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摘要：在电力企业设备检修中，由于带接地线合闸而造成人员伤亡和设备严重损坏等重大安全事故屡有发生，集中反映出接地线组织管理措施不完善或执行不严格等问题。超（特）高压变电站接地线安全智能管控系统旨在实现对接地线的拆、挂状态进行实时监测，与变电站现有微机防误系统实现无缝连接，使接地线的操作和使用纳入变电站现有微机防误闭锁系统中。系统通过无线通讯网络实时获取站内所有地线的位置及状态，并在地线柜实现地线的存放检测及锁定功能，因此能够实时监测到地线的接地、收回和待用三种状态，及挂接地线桩的位置，并通过图形化方式直观显示，实现了地线应用的全状态监测。切实提高超（特）高压变电站接地线的现代化管理水平，有效消除人为疏忽造成的恶性事故隐患。
关键词：超（特）高压；接地线；实时监测；微机防误；电力
目前，每年在变电站中都有一定的误操作发生，给电力系统带来巨大损失。根据中国电力科学研究院的统计，与接地相关的误操作占各类误操作的数量的60%，其中带接地线（地刀）合闸在五类误操作事故中居于首位[1]。长期以来，接地线的挂接位置及状态不具备实时检测的条件，通过传统的五防系统，只能获知挂接点锁具是否打开，该挂接点是否进行操作，但是该挂节点是否真正进行了地线挂接，挂接的地线是否是符合规格的接地线，尤其是挂接的地线是否及时拆除都无法真正检测，存在着很大的安全隐患。
1.系统原理及构成
研制该装置的主要目标是在线检测地线状态及挂接、存放位置，实时反映接地线的现场装拆及取用过程[2]。该装置采用分布式控制系统架构，主要包括安全管控模块和无线通讯模块两大部分，由地线管理与监控后台系统软件、布置在安全工器具室的地线管理柜、状态监测终端、以及现场的状态检测器、中继器及附件构成。
1.1安全管控模块
安全管控模块应能够五防逻辑接入、实时定位地线位置并监测地线装拆状态。主要包括监测主机、接地线智能控制器、接地桩及智能控制柜。
监测主机用于运行监测软件，采用数据库和计算机信息处理技术开发，实时监测地线状态，可将信息发送至监控、五防和调度系统。接地线智能控制器具备无线数传、无线射频编码(RFID)检测[3]、无线传感开关机和电源自动管理功能。实物图如图1.1所示：
图1.1接地线智能控制器实物图
接地桩具备无线射频编码，能够被智能地线识别。在闭锁时指示为绿色，表示地线头被闭锁，不可取用。在解锁时指示为红色，表示地线头已解锁，可以取用。在地线头放错位置时，蜂鸣器连续鸣叫报警。实物图如图1.2所示：
图1.2接地桩实物图
智能地线柜通过在现有地线柜中加装地线锁定控制器，可以使地线柜具备识别和锁定智能地线的功能。
1.2无线通讯模块
本系统采用无线通讯方式，无线通讯模块主要包括无限通讯基站和通讯中继器两部分。
无线通讯基站用于在变电站内构建无线通讯网络，实现整个变电站内地线装接状态的采集。通讯基站安装在变电站主控室外较开阔位置。当变电站面积较大，通讯基站无法直接实现与智能地线之间的通讯时，通过无线中继器实现无线信号的放大传输。通讯采用Zigbee方式。壳体采用铸铝防水壳体和铁壳双重壳体，具备防水、防潮、抗电磁干扰功能。电源采用太阳能电池板加大容量锂聚合物电池作为电源，电路中设计了充电管理单元，保证电池长期稳定工作。无线通讯模块实物图如图1.3所示：
图1.3无线通讯模块实物图
1.3系统整体组装
以上模块设计完成后，把接地线安全管控系统各部分按顺序组装起来，整体结构如图1.4所示:
图1.4系统整体结构图
2.系统功能
2.1地线状态实时监测
本系统以地线作为检测主体，接地桩和地线柜作为检测目标，即在接地线上安装无线通讯装置和编码检测装置，在接地桩和地线柜中安装RFID编码。接地线检测相应编码后会通过无线通讯方式将检测结果上报至主机。实时监控地线现场的拆挂状态，在后台软件记录并显示当前状态信息，并将此信息发送到五防主机[4]。若有接地线状态发生改变，在五防系统一次图上会立即响应状态变化，直观的做出图元样式的改变。系统能够完全检测接地线的存放、备用和装接状态，检测范围完全覆盖接地线的整个使用过程，不留死角，可以实时查看全站所有接地线在位信息。
2.2接地线五防闭锁
具有智能判断功能保证闭锁头与地线一一对应，位置错放则有声光报警提示。具有地线解锁延时检测再闭锁功能，避免解锁后无操作而造成地线失控的问题。具有地线回位自动闭锁功能，对应的地线放回闭锁头时，闭锁头自动闭锁地线，无需再授权。地线与闭锁器一一对应，若位置放错，闭锁器会报警提示，防止了地线的乱取乱放。
2.3记录、检索功能
系统存储地线的每次存取记录、拆挂记录，并可随时检索查询。可以将接地线装设的位置、接地线装设和拆除时间等信息都记录下来，为变电站地线管理提供有效的依据。
3.总结
本系统对接地线的拆、挂状态进行实时监测，地线管理与监控系统后台软件将地线的在位信息及现场拆、挂状态信息实时上传给五防系统，与变电站现有微机防误系统实现无缝连接，使接地线的操作和使用纳入变电站现有微机防误闭锁系统中，实现全程微机防误闭锁管理[5]，确保接地线状态的信息监管，从而保障防误系统与现场地线状态的一致性。真正实现了接地线状态的实时监测和管控，大大提高了安全水平，为电力运行倒闸操作安全提供了一种有效的技术保障手段。该系统的投入使用，消除了由于接地线误操作造成的事故隐患，有效提高了电网稳定性和供电可靠性，具有显著的安全、人员和社会效益，推广前景广阔。
参考文献:
[1]蒋超鹏,徐江.电气倒闸操作及误操作分析与讨论[J].电子世界,2014，（04）：44-45.
[2]冯琪.电气倒闸操作及误操作分析[J].通讯世界,2013，（11）：73-74.
[3]南新志.无线数据传输系统的实现[J].电子设计应用,2002，（01）:13-15.
[4]刘旭飞,李晓辉,梁新宇.基于Zigbee技术的无线数据传输系统及抗干扰分析[J].电脑知识与技术,2012,8（10）：2412-2414.
[5]张沛超.多功能微机防误操作闭锁系统[M].北京：中国电力出版社,2006.