物联网技术在变电站接地线管理中的应用

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物联网技术在变电站接地线管理中的应用【1】

摘要：接地线是电力系统中为了在已停电的电气设备上意外地出现电压时保证工作人员生命安全的重要工具，安装和拆除接地线是电力系统中一项重要的检修操作。

物联网技术的发展为在技术措施上加强接地线管理提供了可能。

关键词：接地线管理物联网技术恶性误操作五防闭锁

在变电站检修过程中，挂接接地线是保护检修人员的一道安全屏障，可防止突然来电对人体的伤害。

但是由于接地线独立于现场统一设计、统一安装电气设备，与挂接处的电气设备缺乏完善的五防闭锁，因为变电运转人员的工作失误而造成的恶性误操作在电力企业安全事故通报中时有发生。

近年来随着物联网技术的发展，为电力企业生产过程中接地线管理的可控、能控、在控提供了技术解决措施。

1、概述

1.1物联网技术

物联网技术指的是将无处不在的末端设备和设施，包括具备内在智能的传感器、移动终端、工业系统、数控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和外在使能，如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与设备等等智能化物件或动物或智能尘埃，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通、应用大集成、以及基于云计算的SaaS营运等模式。

在内网、专网、和/或互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程制约、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能，实现对万物的高效、节能、安全、环保的管、控、营一体化。

1.2变电站接地线管理目前状况

变电站均配备接地线专用的接地线柜，柜子上按照接地线数量分隔成相应的格子，并标识好与接地线编号一致的编号，同时在接地线柜上方设置接地线去向牌，要求变电运转人员根据接地线状态做好登记。

从组织措施上而言，以上管理手段已经在最大程度上规避了漏拆接地线情况的发生。

但是在实际工作中因为漏拆接地线而发生的带接地合闸恶性误操作还是常有发生，同时上述组织措施对走错间隔，带电挂接地线的恶性误操作仍旧无法解决。

根据国家电网公司的最新统计，带接地线(接地刀闸)合闸的恶性事故居各种误操作事故的首位，而这些事故的发生，大部分是由于接地线的误操作和缺乏安全监管所造成，反映出接地线的措施不完善或执行不严格等理由。

因此，加强接地线的日常管理，确保接地线能被正确使用和装拆，实现对接地线使用和操作过程的有效管控是保障电力安全生产和电气设备可靠运转的重要保证。

如何从源头上有效杜绝接地线误操作带来的安全隐患，实现接地线存储、使用等各环节的有效管控，除了要制订相应的管理制度、加强人员的作业培训和安全教育外，迫切需要通过一种技术措施，实现对接地线使用过程的有效管理，并将接地线的管理纳入到变电站现有微机五防闭锁系统中，以提高电力生产的安全性和可靠性。

2、基于物联网技术的接地线管理系统

根据物联网全面感知、可靠传输、智能处理的三大特性，结合变电站防误操作的技术特点，在某公司220千伏变电站进行了接地线管理系统的研制。

2.1全面感知地线闭锁桩、接地插头

通过地线闭锁桩和接地插头完成了对接地线的全面感知。

主要完成了解锁、闭锁接地线和检测接地线的存放情况两项任务。

地线闭锁桩采用了一种可沿圆周(360度)读码的RFID读取技术，使接地插头在地线闭锁桩上的操作非常简单、方便，并有极高的可靠性。

系统中，地线闭锁桩的数量可根据接地线的实际数量进行配置。

一个地线管理制约器最多可以制约64个固定桩。

专用接地插头及接地线是该系统的被控部件。

专用接地插头上设置有与五防接地桩的连接接口和用于接地线身份标识的圆形RFID码片。

2.2可靠传输地线管理制约器、以太网

通过地线管理制约器和以太网实现了接地线数据信息向主控单元的可靠传输。

主要完成：通过地线闭锁桩轮询接地线存放状态并向主控图形系统汇报;接收主控图形系统下达的命令，并将命令下达到地线闭锁桩两项任务。

向上与主控图形系统之间采用以太网方式进行通讯，向下与地线闭锁桩之间采用工业现场总线RS485方式进行通讯。

一个系统最多可挂接256个地线管理制约器。

2.3智能处理主控图形系统

通过主控图形系统实现了接地线信息和五防逻辑的智能处理。

主控图形系统由PC主机和运转于PC主机上的接地线管理图形软件组成。

该软件可以为五防图形软

件，也可以是一套独立运转的软件。

其主要任务是通过地线管理制约器查询并显示接地线存放的相关信息和根据五防系统的要求向地线管理制约器发出解锁或闭锁接地插头的命令(与微机防误闭锁系统配合使用)。

它与地线管理制约器之间采用以太网通讯方式。

2.4接地线管理系统的主要功能

2.4.1固定桩管理

可根据固定桩出厂编码和临时地线号码在制约器中安装、卸载固定桩。

根据临时地线插头的ID号，完成临时地线的一一对应存放

对安装的固定桩状态快速循环查询并显示，实现临时地线使用状态查询。

可按照图形五防系统的命令，对指定的临时地线进行锁定、解锁操作。

2.4.2操作记录存储功能：

对固定桩的安装、卸载，临时地线的加锁、解锁操作进行记录，记录信息有操作时间、操作者、操作动作、临时地线号码、固定桩设备号等;记录信息掉电后不丢失。

2.4.3自动报警功能：

当临时地线归还时放错位置，将在制约器进行蜂鸣报警。

固定桩的锁定机构出现故障时，将在制约器进行蜂鸣报警。

系统与微机防误系统进行通讯，自动记录接地线的存取和使用信息，并实时将接地线的使用状态反馈到微机防误图形上，通过防误逻辑真正做到接地线在使用过程中不出现错挂、漏拆等误操作行为。

和本身的微机防误闭锁系统有效结合，实现更多的管理功能。

3.结论与展望

通过地线管理系统主机、地线闭锁桩、接地插头、地线管理制约器、以太网和RS485通讯网络组成了变电站内的小型物联网，实现了接地线所挂接的位置和状态的实时跟踪和检测。

再通过与微机五防闭锁系统的有效结合，从技术手段上有效解决了接地线的错误挂接、忘记拆除地线等理由，从而有效防止了接地线管理使用不当造成的恶性误操作事故的发生。

通过日趋完善的地线管理系统逐步应用在变电站中，对于接地线的存放和使用都能够通过硬件设备和相应的技术手段得以规范，对电力系统的安全生产发挥着其应有的作用。

但是再梳理临时接地线的操作过程，会发现在某些方面仍然存在漏洞可能导致误操作事故的发生，如挂临时接地线时，在接地端已经固定好在地线桩上，但接地线的导体端如因人为疏漏理由未可靠挂接到设备上，在此情况下检修设备就可能会导致人身事故等，目前也没有有效技术手段能够解决这一理由，所以地线管理系统技术还需要更进一步的完善以求解决还存在的一些难题。

参考文献：

[1]《国家电网公司防止电气误操作安全管理规定》，国家电网安监[2006]904号文，

[2]《2003年以来国家电网公司防止电气误操作工作总结及调研报告》，国家电网公司中国电力科学研究院

[3]《国家电网公司电力安全工作规程(变电部分)》，国家电网安监[2009]664号，国家电网公司

[4]陈志根.智能临时接地线管理系统变电站的应用理由[J].湖北电力，2010

湖南郴州电网抗冰应急管理对策【2】

摘要：在冰冻灾害的情境下，有效的应急管理策略应充分利用一切可能的力量，迅速制约灾情的发展，使损失降低到最小程度。

本文结合湖南省电力公司郴州电业局在电网防冻融冰的实际经验，构建了以预防、应急准备、应急响应、恢复与处理为内容的，针对雨雪冰冻灾害性天气的应急管理策略，从而实现了有效的应急管理目的，为保障雨雪冰冻环境下的电网稳定运转、减少冰冻灾害带来的损失提供了借鉴。

关键词：电网抗冰应急策略

一、前言

自1952年至2012年，郴州电网每年都发生冰冻，分析61年的资料可以得出，电网冰冻一般发生在从11月开始出现，次年3月结束，主要集中在12月、1月和2月，其中1月出现冰冻的几率最大。

郴州输电网络大多经过山顶，垭口，风道以及空气湿度较大的微气象、微地形区，容易出现冰冻现象。

2008年的一场冰灾几乎给郴州电网带来了灭顶之灾，整个郴州陷入黑暗达5天之久，给人们的生产生活带来巨大影响。

由于冰冻灾害的出现难以准确预见，冰情难以制约，具有突发事件的特点，应当纳入应急管理的范畴，因此有必要加强对电网抗冰应急管理策略的研究力度，将研究和实践紧密结合，尽可能减少冰冻灾害产生的损失。

二、郴州电网抗冰应急管理策略

在充分研究《中华人民共和国突发事件应对法》、《电力企业综合应急预案编制导则》、《电力安全事故应急处置和调查处理条例》及国家电网公司、湖南省电力公司应急管理有关文件和规章制度的前提下，结合郴州电业局实际情况、自身特点和以往雨雪冰冻应急处置经验，逐步摸索出一套适合于郴州电网抗冰应急管理的策略。

我们认为，电网抗冰应急管理是通过合理可行的科学规划，在冰冻灾害发生前后充分利用一切可能的力量，迅速制约事故的发展，将冰冻灾害对电网造成的损失降低到最小程度。

而在冰冻突发的情境下，能够有效的应对的关键在于及时地做出科学的决策，而科学的决策应以科学程序为基础，抗冰应急管理的程序由预防、准备、响应、恢复4个主要环节组成( 如图 1 所示 )。

(一)预防。

预防是指消除企业生产经营过程中突发事件出现的机会或减少事故造成的影响的一切活动。

针对冰冻灾害，企业应制定财务、质量、安全、物资方面的预警标准及管理制度，并确定相应的部门实施，其基本的出发点在于预警标准的制定与预防管理制度的完善与实施。

冰冻灾害的出现不能预防，但可以通过事先制定的相应预防性措施减轻其危害。

郴州电网抗冰应急管理采取的预防措施有：成立防冻融冰应急指挥领导小组，组织建立以责任制为核心的应急管理规章制度与标准，落实应急管理的资金，检查发现生产经营中的薄弱环节与隐患等项工作。

在预防阶段，尤其在在雨雪冰冻灾害多发期，密切注意气象部门发布的灾害预报，加强对所属电网设施设备的巡查，在冰冻多发地段，建立人工观冰哨，定人定责，分线、分区域观冰，同时利用线路覆冰在线监测装置等预报监测系掌握灾情，尽早获得风险数据，为防冻融冰领导小组的决策提供基础数据。

(二)应急准备。

应急准备是指制订出计划，以确定在冰冻现象出现的时候如何有效地应对。

包括防冻融冰应急预案的制定、资源( 资金和设备)的分配和调度、应急救援组织建设、组织协调与和沟通的平台建设、宣教培训的实施，做好各种应对准备工作。

有备才能无患，充分准备是电网抗冰应急管理的一项主要原则。

主要措施有：利用现代信息技术建立气象信息收集网络和冰情观测网络，加强信息分析整理，咨询专家，依靠技术和知识提高风险信息分析能力，以争取早期预警和正确决策;组织制定防冻融冰应急预案，并根据情况变化随时对预案加以修改完善;就防冻融冰应急预案组织模拟演习和人员培训;建立设立风险等级、预警系统;与相关行政部门、社会专业应急组织和有关咨询公司等订立联动应急计划，以落实应急技术支持、物资设备供应、应急人员等事项，为应对冰冻灾害做好准备。

准备得越充分，应对突发事件就会越有成效

(三)应急响应。

应急响应是指冰冻灾害出现以后，通过各种措施制约和降低损害的一系列行为。

这一阶段包括了许多重要环节，如事故评估、危机警报、紧急措施、应急策略、媒体沟通等等。

及时进行应急响应是应对冰冻灾害的一项主要原则。

主要措施包括：进行预警提示，启动应急计划，采取紧急措施，评估事件等级，与内部员工报告危机状况以及所采取的应对措施，提供基本的应急保障等一系列工作。

这是应对突发事件的关键阶段、实战阶段，考验应急体系的处置能力，尤其需要解决好以下几个理由：一是要提高快速反应能力。

反应速度越快，意味着越能减少损失。

经验表明，建立统一的指挥中心有助于提高快速反应能力。

二是冰冻灾害的应对，需要企业决策层及各级管理层具有较强的组织动员能力和协调能力，使企业各个部门的力量都参与进来，相互协作，共同应对危机。

三是要为应急管理组织员配备必要的资源，以提高危机事件情境下的应急处置能力，尽量减少企业的损失。

郴州电网按照轻度、中等、重度冰冻等级和线路重要程度等级，启动相应的防冻融冰组织体系及融冰策略。

1、郴州电网冰冻等级划分

轻度冰冻：连续冰冻日数(1～3)天。

中等冰冻：连续冰冻日数(4～6)天。

重度冰冻：连续冰冻日数7天或以上。

2、线路重要程度等级划分

特级线路：220千伏战略保电通道;

一级线路：其它220千伏线路、110千伏战略保电通道、电铁供电线路;

二级线路：其它110千伏线路;

三级线路：35千伏线路。

3、在确定冰冻等级和线路重要程度后，防冻融冰工作有序实施：对同一融冰电源多条线路覆冰时，依据线路重要程度等级决定融冰实施顺序;重度冰冻期间，同一区域多个融冰电源多条线路覆冰但不具备同时融冰条件时，依据线路重要程度等级决定融冰实施顺序;重度冰冻期间，重要程度相同的多条线路覆冰但不具备同时融冰条件时，融冰顺序由郴州电网防冻融冰领导小组决定。

同一线路有多种融冰方案可以选择时，融冰方案选取顺序为直流融冰、低电压交流融冰、高电压交流融冰。

同一融冰电源多条线路覆冰时，尽量采取多条线路串接同时融冰方案。

表2为抗冰应急管理中不同冰冻等级的应急响应策略。

(四)恢复与处理。

恢复是指通过各种措施，恢复企业正常的运作和秩序。

包括事件评价、事件处理、追究责任等。

在冰冻灾害得到有效制约之后，应积极开展各项恢复工作以尽快恢复正常的状态和秩序。

由冰冻灾害应急领导小组办公室组织对应急预案和应急救援处置过程进行全面地总结、评估，找出不足并明确改善方向，及时对应急预案的不足之处予以修订。

主要措施包括：启动恢复计划，重建生产秩序，尽快恢复正常生产活动，进行事故与应急管理评估等。

这个阶段的工作重点，一是要协调好担保及保险等相关部门的介入，尽快做好事后处理工作; 二是要进行客观的事后评估，分析总结应急管理的经验教训，这不仅可以为今后应对类似突发事件奠定新的基础，而且也有助于推动制度和管理创新。

三、结束语

随着全球变暖和环境的加剧恶化，极端天气频繁，冰冻成为威胁电网安全的重要危险源，快速准确的应急处置策略可以大大减少冰冻灾害带来的损害，有利于电网在冰冻期间的安全稳定运转。