智能接地线管理系统在电力企业中的应用

智能接地线管理系统在电力企业中的应用刘李【摘要】针对目前一般电力企业临时接地线管理的现状,介绍了智能接地线管理系统的基本组成、工作原理及在电力企业中的应用情况,阐明了智能接地线管理系统在电力企业安全管理中的积极作用,并为满足发电厂、变电站等电力企业实现集中控制、统一调度、统一维护、统一检修模式提供参考.【期刊名称】《电力安全技术》【年(卷),期】2017(019)010【总页数】4页(P60-63)【关键词】电力企业;智能接地线管理系统;临时接地线;安全管理【作者】刘李【作者单位】广西桂冠电力股份有限公司大化水力发电总厂,广西大化 530800【正文语种】中文随着国家电力体制改革的不断深入，电力行业贯彻“保人身、保电网、保设备”的原则已成为一种新常态，安全第一、以人为本、安全发展的理念也成为电力企业的普遍共识和基本要求。

为了保证电气设备的安全、可靠、经济运行，助力国家经济发展和人民群众生活环境的改善，各电力企业必须根据国家和电力行业相关技术规程、规范，对管辖的电气设备进行定期的检修和维护，保障所管辖电气设备的性能完好、运行可靠。

而要开展电气设备的检修和维护，保障设备和作业人员的安全，则必须严格执行“停电、验电、装设接地线、悬挂标示牌和装设遮拦”等技术措施和“工作票制度、工作监护制度、工作间断转移和终结制度”等组织措施。

这些是保障电力企业作业人员安全开展检修维护作业的重要措施，其中接地线的管理是保障安全生产的重要环节之一，在设备停送电和作业过程中的作用尤为重要。

随着电力系统自动化技术的飞速发展，微机防误操作系统已在大部分电力企业中广泛应用，它在很大程度上减少了误操作事故的发生，有效地保障了现场运行人员的人身安全，提高了电力企业的安全管理水平。

但是，目前一般电厂或变电站对临时接地线存放、使用和日常管理还处在比较原始的状态，主要表现在以下3个方面。

(1) 接地线存放在不同工器具间的接地线柜内，对接地线的数量、电压等级及定置等的管理只靠人工清点，没有有效技术手段对现场接地线的数量和使用去向进行管控。

特别是对于大型水电厂而言，电厂电气设备多，安装场所分散(如厂房、开关站等)，有的大坝设备距离厂房很远，接地线的存放地点比较分散，而集中存放又不利于使用，所以必须采用一种技术手段对全厂的临时接地线进行统一管理，将全厂接地线信息统一起来。

(2) 对临时接地线的日常检查和维护没有连续记录和提醒的功能，不方便运行人员了解接地线的情况，不利于接地线的日常检查和维护。

(3) 接地线的装拆记录大都采用人工记录的方式，记录的历史数据容易发生错漏和遗失，缺乏对临时接地线的有效管控和在线监测手段，因此带接地线合闸送电、带电装设接地线等恶性误操作事故在电力企业生产过程中时有发生，极大损害了人身和设备的安全，并给社会造成巨大的经济损失。

因此，如何规范临时接地线的使用管理，实现将临时接地线信息实时反映给作业人员，对接地线日常检查自动提醒，发生漏装拆接地线前及时告警提醒操作人员并闭锁相应的操作，已成为电力企业日常安全管理工作中一个亟待解决的问题。

智能接地线管理系统可以根据电厂或变电站的复杂程度和技术要求，采用独立的接地线管理模式或分层分布式的网络结构。

前者主要针对规模小、结构单一的厂站，后者主要针对规模大、结构复杂、安全要求高的厂站或集控中心。

配置原则是，依据每个区域的临时接地点及配置的接地线存储柜，配置相应的接地信号产生设备及接地信号采集设备，并通过网络方式将各接地点变位信号实时上送到系统管理主机，实现对全厂乃至集控电厂所有临时接地线的统一管理，保证运行人员能够实时掌握系统临时接地线信息。

同时，在全厂操作设备区域建立一套防误实时无线通信网络，实现微机防误综合操作系统对设备操作进行实时防误判断、倒闸操作过程实时监控，防止误操作。

智能接地线管理系统主要由接地线管理主机、地线检测闭锁机构(专用接地线头和接地线桩)、微机防误闭锁装置、电源模块和微机管理应用软件等软硬件组成，它不仅可以独立运行管理临时接地线，也可以通过连接微机防误闭锁装置系统，进而与监控系统、集控中心等系统连接，实现电力企业整个微机防误系统的整体防误功能。

使用智能接地线管理系统解决了目前微机防误闭锁装置对临时接地线无法自动识别管理的问题，还可以实时查询临时接地线是否正处在接地线柜的指定位置，临时接地线是否取走以及放回的历史记录等功能，有效减少了漏拆接地线送电等恶性误操作的几率，实现了临时接地线的在线管理。

对于电力系统中规模较小、设备简单的厂站，为节省投资，可以采用独立的智能接地线管理系统。

比如小型变电站，为了节省投资并达到实时监测接地线使用状态的目的，可以使用独立运行的接地线管理系统。

此时的接地线管理系统只需配置接地线管理主机、地线检测闭锁机构(专用接地线头和接地线桩)、电源模块等设备，并将接地线及接地线管理系统集合在一面接地线柜上即可，如图1所示。

智能接地线管理系统与微机防误闭锁装置系统的有机结合，能实现微机“五防”主机对每根临时接地线的实时在线监控管理。

智能接地线管理系统的基本工作原理就是在每根接地线上配备一个检测装置，该装置具备读取地线桩ID码值和无线发送的功能，可以实时将接地线信息通过无线路由器传输到接地线管理主机和微机“五防”系统，实现全厂临时接地线的统一管理。

(1) 当接地线装设到现场地线桩上时，接地线上的无线检测装置就自动读取接地线桩ID，将自身编码信息和接地线桩ID通过无线网络同时发送到接地线管理主机。

接地线管理机便可以通过ID码识别接地线安装的位置，接地线管理主机再将相关信息传输到微机“五防”系统。

(2) 当拆除接地线时，无线装置检测到接地线拆除，便将接地线自身编码信息和拆除接地线状态信息通过无线网络发给接地线管理主机，接地线管理机便可以识别哪根接地线从接地线桩上拆下来。

同时，接收到相关信息的微机“五防”主机可以根据记录该接地线的挂接信息，来判断接地线是从哪个地线桩上拆下来的。

微机“五防”系统就可以通过接地线的装拆情况，判断哪些操作命令是可以执行的，哪些操作命令是不允许的，从而实现微机“五防”系统对临时接地线的有效管理。

图2为无线接地线实时监控系统构成原理。

(1) 临时接地线身份具有唯一性，可提高系统对临时接地线认证的正确性。

智能接地线管理系统对每根临时接地线都进行唯一的编码，使临时接地线具有区别于其他“五防”闭锁设备的专有编码，确保每组临时接地线身份的唯一性，保证对接地线使用过程的有效跟踪。

(2) 利用显示屏实时显示当前所有临时接地线的使用状态，确保操作的正确性和可监视性。

通过在接地线管理主机盘柜上安装显示屏，将现场各临时接地线的位置信息送入显示屏进行显示，使运行操作人员在操作前能够实时了解接地线的使用情况，监护人也可以实时了解接地线装设情况，确保操作无遗漏。

(3) 与微机“五防”系统配合进行错误告警，防止接地线漏拆。

当运行人员执行电气设备倒闸操作时，如存在接地线漏拆情况，微机“五防”系统会自动发出告警，使微机“五防”系统和监控系统闭锁下一步操作命令的执行，可以有效避免带地线送电等恶性误操作的发生。

(4) 强大的数据记录功能，方便用户查询和监督。

智能接地线管理系统对接地线的使用情况进行实时记录，并提供详细的地线使用记录供用户查询，方便企业管理人员的日常检查和监督。

(5) 采用工业总线控制技术，实现系统安装的灵活性。

该技术使地线检测机构安装位置多样化和具有灵活性，用户可以根据企业生产现场设备的布置情况，灵活选择安装方式。

(6) 多种数据通信接口功能。

装置提供RS232/RS422、以太网等通信接口与微机防误装置通信，实现智能临时接地线管理系统与微机“五防”系统的实时数据通信，确保接地线信息及时传输到“五防”系统。

(7) 非接触检测技术。

系统采用RFID技术，在线检测接地线状态，无接触、无磨损，使用可靠、寿命长。

(8) 支持与多台微机防误闭锁装置连接使用。

某大型水电厂采用集控运作的方式，管辖“两厂三站”，电厂需要装设的临时接地线遍布整个开关站和厂房各区域，不宜采用独立运行的接地线管理系统。

为适应集控运作方式，必须把“两厂三站”所有的设备接地线集中管理，从而使该厂微机“五防”系统功能更加完善，运行管理更加规范，并降低生产人员劳动强度和误操作几率。

该厂的智能接地线管理系统除了具备独立接地线管理系统所需要的设备外，还通过以太网将接地线管理系统引入微机“五防”系统和集控中心监控系统，使集控人员在集控中心就能有效地掌握“两厂三站”的接地线使用情况。

该厂智能接地线管理系统构成如图3所示。

按照《电业安全工作规程》规定，电气设备停电检修的技术措施是停电、验电、装设接地线和装设遮拦、悬挂标示牌。

因此，当需要将电气设备由“运行”转为“检修”状态时，运行ONCALL人员通过微机“五防”系统模拟操作开具电气倒闸操作票，按照正常的开票流程操作即可。

当需要在电气设备的某处装设临时接地线时，可以通过微机“五防”系统人机管理界面，选择需要使用的临时接地线，此时对应的临时接地线状态将发生改变，如颜色的变化、状态的闪烁等，并提示需要装设的地点。

运行ONCALL人员根据“五防”钥匙的操作步骤进行操作，当操作步骤出现错误，如接地线装设地点错误时，“五防”钥匙和微机“五防”系统将立即告警，提示操作人员装设错误，避免误操作事故的发生。

操作人员现场实际操作完成后，微机“五防”钥匙将操作步骤和设备状态的变化等信息通过无线网络自动回传给微机“五防”系统主机后，微机“五防”系统人机界面对应的临时接地线状态按照接地线的实际状态进行转变并提示装设地点，实现指定的临时接地线装设到指定的接地线桩上。

拆除临时接地线所进行的操作与装设过程相反。

智能临时接地线使用流程如图4所示。

通过采用智能接地线管理系统来管理电力企业的临时接地线，消除了电力企业临时接地线管理不规范所带来的生产安全隐患，实现了自动识别接地线的数量、存放地点，实时记录接地线使用情况，实时显示以及地线取走、放回的使用历史记录，并与微机“五防”系统结合实现对漏拆接地线送电等恶性误操作行为的逻辑闭锁和告警。

通过设备智能化升级改造，降低了人为不安全因素对安全生产的影响，提高了企业安全生产系数；同时降低了人工管理临时接地线的成本，促进了企业的规范化管理，为保障电力企业生产安全，特别是人员生命安全起到了重要的作用。

刘李(1987—)，女，助理工程师，主要从事水电厂自动化检修维护工作，email：****************。

【相关文献】1 孙兵，陈立卫．电力线路接地线管理工作探讨[J]．电力技术，2010，19(5)：18-20.2 徐建源，窦文君，王爱弘．接地线状态在线监测系统设计[J]．电力系统自动化设备，2008，28(7):111-113.。