防止带电挂接地线的近电报警器研制及应用

暅1华梓莼1戢李刚2陈

昊2

（1.南京工程学院电力工程学院，江苏南京211167；2.国网江苏省电力公司，江苏南京210024）

摘

要：在设备由运行状态改检修状态的过程中，对设备验电后，挂接地线时，可能出现突然来电、走错间隔等突发因素，造成带电

挂接地线的误操作事故。因此，为加强安全防护，避免带电挂接地线的误操作事故发生，研制接地线近电报警器，在接地线靠近悬挂位置时，如有电报警器将进行报警，提醒操作人员对操作的正确性进行确认，防止因疏漏导致带电挂接地线。

关键词：近电报警；GPS定位；光电测距；防拔起报警

0引言

电力系统进行线路施工和维护时需要投入接地线，实现

可靠接地，以保证配电设备和施工人员的安全。施工后接地线的安全拆卸对电力系统的安全运行具有至关重要的作用，然而现有的“五防”系统不能解决临时接地线的安全拆卸问题，使得防护系统存在安全漏洞，导致带地线合闸行为不能被及时发现和制止[1]。在设备由运行状态改检修状态的过程中，对设备验电后，挂接地线时，可能出现设备突然来电、走错间隔等突发因素，造成带电挂接地线的误操作事故。

因此，为保障系统的安全运行，需要实现电力接地线的在位监测，从而进行合理调度，避免人为因素造成的损失。为加强安全防护，避免带电挂接地线的误操作事故发生，现对接地线安装近电报警器，在接地线靠近悬挂位置时，如有电报警器将发生报警，提醒操作人员对操作的正确性进行确认，防止因疏漏导致带电挂接地线[2]。

1近电报警器简介[3]近电报警器能够在工作人员带电作业的情况下实现近电

报警，从而防止工作人员无意中带电挂接地线这一错误操作。基于现有的近电报警及GPS定位技术，本文研究了对接地线导线端近电报警和接地端脱离报警的检测方法，并对接地端脱离的接地线实施GPS定位[4]

。

近电报警器将接收的监测信号进行前端分析处理，取出50Hz工频信号，经过数字滤波排除干扰信号，分析其信号强度，当达到预设值时，发出无线报警信号给接收端，接收端在接收到该信号后报警，提示用户设备已接近强电，请注意安全。预警系统只对10kV工频50～60Hz的电压预警，电路通过数字滤波抗干扰，稳定可靠[5]。特别注意：近电感应报警器不对直流、高频、静电预警；由于架空单线周围电场稳定检测灵敏度高，而该设备主要用于检测室外架空线，检测的电压可根据需要在生产设备时在一定限度内加以调节[6]。

通过对近电报警器与接地线的绑定研究，将报警器与接地线有效组合，通过检测试验，不影响安全使用；通过对报警器灵敏度的研究，使报警器能够定位且不会产生误报；通过对报警器灵敏度和接地端脱离定位原理的研究，增强报警器的可靠性[7]

。

项目名称：2017年江苏省高等学校大学生创新创业训练计划项目（2017112760H）

这套装置设计了电阻测试仪来实现近电报警、地线虚接地这两种功能。电阻测量仪是专为现场测量接地电阻、土壤电阻率、接地电压、接地线漏电流、交流电流、直流电阻而精心设计制造的，采用最新数字处理技术，精密四线法、三线法和简易两线法、选择法、双钳法测量接地电阻，大口径电流钳设计，可测量使用大型接地引下线的接地系统，可灵活准确测量单点和网状接地等各种复杂接地情况的任意接地电阻值，并联接地测量时无需断开任何并联接地电极，最大程度地提高了测量的方便性[8]。导入FFT（快速傅里叶变换）技术、AFC（自动频率控制）技术，具有独特的抗干扰能力和环境适应能力，重复测试一致强，确保了长年测量的高精度、高稳定性和高可靠性。

2近电报警器的设计[9]近电报警器的信号是通过运算放大器设置一个比较器运

行电压报警，当测量值大于电压报警临界设定值时开启报警功能，仪表将闪烁将显示“”符号，并发出“嘟———嘟———嘟———”的报警声。

三线法、四线法测量接地电阻值采用额定电流变极法（适合准确测量单点接地系统），即在测量对象E接地极和C（H）电流极之间流动交流额定电流I，求取E接地极和P（S）电压极的电位差V，并根据公式R=V/I计算接地电阻值R，如图1所示。为了保证测试的精度，采用四线法时，增加ES辅助地极，实际测试时ES与E夹在接地体的同一点上。

图1三线法测量电阻

选择法测量接地电阻值采用电流变极法（适用于不解扣测量并联接地系统的其中一个地网接地阻值），在Re1、Re2、Re3接地极和C（H）电流极之间施加交流电流I，通过CT2测量出流经Re3的电流I3，同时测出Re3接地极和P（S）电压极的电位差V，并

根据公式Re3=V/I3计算接地电阻值Re3，如图2所示。为了保证测试的精度，采用四线法时，增加ES辅助地极，实际测试时ES与E

23电气工程与自动化◆DianqiGongchengyuZidonghua

夹在接地体的同一点上。

图2选择法测量接地电阻

双钳法测量接地电阻值（适用于多点并联接地系统不打辅助地桩测量），通过激励钳CT1产生一个交流电动势V，在交流电动势V的作用下在回路中产生电流I，再通过CT2检测到反馈的电流I，并根据公式R=V/I计算出电阻值，如图3所示。图中R=Re+R1//R2//R3//…Rn-1//Rn，当R1//R2//R3//…Rn-1//Rn多个接地点并联后的阻值）远小于Re时，有R≈Re。

图3双钳法测量接地电阻

土壤电阻率（籽）测量采用四极法（温纳法）：E接地极与C（H）电流极间流动交流电流I，求P（S）电压极与ES辅助地极间的电位差V，电位差V除以交流电流I得到中间两点电阻值R，电极间隔距离为a（m），根据公式籽=2仔aR（赘m）得出土壤电阻率的值，C（H）-P（S）的间距与P（S）-ES的间距相等时（都为a）即为温纳法。为了计算方便，需让电极间距a远大于埋设深度h，一般应满足a＞20h，如图4所示。

图4四极法（温纳法）测量电阻

二、三、四线直流电阻测试采用额定电流变极法（适合测量等电位连接电阻），即在测量对象R之间流动直流额定电流I，求取R两端的电位差V，并根据公式R=V/I计算接地电阻值R，如图5所示。为了保证测试的精度，采用四线法时，增加ES辅助地极，实际测试时ES与E夹在被测物的同一点上。

以上几种方法中，其工作误差（B）是额定工作条件内所得误差，由使用仪表存在的固有误差（A）和变动误差（Ei）计算24图5额定电流变极法测量电阻

得出：

B=±（A+1.15×式中，A为固有误差；E姨E22+E32+E42+E52）2为电源电压变化产生的变动；E3为温度变化产生的变动；E4为干扰电压变化产生的变动；E5为接触电极电阻变化产生的变动。

3近电报警装置的研制近电报警装置的设计原理图如图6所示。

图6近电报警装置原理图

近电报警装置的微处理器原理图如图7所示。

图7近电报警装置微处理器原理图

本装置具备带电监测报警、接地针防拔出报警及接地线使用监测位置等功能，接地线安全报警器自带高压监测功能。非接触式高压验电是实现安全生产的重中之重，且对于危险性作业尤其重要，在高压线路停电检修时，必须遵循停电、验电、挂地再开始操作的规定。

（DianqiGongchengyuZidonghua◆电气工程与自动化110kV电缆户外终端平台的研制甄志明

温带银

钟泳康

何锡忠

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门529000）

摘

要：为提高输电电缆线路日常工作的效率及电缆终端头运行的安全可靠性，提出了电缆终端头在钢管塔上安装方式的改进方

法，以实现在110kV电缆终端塔上使用湿式电缆终端头，将早期不合理的电缆终端头安装方式替换成安全可靠的电缆平台。该改进措施能在不扩大占地面积的同时使用湿式电缆终端头。

关键词：电缆平台；终端头；安装方式

0引言

近年来，电网建设投资不断增加，城市化建设也同样保持

缆终端平台、电缆终端头及电缆终端避雷器。电缆终端平台通过角材支撑牢靠固定在铁塔上，并承载着三相复合（瓷套）型终端头等附件设备。电缆平台上分别给电缆终端头和避雷器留出安装位置，电缆终端头和避雷器分别前后一字排开、前后布置，避雷器处于平台最外侧，相应的电缆头在靠内侧方向，再往内侧就是留给工作人员站立的地方，这样就为检修人员提供了可站立的空间条件，如图1所示。

着突飞猛进的发展，在城市中输电线路走廊的规划以及城市建设与电力网络之间的相互配合成为目前电力发展的重点。

本研究设计研制了一种既可采用湿式电缆终端头，同时能将占地面积尽可能压缩的终端头安装方式。

1现况问题分析根据目前的运维情况，干式终端头的安装方式不合理是

电缆线路存在的主要问题之一。电缆终端头安装质量不良，且长期在弯曲变形的状态下运行，终端头应力锥部分电场会出现畸变，局部位置场强过大，最终会导致击穿绝缘，发生故障。

对电缆终端头的优缺点和安装方式有如下总结：（1）使用湿式终端头占地面积大；（2）若使用杆塔上横担方式，则使用的干式终端头抗外力性能低下，且横担位置小，不便于施工人员塔上操作。

因此，需要研制出一种既可以使用湿式终端头，又不增加占地面积的电缆终端安装方式。

图1平台平面结构布置图

每相架空导线从垂直于主杆和横担所在平面的方向接至各个横担之后，再转向下以平行主杆的轴线方向延伸，通过横担绝缘子的支撑，保证裸导线与杆身以及每相裸导线之间

[5]陈福胜.海军光电系统手册[M].北京：国防工业出版社，

2004.

[6]王昌长，李福祺，高胜友.电力设备的在线监测与故障诊断

[M].北京：清华大学出版社，2006.

[7]王楚，余道衡.电路分析[M].北京：北京大学出版社，2000.[8]陈昊，朱超，李义峰，等.输电线路工频电场的计算与测量研

究[J].电气工程学报，2016，11（5）：40-45.

[9]田涛，陈昊，徐晶冉，等.变电站智能现场报警装置的研究设

计[J].电工电气，2015（5）：29-32.

2电缆终端平台的设计分析本次设计的电缆终端平台位于杆塔的下半部分，包括电

4结语通过本次技术创新，可靠消除了以前挂接地线操作存在

的全部风险。以前，在设备由运行状态改检修状态的过程中，对设备验电后，挂接地线时，可能出现设备突然来电、走错间隔等突发因素，造成带电挂接地线的误操作事故。本项目成果的研究开发与成功应用，能够避免带电挂接地线的误操作事故发生，在对接地线加装近电报警器后，接地线靠近悬挂位置时，如有电报警器将发生报警，提醒操作人员对操作的正确性进行确认。

［参考文献］

[1]楼东雷.对于现代微机五防装置在变电站的应用分析[J].广

东科技，2008（18）：93-94.

[2]国家电网公司电力安全工作规程变电部分：Q/GDW1799.1—

2013[S].

[3]康华光.电子技术基础：模拟部分[M].4版.北京：高等教育出

版社，1999.

[4]刘大杰.全球定位系统（GPS）的原理与数据处理[M].上海：同

济大学出版社，2007.

收稿日期：2017-12-25

作者简介：毕睿华（1977—），男，江苏淮安人，博士，讲师，研究方向：高电压技术、电力系统无功优化等。

25