行。例如当断路器处于合闸位置时，机械上应保证隔离开关或隔离插头被闭锁而无法操作，即使错误操作也不会产生不良影响。“被动式联锁”是指在该种联锁状态下，可能由于非正常原因，出现解锁条件，使闭锁解锁。如在闭锁状态下操作隔离开关或推拉手车，虽然隔离开关尚未动作或隔离插头没有产生位移，但由于联锁停电时，先断开线路侧隔离开关；在送电时，要先合上母线侧隔离开关。其作用是为了保证在万一发生错误操作时，能借助于断路器的保护作用尽量缩小事故范围，避免人为扩大事故。停电时先断开线略侧隔离开关的理由是：如果停电中发生误操作，如断路器尚未断开电源，而先分隔离开关，造成带负荷拉闸；或者当分隔离开关时，又错分了不应停的线路隔离开关，都将引起弧光短路。在上述情况下，如果先分线路侧隔离开关，由于弧光短路在断路器外侧，所以开关的保护，的存在而使断路器分闸，从而使隔离升关或隔离插头的联锁被解除。显然，这种被动式联锁形式会引起断路器误分闸。 高压开关柜的设计中不希望采用“被动式”联锁，应尽量采用“主动式”联锁。例如对于手车采用杠杆进出的开关柜，在断路器合闸状态下，机械上使手车进出摇柄的孔被封堵住，摇柄根本无法插进，当然手车也就不可能移动。再如操动接地开关的插入孔设计成在允许条件下才被打开，否则，该插入孔被封堵，错误的操作就不可能实施。现行使用的各类开关柜中，有不少机械联锁采用“被动式”联锁，随着开关柜设计水平的提高，应尽可能避免这种方式。 “五防”联锁的完整性 国宝标准中对于“五防”的要求，除了防止误分、误合断路器这一条允许提示性的方法外，其余联锁关系必须在开关柜结构中完备实现。从开关柜的操作来看，每一项联锁要求，都在一定的操作程序中体现出来，因此不管是合闸程序还是分闸程序都要达到联锁要求。防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂(合)接地线(开关)和带接地线(开关)合闸。但是，上述二项要求有时并非要在同一柜中而是要求在柜间实现，这时机械联锁往往不能满足要求。 机械联锁的可靠性 高压开关柜的机械联锁装置不管平常使用频率如何，都应做到在使用寿命期内灵活可靠，并能有效防潮、防霉、防锈、不卡涩，其结构应简单明了，操作维护方便。高压开关柜在使用过程中，还会遇到由于操作者的疏忽或非正常操
作力而造成“非正规操作”的情况。在这种情况下，高可靠的联锁应做到对操作者可能出现的“非正规操作”有充分的预防或阻止能力。即使在某些情况下进行了错误操作，也应该做到错误操作可纠正并且可方便地恢复正常操作，不至于引起重大的设备或人身事故。