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摘 要：本文研究的智能保护型安全接地操作箱，可实现低压配网检修中停电状态下的可靠接地操作，具备防止线路带电时误合接地刀闸的智能保护功能。研究结果为用户提供统一的标准接地装置，提高配电维护和检修的安全性，产品落地最终可以为老用户配电安全改造、新建用户的配电设计和施工提供新型规范装置。
关键词：智能、接地箱、红外控制
0 背景
在国内外电网安全事故中，由于检修中接地线挂接问题引起触电或则设备短路等情况占大多数，尤其对于复杂低压配电环境下，实现线路的安全检修非常必要。但是，由于现有配电线路在设计和施工时，尚未考虑检修时的安全接地防护要求，在接地体的设置、停电线路挂设接地线的操作方式上，未能提供统一的接地操作装置，有时甚至无合适的接地上引线和接地点。这给停电线路挂接地线的操作带来极大的不便。
当前形势下，新能源入户，并且可以逆馈入网，更增加了配电网的复杂性。检修时，不仅要考虑用户线路和设备中残余电能的释放、检修时防止重合闸等问题，还要考虑用户侧的逆馈能量免于接地短路，以及防止对检修人员造成伤害。传统的低压配电线路停电检修时，电缆线路采用单根接地棒进行接地，不能科学智能的判断出停电线路运行时是否还存在剩余的电压，无法保证线路设备和人身安全。而且每次在停电线路检修时，都要随时随地携带不方便，还需要将接地棒与所接地的线路对接，耗费人力工时，存在安全隐患。
因此，亟需研制一款在低压电环境下，用于各类用户配电检修的智能保护型配电检修安全接地操作箱，有效利用电子监测单元，检测和保护接地箱的正确操作，减少人员的压力，提高安全性和可靠性。
1. 智能接地箱设计思路
1.1防止带电挂接地线的智能监测方法研究
智能保护接地箱，必须具备防止带电挂接地线的功能。避免在线路未停电时操作接地装置，造成金属性短路，引起线路跳闸，扩大停电范围。对用户走线不明确的场所，一旦检修人员误判线路，可能会遭遇带电危险。对于未按正确过程操作的行为，智能监测应能给出指示，给出被检修线路的电压真实值，并且对强行带电接地行为，给出警告，同时能实现机械闭锁，阻止接地行为。
1.2接地装置的可靠接地强度研究
在检修过程中，停电线路遭遇异常重合闸时的接地强度，包括首端供电开关的重合，用户侧的自备电源、光伏逆馈等送电操作等情况。在此过程中，接地体、上引线、接地设备，在短路冲击下不会损坏，以可靠强度维持接地状态，确保维护工作人员的人身安全。
采用合理設计强度，包括接地联络线、接地刀闸、接地上引线以及各类配件，必须有足够的机械强度和引流强度，确保可靠接地和耐受冲击，并能可靠地多次重复操作，避免临时挂接地线时可能遭遇的各种麻烦，减少事故发生的几率。
1.3可靠接地方式的选择和接地箱的安装方式的设计
根据接地操作箱应有的强度需求，研究适用于新建用户线路、老用户改造线路的接地体设置方案，选择恰当的接地电阻值，并规定上引线规格和上引方式。对于接地箱的安装位置和安装方式进行研究和实践，需提高接地操作便捷性，同时也要确保日常运行时有足够的安全性，并禁止他人随意操作接地刀闸。
2 智能接地箱控制原理及功能实现要求
智能保护型配电检修安全接地操作箱，可以对通过智能判断协助运检人员正确的重合闸刀，在一条线路完成一次安装后，当该线路出现停电检修时，可以完全代替接地棒。
控制原理图如图1，主要的功能实现包括：
1）、能起到很好的接地保护作用。
2）、接地箱内部装有ABC三项的闸刀，通过合上/拉开刀闸，进行有效的接地和断开。
3）、红外探测联动功能：当设备监测到当前所检修的低压线路存在运行电压时，如果检修人员前去合上闸刀，则会触发红外探测装置，联动控制插销，使闸刀无法合上。当设备监测到当前所检修的低压线路没有电压时，可以顺利合上闸刀，起到接地保护的作用。
4）、现场显示屏：当打开接地箱的箱门时，通过显示装置可以实时查看当前线路的电压值。
3技术要点分析
3.1冲击耐受试验要求
按设计引流值，对符合设计和安装要求的接地箱，作接地时的重合闸试验，和引流试验，接地箱应该有足够的机械强度和电气强度。
3.2 智能保护功能
智能接地箱在线路未停电时，应能提供线路（包括三相线路、单相线路）的实际电压值，并提供带电警示灯；在线路带电的情况下，智能接地装置应能对接地刀闸的操作行为进行警告，并进行自锁，即使强行操作接地，也无法实施接地操作。
3.3 接地操作和可视断口
智能保护接地箱，可以多次可靠进行接地操作。接地开断后，提供可视断口，供检修人员检查核对。
3.4 防雨、防污能力
智能保护接地箱，在许可的安装地点，满足防雨、防水、防污等要求，保证可靠性，不出现导体受损、机构失灵等现象，确保保护机构、自锁机构能准确动作，接地操作得到有效的监护。
4应用效果分析
4.1 规范用户配电线路的接地设施
有效安装了智能保护接地箱的用户，在进行检修时，不需要另配接地线等检修材料和工具，将原来的寻找接地桩、验电、挂接地线等工作，简化为利用智能接地箱进行简便的操作，将各种用户线路无规范接地体、接地点的状况，彻底规范为一个标准的接地设备，为操作票的执行、操作过程的标准化、操作过程中的验证和复核等检修必备内容，提供了可靠支撑的保障。
4.2 减轻检修人员的负担和规避检修风险
普及智能接地箱，用很低的代价，实现接地行为的标准化，可以很大程度上减轻检修人员的心理压力和工作负担，继而可以采用规范的操作程序进行检修操作，唱票、执行、相互校核等检修必备工作可以流程化，避免因接地行为冗长，破坏了检修工作的连贯性，引发疏漏。
4.3 提高接地可靠性保障人身安全
智能保护接地箱，可以有效阻止带电挂接地线的行为发生，并有足够的接地和引流强度，在遭遇重合闸时，不会因自身损坏而使被检修线路复电，进而危及检修人员的安全。
5 .结束语
智能保护接地箱，可以有效阻止带电挂接地线的行为发生，并有足够的接地和引流强度，在遭遇重合闸时，不会因自身损坏而使被检修线路复电，进而危及检修人员的安全；实现检修时停电状态下的可靠接地操作，并具备防止线路带电时误合接地刀闸的智能保护功能。
因此，智能保护接地箱具备综合成本低、设置规范、可靠性高，并具备智能防误操作等特点，可以大大提高检修工作的效率，保障人身安全，避免各种疏漏导致的跳闸故障、人身危害等情况的发生，具有很好的市场推广价值。
本文研究内容来自国网浙江省电力公司科技项目《0.4kV智能保护接地箱的研究与开发项目》。
参考文献：
[1]周宇波.智能电网及其电力系统通信技术应用研究 [J]. 科技资讯. 2016 （27）
[2]徐建源，窦文君，王爱弘. 接地线状态在线监测系统设计 [J]. 电力自动化设备. 2008 （07）
关键词：智能、接地箱、红外控制
0 背景
在国内外电网安全事故中，由于检修中接地线挂接问题引起触电或则设备短路等情况占大多数，尤其对于复杂低压配电环境下，实现线路的安全检修非常必要。但是，由于现有配电线路在设计和施工时，尚未考虑检修时的安全接地防护要求，在接地体的设置、停电线路挂设接地线的操作方式上，未能提供统一的接地操作装置，有时甚至无合适的接地上引线和接地点。这给停电线路挂接地线的操作带来极大的不便。
当前形势下，新能源入户，并且可以逆馈入网，更增加了配电网的复杂性。检修时，不仅要考虑用户线路和设备中残余电能的释放、检修时防止重合闸等问题，还要考虑用户侧的逆馈能量免于接地短路，以及防止对检修人员造成伤害。传统的低压配电线路停电检修时，电缆线路采用单根接地棒进行接地，不能科学智能的判断出停电线路运行时是否还存在剩余的电压，无法保证线路设备和人身安全。而且每次在停电线路检修时，都要随时随地携带不方便，还需要将接地棒与所接地的线路对接，耗费人力工时，存在安全隐患。
因此，亟需研制一款在低压电环境下，用于各类用户配电检修的智能保护型配电检修安全接地操作箱，有效利用电子监测单元，检测和保护接地箱的正确操作，减少人员的压力，提高安全性和可靠性。
1. 智能接地箱设计思路
1.1防止带电挂接地线的智能监测方法研究
智能保护接地箱，必须具备防止带电挂接地线的功能。避免在线路未停电时操作接地装置，造成金属性短路，引起线路跳闸，扩大停电范围。对用户走线不明确的场所，一旦检修人员误判线路，可能会遭遇带电危险。对于未按正确过程操作的行为，智能监测应能给出指示，给出被检修线路的电压真实值，并且对强行带电接地行为，给出警告，同时能实现机械闭锁，阻止接地行为。
1.2接地装置的可靠接地强度研究
在检修过程中，停电线路遭遇异常重合闸时的接地强度，包括首端供电开关的重合，用户侧的自备电源、光伏逆馈等送电操作等情况。在此过程中，接地体、上引线、接地设备，在短路冲击下不会损坏，以可靠强度维持接地状态，确保维护工作人员的人身安全。
采用合理設计强度，包括接地联络线、接地刀闸、接地上引线以及各类配件，必须有足够的机械强度和引流强度，确保可靠接地和耐受冲击，并能可靠地多次重复操作，避免临时挂接地线时可能遭遇的各种麻烦，减少事故发生的几率。
1.3可靠接地方式的选择和接地箱的安装方式的设计
根据接地操作箱应有的强度需求，研究适用于新建用户线路、老用户改造线路的接地体设置方案，选择恰当的接地电阻值，并规定上引线规格和上引方式。对于接地箱的安装位置和安装方式进行研究和实践，需提高接地操作便捷性，同时也要确保日常运行时有足够的安全性，并禁止他人随意操作接地刀闸。
2 智能接地箱控制原理及功能实现要求
智能保护型配电检修安全接地操作箱，可以对通过智能判断协助运检人员正确的重合闸刀，在一条线路完成一次安装后，当该线路出现停电检修时，可以完全代替接地棒。
控制原理图如图1，主要的功能实现包括：
1）、能起到很好的接地保护作用。
2）、接地箱内部装有ABC三项的闸刀，通过合上/拉开刀闸，进行有效的接地和断开。
3）、红外探测联动功能：当设备监测到当前所检修的低压线路存在运行电压时，如果检修人员前去合上闸刀，则会触发红外探测装置，联动控制插销，使闸刀无法合上。当设备监测到当前所检修的低压线路没有电压时，可以顺利合上闸刀，起到接地保护的作用。
4）、现场显示屏：当打开接地箱的箱门时，通过显示装置可以实时查看当前线路的电压值。
3技术要点分析
3.1冲击耐受试验要求
按设计引流值，对符合设计和安装要求的接地箱，作接地时的重合闸试验，和引流试验，接地箱应该有足够的机械强度和电气强度。
3.2 智能保护功能
智能接地箱在线路未停电时，应能提供线路（包括三相线路、单相线路）的实际电压值，并提供带电警示灯；在线路带电的情况下，智能接地装置应能对接地刀闸的操作行为进行警告，并进行自锁，即使强行操作接地，也无法实施接地操作。
3.3 接地操作和可视断口
智能保护接地箱，可以多次可靠进行接地操作。接地开断后，提供可视断口，供检修人员检查核对。
3.4 防雨、防污能力
智能保护接地箱，在许可的安装地点，满足防雨、防水、防污等要求，保证可靠性，不出现导体受损、机构失灵等现象，确保保护机构、自锁机构能准确动作，接地操作得到有效的监护。
4应用效果分析
4.1 规范用户配电线路的接地设施
有效安装了智能保护接地箱的用户，在进行检修时，不需要另配接地线等检修材料和工具，将原来的寻找接地桩、验电、挂接地线等工作，简化为利用智能接地箱进行简便的操作，将各种用户线路无规范接地体、接地点的状况，彻底规范为一个标准的接地设备，为操作票的执行、操作过程的标准化、操作过程中的验证和复核等检修必备内容，提供了可靠支撑的保障。
4.2 减轻检修人员的负担和规避检修风险
普及智能接地箱，用很低的代价，实现接地行为的标准化，可以很大程度上减轻检修人员的心理压力和工作负担，继而可以采用规范的操作程序进行检修操作，唱票、执行、相互校核等检修必备工作可以流程化，避免因接地行为冗长，破坏了检修工作的连贯性，引发疏漏。
4.3 提高接地可靠性保障人身安全
智能保护接地箱，可以有效阻止带电挂接地线的行为发生，并有足够的接地和引流强度，在遭遇重合闸时，不会因自身损坏而使被检修线路复电，进而危及检修人员的安全。
5 .结束语
智能保护接地箱，可以有效阻止带电挂接地线的行为发生，并有足够的接地和引流强度，在遭遇重合闸时，不会因自身损坏而使被检修线路复电，进而危及检修人员的安全；实现检修时停电状态下的可靠接地操作，并具备防止线路带电时误合接地刀闸的智能保护功能。
因此，智能保护接地箱具备综合成本低、设置规范、可靠性高，并具备智能防误操作等特点，可以大大提高检修工作的效率，保障人身安全，避免各种疏漏导致的跳闸故障、人身危害等情况的发生，具有很好的市场推广价值。
本文研究内容来自国网浙江省电力公司科技项目《0.4kV智能保护接地箱的研究与开发项目》。
参考文献：
[1]周宇波.智能电网及其电力系统通信技术应用研究 [J]. 科技资讯. 2016 （27）
[2]徐建源，窦文君，王爱弘. 接地线状态在线监测系统设计 [J]. 电力自动化设备. 2008 （07）